【山西证券】苹果XR有望引领新周期，重点利好MicroOLED、Pancake设备需求.pdf

2024-04-16

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1. XR 规模化蓄势待发，预计 24-27 年全球VR出货量CAGR达52%

XR（Extended Reality），扩展现实，是虚拟现实（VR）、混合现实（MR）和增强现实（AR）等沉浸式技术或设备的总称。XR 是新一代信息技术的重要前沿方向，是数字经济的重大前瞻领域，将深刻改变人类的生产生活方式。 VR（Virtual Reality）：虚拟现实，完全人工环境；完全沉浸在虚拟环境中，没有真实世界的感觉。VR 指一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，使用户沉浸到该环境中。 AR（Augment Reality）：增强现实，虚拟对象叠加；在现实环境中数字物体增强了现实世界，指将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息，通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。MR（Mixed Reality）：混合现实，虚拟环境与现实世界相结合与现实世界和虚拟环境交互。MR 意为混合现实，包括增强现实和增强虚拟，能和现实世界进行交互和信息的及时获取，相当于是真实世界、虚拟世界和数字化信息三者的结合。

目前，AR/VR 行业正处于规模化应用的关键阶段。近年来，随着行业内光学、显示、交互等技术方案的持续升级以及内容生态的不断完善，AR/VR 头显产品加速迭代，产业链逐步趋于成熟。经过数年的用户培育，终端品牌厂商对 XR 运用情景的认知更加深刻，用户对可穿戴设备的接受程度更高，市场渗透率逐步提升。根据维深信息 wellsenn XR 调研统计，2023 年全球 VR 销量为753 万台，较2022年下滑24%；2023 年全球 AR 销量为 51 万台，较 2022 年增长 38%。基于游戏为核心应用场景的VR在 2023 年遇到了增长瓶颈：换机周期长，缺乏重点内容驱动硬件升级和消费者换新，是近两年 VR 市场负增长的主要原因。其中，VR 国内市场销量为 53 万台，海外市场为700万台，整体来看海外市场销售体量远超国内；C 端销量为 683 万台，较2022 年下滑25%，B端销量为69 万台，基本与 2022 年持平。2023 年 AR 头显 C 端、B 端销量分别为40 万台、11万台。

伴随着生态成熟与新品迭现，特别是在苹果 Vision Pro、Meta Quest 3 头显带动下，XR市场存在引爆的可能性，预计 2024-2027 年全球 VR 出货量 CAGR 达52%，2024 年将成为复苏之年，2027 年有望出现飞跃式增长。根据艾瑞咨询预测，2024 年全球VR终端设备出货较去年将有小幅上涨，预计超过 810 万台。屏幕、光学模组和芯片等VR 核心硬件构成的工艺成熟与量产进程对设备出货有重要影响，叠加苹果等头部厂商的产品迭代规划，整体出货预计在2027 年实现飞跃，将同比飙升 80%至 2865 万台，2024-2027 年出货量CAGR达52%。

2. 苹果 Vision Pro 显示屏+光学成本占比近6 成，国产供应链比例超60%

2.1 苹果 Vision Pro Bom 拆解，显示屏+光学模组占整机成本近6成

根据 Wellsenn XR 雪球专栏对苹果 Vision Pro 的 Bom 拆解，苹果Vision Pro 的整机成本为1733 美元，分别由 10 个部分构成——计算和存储（250 美元）、显示屏（760 美元）、光学（260美元）、交互传感器（113 美元）、结构件（141 美元）、连接件（32 美元）、电池（18美元）、声学（14 美元）、包装附件（15 美元）和 ODE/OEM（130 美元），按照价值量占比由高到低排序，Vision Pro 核心部件显示屏、光学、计算和存储、结构件和交互传感器分别占到整机成本的 43.9%、15.0%、14.4%、8.1%和 6.5%，此外，OEM/ODM 环节也占到整机成本的7.5%。Vision Pro 显示屏+光学模组占整机成本近 6 成，相关生产制造设备、组装设备、检测设备等有望充分受益。Vision Pro 最贵的部件是内侧的两块 Micro OLED 显示屏，单块价格350美元，总成本 700 美元。Vision Pro 将接近 50%的成本花费在Micro OLED内屏上，因此显示屏幕的技术升级与降本增效，对于苹果 MR 产品的迭代与应用落地至关重要。同时，光学模组作为连接显示屏和人眼的重要桥梁，直接影响到最终的显示效果与使用体验，也是VR设备结构中最为关键的组件之一。

