陀螺研究院:Apple Vision Pro核心技术拆解和供应链剖析报告

陀螺研究院:Apple Vision Pro核心技术拆解和供应链剖析报告
2024年09月16日 20:02 VR陀螺

2024年9月11日,由VR陀螺联合CIOE中国光博会主办的「光聚未来•第五届中国AI+AR技术应用高峰论坛」在深圳国际会展中心顺利举办。

本次活动以“光聚未来”为主题,聚焦AI与AR技术融合发展,从底层核心技术、生产工艺、产品应用多维度展开深度探讨。来自京东方、JBD、芯明、谷东科技、鲲游光电、Eulitha、VR陀螺以及陀螺研究院的行业嘉宾为到场观众带来了精彩的分享,演讲内容干货满满。

其中,陀螺研究院 产业分析师 王映月为与会来宾奉上了“Apple Vision Pro核心技术拆解和供应链剖析报告”的主题演讲。

以下为演讲实录(内容略有删减调整):

各位来宾大家下午好,我是陀螺研究院的产业分析师王映月,主要是负责产出陀螺研究院中XR板块的报告。

Vision Pro作为今年掀起行业浪潮的重点产品,在其发布后市场上有许多关于其供应链的消息,陀螺研究院基于此,结合我们对这台产品的看法,对Vision Pro的核心技术和供应链进行了详细的解析,今天就和大家分享一下报告里的部分重点内容。

首先,简单回顾一下Vision Pro的基础信息。图上是Apple Vision Pro主机的六个不同视图,另外还有一个外接电池。头显主体可以分为三个部分:最前端的眼镜部分是整个头显的核心,内部整合了算力系统、显示屏幕、光学设计等,头显上方左右两侧各有一个按钮和数码旋钮,分别用于拍摄空间视频和调节头显环境的沉浸度;中间部分是一个遮光面罩,苹果会根据用户面部大小提供适配的尺寸;最后连着一个针织材质的头带,除了这条单头带,苹果还提供一个双圈头带供用户替换。参数方面,陀螺研究院和VR陀螺各类文章和报告中都进行过多次分析,这里就不多展开。

以下这两张图片是拆解机构iFixit找Creative Electron拍的X光透视图,据称花费3500美元,与一台256G的Vision Pro价格相当。从这两张X光透视图我们可以看到,Vision Pro中的各类摄像头、传感器、芯片以及电路板上密密麻麻的电子元器件。

接下来我们就来详细看看这些元器件都有些什么。首先,Vision Pro中的元器件可以分为两类,芯片和其他非芯片的零部件。芯片方面,Vision Pro中共有32款不同类型的芯片,总数达到49颗,分布在主板、充电板和扬声器主板上。零部件板块包括计算单元、近眼光学、显示屏幕等各类模组和其他结构件等等。

具体的供应商方面,美国是Vision Pro芯片的主要供应国家,此外还有少量日本和欧洲地区的供应商。中国则有两家企业进入芯片供应链,包括日月光旗下的环旭电子,提供WiFi或蓝牙模块的芯片;以及中国大陆的兆易创新,其参与了充电板中闪存芯片的供应。

虽然芯片环节中国厂商参与不多,不过在基础代工和附加值更低的零部件板块可以看到不少中国厂商的身影:例如提供摄像头模组的高伟电子,供应链方面还有消息称高伟电子为Vision Pro生产摄像头一直处于亏损状态,因此苹果也为高伟电子带来了更多iPhone摄像头的订单来作为补偿;头带、散热模组的供应商是领益智造;Vision Pro的正面还有一整块用3D方式成型的全曲面玻璃,这块玻璃则由蓝思科技供应。

此外,还有一些之前在其他苹果产品中就进入苹果供应链的企业,也参与到Vision Pro的制造中,如为苹果系列产品提供扬声器、麦克风等组件的歌尔股份,这次继续为Vision Pro供应麦克风,同时承接了外接电池模组的制造;长盈精密也是苹果的长期供应商,一直为苹果的各种设备提供外壳,在Vision Pro中负责提供铝合金中框;负责组装的也是苹果的老朋友立讯精密,近年来立讯精密通过不断的收购扩张,拿到了AirPods、iPhone的组装订单,成为苹果三大组装供应商之一,本次独家负责Vision Pro的整机组装。虽然有不少中国厂商进入了Vision Pro的供应行列,不过大多价值含量较低,在高价值环节还是海外供应商为主,如两款Micro-OLED显示屏就是由索尼提供。

根据陀螺研究院的统计数据,Vision Pro的总成本超过1700美元。其中,两块Micro-OLED屏幕的成本约为700美元,加上OLED外屏和柱镜光栅,显示屏幕的总成本达到740美元,占比约为43%;占比第二的是芯片板块,约为25%,49颗芯片总成本达到427美元,其中主板芯片占大头,价值约为375美元。近眼光学板块,玉晶光的3P Pancake模组叠加兆威机电的自动瞳距调节模组成本也超过了100美元。

接下来再分享几个Vision Pro的核心技术。首先,Vision Pro是首个采用了双芯片设计的头显,两块芯片均为苹果自研,并由台积电代工。分别是一枚Mac级别的M2芯片,为Vision Pro提供算力支持,以及一枚协处理芯片R1,主要负责处理来自各类摄像头、传感器、麦克风的数据。实际上,M2芯片已经能够满足Vision Pro的算力需求,额外配备一枚协处理芯片的目的在于进一步降低延迟。