2.2 多项政策驱动我国 XR 产业发展，国产供应链占比有望持续提升

近年来，工信部等单位多次发布虚拟现实与行业应用融合发展行动计划等文件，从基础通用、内容生产、内容分法、测试评价等多方面推动行业标准统一。兼容困难，格式差异、成本高昂仍是全行业需要共同解决的问题。2022 年 11 月，工信部等5 部门印发《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划（2022—2026 年）》提出，到 2026 年，我国虚拟现实产业总体规模（含相关硬件、软件、应用等）超过 3500 亿元，虚拟现实终端销量超过2500 万台，培育100家具有较强创新能力和行业影响力的骨干企业，打造 10 个具有区域影响力、引领虚拟现实生态发展的集聚区，建成 10 个产业公共服务平台。2023 年 7 月，国家发改委、工信部、财政部等 7 部委印发《关于促进电子产品消费的若干措施》，明确指出要依托虚拟现实、超高清视频等新一代信息技术，提升电子产品创新能力，培育电子产品消费新增长点。

苹果 Vision Pro 中国内地供应链比例高达 60%以上，叠加我国政策多方位支持，国产3C自动化设备需求有望受益于虚拟现实行业生态建设加速、技术提升、成本下降等因素影响迈入高速成长期。根据界面新闻消息，跟此前 iPhone 15 系列产品的内地零部件占比低不同，苹果 Vision Pro 中国内地供应链比例已经大幅度提高至 60%左右。Vision Pro 一反近几年iPhone大举采购国际零部件的常态，重新倚重中国内地供应链。这显出尽管当前中美地缘政治紧张局势导致全球供应链加速重组，但苹果对中国大陆供应链的依赖度和信心依然很高。2024年随着 Apple Vision Pro 上市，国产供应链加速切入。从供应链布局看，在整机组装、图像芯片、显示屏幕、扬声器、电池等多个环节中，国产占比有望持续提升。

3. Mirco OLED 显示屏幕加速渗透XR，利好平板显示自动化设备投资加快增长

3.1 需求端：Micro OLED 有望主导 XR 显示屏幕

3.1.1 Micro OLED 契合近眼显示技术需求，已成为头部XR品牌主流选择

显示屏幕作为 XR 设备的核心零部件，是 XR 沉浸体验的基础，决定了XR沉浸水平的体验层级，也是制约当前 XR 发展的关键零部件。XR 设备最基本、最核心的特征是沉浸式体验，体验层级的提升包含了包括显示、内容交互等等技术之和，屏幕分辨率是XR沉浸体验的基础，决定了 XR 沉浸水平的体验层级。以 VR 为例，要达到完全沉浸的体验层级，需要单目屏幕分辨率达到 8K 的水平，目前，VR 显示正在从单目 2K 向单目4K 升级，离单目8K还有一定的距离。

VR 屏幕的发展持续往更高 PPI、高分辨率迭代进步，Micro OLED具有高亮度、高分辨率、高刷新率、高对比度、体积小、低功耗等特点，为近眼显示的最佳选择。MicroOLED微显示技术，是 OLED 显示技术的一个分支，采用单晶硅晶圆（Wafer）为背板，又被称作“硅基 OLED”，除具有 OLED 自发光、厚度薄、质量轻、视角大、响应时间短、发光效率高等特性外，更容易实现高 PPI、体积小、易于携带、功耗低等优异特性，主要用于近眼式显示系统，是近眼式显示系统的核心器件，特别适合应用于头盔显示器、立体显示镜以及眼镜式显示器等AR/VR 显示设备。相比传统的 LCD 和 OLED，Micro OLED 具有高解析度、低功耗、高亮度、高对比、高色彩饱和度、反应速度快、厚度薄、寿命长等特性，功率消耗量可低至LCD的10%、OLED 的 50%，Micro OLED 成为 VR 实现轻量化双目 8K、12k、16K 水平的必经选择。Micro OLED 已成为主流 XR 品牌的升级主线。苹果 Vision Pro 对Micro OLED屏幕的应用，有望带动更多 XR 品牌应用高端 Micro OLED 屏幕。在XR 头显中，苹果VisionPro是首家搭载硅基 OLED 屏幕的主流产品，PPI 大于 4000，其分辨率达到了单眼4K、双眼8K水平，假设其 FOV 在 100°左右，则对应 PPD 约为 40。目前主流产品如PICO4、Quest2 等显示器分辨率均在 2K 左右，FOV 约 100°，对应 PPD 为 20，存在一定的“纱窗效应”，而苹果VisionPro 约 2 倍的 PPD 有望实现近乎“视网膜”级别的清晰度，大幅削弱颗粒感，提高渲染画面对现实场景的拟真感，从而提供无缝的虚实融合体验。

3.1.2 预计 23-30 年市场规模 CAGR 达 81%，VR 领域渗透率提升至50%

渗透率提升推动规模扩大，XR 领域 Micro OLED 有望实现高速增长，预计2023-2030年市场规模 CAGR 达 80.6%。根据 Wellsenn XR 的调研统计和预测，2022 年XR领域MicroOLED屏幕市场规模为 0.25 亿美元，同比增长 78.6%，2025 年-2030 年，Micro OLED在VR领域的市场份额将由 9%扩大至 50%，预计 2025 年 XR 领域 Micro OLED 屏幕市场规模将达到6亿美元，同比增长 172.7%，到 2030 年市场规模将增长至 94 亿美元。

3.2 供给端：Micro OLED 初步量产，大陆厂商奋起直追，有望降本扩容

3.2.1 索尼独占鳌头，国内视涯、云南创视界较为领先

截至目前，在全球范围内，只有为数不多的“玩家”具备硅基OLED技术的研发和量产能力。硅基 OLED 微型显示器的应用领域可分为专业市场和消费电子市场。根据群智咨询不完全统计，全球有 20 家企业已涉足硅基 OLED 面板产业，其中除eMagin、奥雷德、MicroOLED、国兆等主要面向非消费市场，其他均面向消费市场，消费电子市场制造商主要包括日本索尼、美国 Kopin、合肥视涯、云南创视界光电等。硅基 OLED 在消费品市场的主要应用场景包括HMD、HUD、EVF 等，其中仅有索尼凭借其在消费电子领域的优势地位推出了用于自身品牌的 EVF 及 HMD，其余参与者仍处于持续提高工艺水平、提升良品率的阶段。

全球 XR 行业硅基 OLED 出货量中，索尼独占鳌头，占据78%市场份额，国内厂商在技术和量产上还处于追赶地位。目前可以量产硅基 OLED 的厂商依然较少，主要来自索尼（Sony）、爱普生（Epson）和视涯（Seeya），2022 年全球 XR 领域硅基OLED 出货量占比分别为78%、20%、1%。索尼拥有十年以上的自研经验，产品规格、技术能力均居全球领先地位。索尼的硅基 OLED 面板制造均是 in-house 完成，拥有全流程的研发、技术、制造能力，采用12英寸晶圆。爱普生主要供应旗下 AR 头显品牌使用，外销较少。国内Micro OLED核心厂商包括视涯科技、云南创视界等。其中视涯科技 12 英寸产线处于行业领先地位，此外，湖畔光电、芯视佳、昆山梦显、观宇科技和南京昀光等公司也在布局 Micro OLED 产品。