以处理VST透视的路径为例,主处理芯片需要获得一张完整的外部环境图像后才开始进行数据输入,随后还要通过CPU、GPU等器件,最后再输出到屏幕上;而协处理芯片只需要接收到一行或是几行数据就开始输入,后续过程也更加简单,因此所需时间更短,从而减少延迟。目前,市场上除了像苹果一样能够自研芯片的厂商外,XR平台的主处理芯片多由高通提供,国内的芯片厂在这方面的投入稍显不足;协处理芯片方面,国内一些优秀的创企如耀宇视芯、万有引力,都推出过针对Slam定位、显示、感知等方面的协处理芯片。

其次,在光学方案上,苹果则是挑战了3P Pancake的工艺。在Vision Pro出现之前,Pancake模组大多采用的是2片式的方案,如Meta Quest 3;目前Pancake方案最新的落地应用已经迭代至4片式的Pancake光学设计,例如前不久发布的玩出梦想MR。Pancake方案的核心关键即为曲面贴膜技术,目前这项技术仍处于3M公司专利垄断中的状态,其他厂商需要获得授权才能使用。相较于1P或2P方案,3P Pancake能够实现更高的清晰度、更小的畸变和色差,不过短板也非常突出,由于镜片数量增加,技术难度、成本和重量都随之提高。另外,Pancake方案光损严重,每经过一次折射,光效损失50%,3P Pancake方案最终光效仅有12.5%。

因此,Vision Pro便需要一块高亮度的显示屏幕进行光学补偿,Micro-OLED屏幕恰好满足这一点。与Quest 3搭载的Fast-LCD屏幕进行对比,Micro-OLED由于自发光原理,自身亮度非常高,补偿了Pancake方案造成的光损;另外因为像素尺寸足够小,一块显示屏中能够放置更多的像素,实现更高的PPI。

随着苹果的带动效应,Micro-OLED在XR设备中的渗透率将逐渐提升,并成为主流的显示方案,在苹果之后也有不少厂商在产品中选择采用Micro-OLED屏幕。如三星、高通和谷歌三家联合推出的XR头显,预计也将搭载索尼提供的Micro-OLED屏幕;此外,前不久微软与三星显示签订了Micro-OLED合同,三星显示或将为微软于2027年推出的XR设备供应Micro-OLED屏幕。

可以看到,随着技术迭代和升级,更多Micro-OLED厂商将成为索尼强有力的竞争对手。包括国内的京东方和视涯科技,近年来两家企业均在不断扩大产线,提升产品的技术水平和生产能力,例如京东方还推出了1.35英寸的Micro-OLED显示屏,今年推出的头显新品,如玩出梦想MR和创维PANCAKE 2均配备了京东方的Micro-OLED屏幕。海外厂商方面,LG和三星显示也已收到苹果关于开发新规格Micro-OLED的请求,LG还展出了其1.3英寸4K级Micro-OLED屏幕。另外,值得注意的是,相较于Vision Pro第二代产品,低价版的Vision Pro或许会更早面世,并且苹果方面倾向于在低价版头显中保留高规格的显示能力,为了控制成本,苹果可能会调整Micro-OLED的规格或选择不同的厂商,上述厂商均可能成为苹果的新选择。

最后再分享一点供应商相关的数据。按供应成本来看,索尼是Apple Vision Pro最大的供应商,仅提供两块Micro-OLED显示屏幕成本占AVP总成本的41%。苹果自己是AVP的第二大供应商,负责计算芯片(不含代工成本)和电源管理芯片,供应的零部件成本约158美元,占AVP总成本的9%。立讯精密独家负责AVP的整机代工,单台AVP代工成本约130美元,以占总成本8%。按供应元器件的数量来看,芯片方面,德州仪器、苹果、安森美等美国厂商提供的芯片数量较多;零部件板块,主要供应商有歌尔股份、台积电、LG等。

可以看到苹果选择的供应几乎都是相关领域的龙头企业,技术实力强,企业规模大,因此上市企业占比非常高。芯片供应商中上市企业占比87%,仅提供闪存芯片的日本铠侠和德国博世两家公司暂未上市。但根据最新市场消息,铠侠已经在重启上市程序,最快可于10月在东京证券交易所上市。其他零部件供应商方面,上市企业占比将近100%,只有供应扬声器组件的美特科技还未上市,不过该公司是立讯精密旗下的孙公司。

从地区来看,芯片供应商中美国厂商供应数量最多,芯片价值也最高;日本厂商供应数量占比6%,价值占比翻了一倍为12%,主要是其中包含了铠侠供应的闪存芯片,一颗价值在35美元左右;在非芯片的零组件中,中国是第一大供应国,大陆和台湾地区共有19家企业进入供应链,占比达68%。

以上是陀螺研究院整理的Vision Pro部分板块的潜在供应商。苹果通常会在产品和供应链都成熟后,开始培育第二家甚至第三家供应商,从而刺激竞争、并压低成本,同时减少对单一供应商的依赖。不过从Vision Pro发布至今的销量和供应链成熟度来看,或许还难以支持苹果的这种做法,但目前低价版的Vision Pro和第二代Vision Pro产品都还处于研发阶段,苹果也可能在之后的产品中选择其他供应商。

完整的报告中还有对芯片和零部件的介绍、成本预估和供应商等详细信息,今天由于时间关系,我的分享就到这里了,大家可以扫码登录陀螺科技查阅完整版报告,谢谢大家。

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