目前，各大厂商均处于加速产线布局、技术水平快速提升阶段。随着各大厂商新建产能逐步落地，硅基 OLED 成本有望逐步下探，驱动其在 XR 领域加速渗透。目前我国硅基OLED产线少，尚未全面量产，索尼、京东方、视涯等国内外厂商逐步推出适合VR规格的硅基OLED屏幕，其尺寸都在 1.3-1.4 寸之间，分辨率接近 4K 水平，预计2024 年以后将会有更多VR采用硅基 OLED 屏幕，并将双目的分辨率提高至 8K 的水平。此外，三星和LG等韩国供应商也对这项技术表现出了兴趣，多方巨头入局，产业化、规模化和技术创新三管齐下，或将推动硅基 OLED 成本价格下降。

3.2.2 材料体系仍不完善，产业发展受低良率&高成本制约

总体而言，硅基 OLED 显示器行业处于发展早期，由于配套材料、技术、良率、成本等多方面存在的瓶颈和限制，目前 VR 领域出货量较少，渗透率较低。

（1）目前材料体系仍不完善。硅基 OLED 需要的材料体系和产业链仍不完善：晶圆背板方面，由于产业规模较小，尚无专用的晶圆产线，整体良率较其他晶圆产品偏低。OLED制程中，硅基 OLED 目前采用的是 AM-OLED 通用的材料体系。而硅基OLED由于像素尺寸小，通过的像素电流较小，对有机材料体系的光电响应速度要求比现有材料体系更高，现有材料体系难以完全满足硅基 OLED 产业需求。但硅基 OLED 市场规模较小，材料需求规模有限，材料厂商进行专用材料体系的研发积极性较低。（2）硅基 OLED 面板的制造工艺还不够成熟，良率水平较低，生产成本较高。硅基OLED生产工艺虽然可借鉴 AM-OLED，但由于使用硅衬底及像素尺寸小等特殊性，其生产环节中包括硅衬底清洗、ITO 沉积、有机层蒸镀和产品封装等均存在不同程度的挑战；尤其是产品封装工艺，对产品寿命和良率影响很大，是硅基 OLED 生产中良率最低的环节之一。硅基OLED是集成电路和新型显示两种技术的结合，其中集成电路制程占据了器件成本的70%到80%，随着市场需求的不断增长，现有的生产方式还有待探索和磨合。具体到VR领域，为满足沉浸感和宽视场角的需求，VR 头显应用对 Micro OLED 面板尺寸要求较高，在目前的光学方案下，需要 1 英寸乃至 2 英寸的大尺寸 Micro OLED 器件结构品配合才有机会实现，但由于大面积硅基的成本高和复杂的生产工艺，Micro OLED 造价成本相对较高，因此出货量较少。根据群智咨询数据统计，2022 年全球 XR 头显用面板出货中，硅基 OLED 占比约为4%。

因此，Micro OLED 是目前影响 Vision Pro 成本效率、扩大出货规模中最具决定性的关键零部件。苹果 Vision Pro 主要采用索尼的 Micro OLED 方案，成本相对较高。而MicroOLED的量产和降价可能是苹果 MR 系列打入消费级市场的关键。根据TrendForce 集邦咨询，MicroOLED 目前生产良率仍仅约五成，除了导致两片 Micro OLED 面板的售价高达700 美元，也限缩今年索尼实际能供货的面板数量（预估约 100 万片），因此增加Micro OLED供应商成为苹果供应链管理的当务之急。除了索尼，据了解苹果也积极的评估中国Micro OLED大厂视涯，预计最快 2024Q3 视涯就有机会以第二供应商的姿态加入供应行列。苹果 Vision Pro 的发布有望驱动 Micro OLED 技术成熟与量产。随着苹果VR眼镜引入Micro OLED 及其行业产能的不断提升，叠加 Micro OLED 在观影类BB 方案AR眼镜中得到进一步应用，多方面积极因素将拉动 Micro OLED 的市场规模增长及成本下降。

3.3 平板显示自动化设备乘风而上，A 股设备标的集中于后段制程

3.3.1 Micro OLED 项目设备投资占比近 7 成，Array &Cell 段设备贡献主要增量

随着搭载 Micro OLED 显示屏的 XR 产品需求增长，相关平板显示自动化设备有望迎来新的发展机遇。显示产业的下游新兴需求促进了显示器件性能的迭代更新，一定程度上将引导上游设备加速发展。在 12 英寸硅基 OLED 项目中，工艺设备投资金额占比接近7 成。根据京东方A非公开发行 A 股股票申请文件反馈意见的回复(修订稿)，云南创视界光电12 英寸硅基OLED项目将新增年平均生产 523 万片 OLED 微型显示器的产能，总投资34 亿元，其中，工艺设备所需投资金额近 23 亿元，占比达 67.6%，关键工艺设备包括硅片清洗系统、有机发光材料镀膜机、硅片 i-Line 曝光机、硅片涂光胶机、硅片光胶清洗机、电子束蒸镀机、无机化学蒸镀机、POD氮气箱、高精度点胶贴片机等。

平板显示器件生产设备产业链上游主要为电气元件、机械元件、机加钣金件、外购定制件、辅料等生产制造业；下游直接客户为大型显示面板和功能模组生产厂商，终端则用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、智能电视、可穿戴设备、车载显示器、智能家居、商用显示电子白板等产品。平板显示器件的生产主要分为“阵列制程（Array）”“成盒制程（Cell）”和“模组制程（Module）”，Array & Cell 制程的设备投入占比合计达到 95%。根据CINNOResearch数据，整个平板显示产业设备可以分为 17 大类，其中设备投资占比前三的分别为蒸镀类设备、曝光机和沉积设备。其中，检测设备贯穿三大制程，国内厂商相对擅长的模组制程设备主要包括邦定设备、贴合设备和检测设备等。根据新浪财经，在 OLED 面板制作中，Array、Cell、Module三个制程的设备投入占比分别约为 70%：25%：5%。Micro OLED 制造过程中涉及的主要设备具体包括：蒸镀设备、光刻设备、显影/刻蚀设备、薄膜沉积设备等。

根据 MicroDisplay 公众号，Micro OLED 器件制造主要包含四个步骤实现：（1）硅基IC设计与制造：主要涉及集成电路的设计和制造，分别由 IC 设计团队和晶圆厂完成；（2）OLED制程：主要包括 OLED 微腔顶发射技术、阳极材料技术、全彩化技术等；（3）OLED封装制程：包括薄膜封装、玻璃 cover 贴合封装等；（4）显示驱动与系统：与第一部分设计制造紧密相连。目前大多数投资的 Micro OLED 项目，主要是外购的半成品硅片，然后制作阳极像素点、有机发光层和彩色过滤层，然后进行分色绑定芯片成模组这四道工序，具体包括：（1）阳极像素点制备，核心节点包括水洗烘干、阳极金属层镀膜、光刻（包括涂胶、曝光、显影）和光刻胶剥离（2）有机发光层制备，核心节点包括有机材料蒸镀、阴极金属层蒸镀（OLED）和薄膜封装。（3）彩色过滤层制备，核心节点包括彩色过滤层制备和玻璃盖板装配。（4）模组工程，核心节点包括切片、水洗、干燥、贴片、焊线和涂保护胶。

3.3.2 前段设备主要被日韩厂商垄断，模组段国产设备具备细分优势

目前阵列和蒸镀段制造设备主要被日韩厂商垄断，模组段组装设备、检测设备等国产化进程较快。我国的平板显示产能目前已成为全球第一，但我国平板显示器件生产设备起步较晚，虽然近几年快速发展，和国际一流大厂相比依然存在一定的差距。蒸镀类设备、曝光机和沉积设备等长期被国外巨头垄断，目前国产设备突破依然局限在后段制程自动化组装设备、检测设备等领域。近年来在显示面板大厂的推动下，模组贴合、邦定等设备渗透率的快速提升增强了国产设备厂商的信心，但在前段制程设备领域，国内设备厂商依然需要直面技术差距。

（1）前段制程设备行业竞争格局

平板显示器件前段制程所需核心设备的生产领域进入门槛较高，一方面由于设备本身对工艺创新、环境控制、技术先进性、结构复杂度和运行精度都有极高的要求；另一方面设备的生产还需要完善的配套产业链支撑；此外，相关设备的研发投入大，研发周期长；加之国外相关企业对自身技术严格保密，故而国内进入该领域的企业较少。国内平板显示器件前段制程设备市场基本被日本、韩国企业垄断。我国显示器件工艺水平总体达到全球先进，但在关键材料、设备和元器件等环节存在较多短板，关键核心材料与高端设备对外依存度仍居高不下。例如前段制程中用到的溅射设备、刻蚀机、显影设备、沉积设备、激光退火设备等核心制程设备，基本由佳能、尼康、日立、东京电子等日本企业以及Avaco、Jusung、Viatron、AP system 等韩国企业垄断，只有在前段制程工序中的部分检测设备领域，本土精测电子和华兴源创等企业通过多年的努力，实现了技术突破，占据了一定的市场份额。蒸镀机被誉为“卡住 OLED 面板咽喉”，其在整体生产过程中会直接影响到OLED面板质量问题，全球市场呈现寡头垄断格局。业界普遍认为 Canon Tokki 是最佳量产设备，三星、京东方、LG、维信诺等大型面板厂商均采用的是 Tokki 蒸镀机。韩国设备企业在三星、LG等大公司的扶持下先行一步，形成了一批各有特色的中小设备企业。国内部分企业实现了高精度蒸镀机国产化，合肥欣奕华已完成国内首台全自主研发的 12 英寸硅基OLED蒸镀机量产交付。

蒸发源是蒸镀设备的核心部件，对材料的蒸镀效果、面板良品率起到决定性的作用，目前日韩企业占据领先地位。蒸发源的使用周期预计在十年左右，使用周期内，厂商会对蒸发源提供备件更换（如坩埚、角度板等）、维修保养、易损件或消耗品的更换（如加热丝、热电偶等）等服务。国内面板厂家在建设 OLED 产线时，首先选择蒸镀机厂商，对蒸镀机厂商选择结束后，面板厂家与蒸镀机厂商和蒸发源厂商进行三方会议，确定其所搭配蒸发源尺寸以及接口排布等规格参数，此过程由面板厂家进行主导。国内企业奥来德实现了蒸发源的国产化，目前是国内是唯一可提供 6 代线性蒸发源的企业，在国内市场适配Tokki 蒸镀机的蒸发源中，市占率约在 80%左右。奥来德的主要竞争对手为国外蒸发源生产企业，如日本爱发科、韩国YAS、韩国 SNU。

（2）后段制程设备行业竞争格局

在平板显示器件后段制程生产设备领域，我国平板显示器件生产设备企业已实现了突破性进展，国产设备的性能、质量已完全可以满足平板显示模组组装工艺的需求，国内设备企业的迅速崛起与发展正逐步打破日本、韩国企业在平板显示模组组装设备领域的垄断地位，早期全面采购进口设备的平板显示行业企业加大了国产设备的采购比例，进口替代进程正在加速，国产设备市场份额不断提高。

4. Pancake 有望成为主流 VR 光学方案，看好相关设备步入高壁垒高成长赛道

4.1 Pancake 方案成各大厂商新一代 VR 头显首选

VR 光学的发展经历了从非球面透镜、菲涅尔透镜和 Pancake 方案三个阶段，Pancake方案作为新兴技术路线，目前渗透率还比较低。目前市场上所见的光学模组主要采用菲涅尔透镜组或双曲面多透镜组，性能上具有边缘成像清晰度差、视场角相对较小的缺点，且体积大、重量大，因此严重影响了消费者佩戴舒适性和实际沉浸体验感。Pancake 方案采用折叠光路设计，可以细分为单片式、两片式和多片式折返方案。根据 Wellsenn XR 公众号，2022 年全球VR头显出货中 94%采用菲涅尔透镜方案，Pancake 方案占比仅为 4.9%。

随着 VR 在消费级市场逐步渗透和起量，C 端消费者对 VR 的轻薄、以及成像质量、佩戴体验提出了更高的要求，Pancake 方案以轻薄、优秀的成像质量以及逐步成熟的量产工艺，逐渐成为消费级 VR 光学的发展和进化方向。

（1）轻薄：Pancake 光学的核心思路是压缩屏幕与透镜之间的距离，通过多片光学镜片让光路多次折返，扩大光路总长，使其可以达到合焦的同时扩大视场角，从而缩小整个光学模组总长。与非球面透镜和菲涅尔透镜方案相比，其 TTL 能大幅降低的原因是压缩了屏幕与透镜之间的距离。目前非球面透镜和菲涅尔透镜的 TTL 约为 40-50mm，Pancake 光学方案TTL基本为 18-25mm 左右。（2）成像质量好：Pancake 光学方案中，通过透镜组合，可以提高透镜边缘成像质量，降低图像畸变，提高成像的对比度、清晰度、细腻度。（3）支持屈光度调节：由于 Pancake 光学方案是组合透镜（单片式除外），因此可以通过控制其中的一片透镜进行屈光度调节，目前普遍 Pancake 模组的调节范围在0-700°之间，对于需要佩戴眼镜的用户而言，可以调整到适合自己的度数，摘掉眼镜佩戴。

近年来，头部企业 VR 新品普遍采用 Pancake 技术路线，Pancake 方案已成为各家厂商的主要布局方向，在未来有望得到更广泛的应用。2016 年，国内厂商多哚（Dlodlo）推出首款基于 Pancake 方案的 VR 头显，2019 年 3Glasses 发布 Pancake 方案的VR 眼镜产品X1，随后2019年 9 月份华为发布的 VR Glass 也采用了 Pancake 光学方案，2020 年Pico 也展示了Pancake方案的 Pico VR Glass，随后创维、松下、华硕、HTC 等也发布了相关的产品。2022 年下半年，Meta 代号为 proiecet cambira 的 Pancake 方案头显正式发布上市，同时苹果VisionPro也采用Pancake 方案，此外 Pico、创维、大朋等国内各大 VR 整机厂商也都即将推出Pancake方案的头显，并且价格定位在中高端。

4.2 材料、工艺、设备三大壁垒高筑，国产设备厚积薄发迎破局

Pancake 光学模组生产主要包括光学设计、透镜加工、透镜贴膜、组装、检验和封装六个流程。其中，镀/贴膜主要包括平面贴膜、曲面贴膜两种方式。组装流程包括屏幕组装、透镜组装和遮光结构件组装。调整主要包括透镜 AA（主动调整）、显示屏AA（主动调整）。检验主要包括 MFT 检测、点亮检测、气密性测试、VID 测试和 Ghost 检测等。

Pancake 模组的关键壁垒主要包括：（1）材料端——光学膜材：Pancake 光学方案中最核心的是光学膜，膜材成本高且被海外光学膜巨头垄断，是当前 VR 光学发展的一大桎梏。Pancake 光学对1/4 相位延长片、反射偏振片等光学膜材料的性能和贴膜工艺要求高，全球只有 3M、旭化成等少数企业的产品能够达到 Pancake 设计要求。目前，一组透镜（单目）的光学膜成本接近100 元人民币，对贴膜或者镀膜的形状精度和平滑度要求很高，因此依赖人工贴膜，效率较低。此外，由于伪影需要增加透镜或者改变透镜的材料和形状来改善，也会增加材料成本。相比之下，目前单片菲涅尔透镜价格约为 15-20 元，单个 Pancake 光学模组价格约 150-200 元，成本是菲涅尔方案的7-8倍。

（2）工艺端——贴膜工艺：Pancake 光学的关键工艺是贴膜，反射偏振膜和1/4相位延时片的质量，以及贴膜的工艺是成像质量的关键因素。按照光路设计原理，Pancake 的折叠光路需依赖偏振光特性达成，因此偏振膜材是光路设计的重要原材，而膜材需贴附于镜片表面。其核心难点在于屏幕和折叠光路复合光学膜的贴合，多层高精密光学膜片叠加贴覆需要考虑精度、杂散光、光轴对准调焦、脏污等问题，每一层膜片都有精准极致的贴合要求，以确保光路在高度放大折射后仍有身临其境的真实感官，其中，最困难的环节在于曲面贴膜。苹果VisionPro 不仅使用了三片透镜，且采用超贴合技术。相比传统三透镜Pancake，苹果眼镜的透镜间距进一步缩小，Pancake 模组体积得到一步压缩，但也导致设计制造工艺难度更高，成本更高。

根据光学设计方案，贴膜的方式主要包括曲面贴膜和平面贴膜两种，平面贴膜技术难度较低，但是会牺牲部分光学性能和成像质量。曲面贴膜工艺通过事先制备好的平面膜层然后通过热弯成型技术使其成为特定的二维曲面，贴于透镜表面，曲面贴膜可以带来更大的FOV和更优质的成像质量，但是曲面贴膜工艺难度较大，容易边缘褶皱和翘起，良率低由于工艺要求高，膜供应商 3M 等开始推出了贴膜交付方案。

（3）设备端——除了上述镀/贴膜设备的工艺壁垒外，Pancake 方案光路设计复杂，对组装设备、检测设备等的要求也很高，细微差异便会导致光学模组整体的光路变化。首先，碍于工艺技术限制，目前市面产品多以镜片平面设计贴附膜材为主，导致光路设计自由度降低并且牺牲模组的光学性能，且目前在 Pancake 光学模组端的贴合设备国产率较低。其次，Pancake光路精度高敏感，对位要求严苛，在进行屏幕、透镜等组装时需严格按照既定光路设计完成，否则细微角度差异就会对最终成像效果产生很大影响，因此高精度AA 设备在Pancake组装过程中起到关键作用。同时，随着显示图像通过光学系统被放大以填充用户的视野（FOV），显示缺陷也会被放大，亮度和色彩的均匀性、坏点、线条缺陷、浑浊度和图像位置等问题对于眼睛距离显示屏仅几厘米的用户来说变得更加明显，因此需要检测设备模拟人眼视锥系统的近似大小、位置和视场的光圈特性，来检验包括亮度、色度及其均匀性、图像对比度、FOV等一系列显示特性。

4.3 预计 24-28 年市场规模 CAGR 达 40%，设备端有望受益高增长

随着采用 Pancake 技术路线的 VR 新品陆续发售，Pancake 方案渗透率有望大幅走高，预计 2023 年全球 VR 领域出货量渗透率提升至 56%（yoy+50pct）。根据群智咨询调查统计显示，2022 年全球 VR 光机模组出货约 2100 万片，其中 Pancake 市场份额仅占约6%，而到2023年后 Pancake 方案将开始取代单片的菲涅尔镜片，进一步带动 VR 光学模组的市场规模增长，预计将占到全球出货量的约 56%。

VR 光学作为 VR 头显的核心零部件之一，其市场规模取决于VR 头显出货量规模以及光学模组的价格。（1）量：根据艾瑞咨询最新报告及预测数据，2024-2027 年全球VR 头显出货量分别为816、1061、1592、2865 万台，同比增长率分别为 6.7%、30.0%、50.0%、80.0%。根据群智咨询调查统计显示，2023 年 VR 领域 Pancake 方案渗透率为 56%，我们合理假设2024-2027年渗透率分别达到 62%、68%、72%、74%，对应的 VR 领域 Pancake 模组需求量分别为1012、1443、2292、4240 万台，同比增长率分别为 18.1%、42.6%、58.9%、85.0%。（2）价：根据 Wellsenn XR 的统计，目前产业链单片非球面透镜的价格约为5-10元，单片菲涅尔透镜的价格约为 15-20 元，单个 Pancake 光学模组的价格约为150-200 元（不含屏幕），成本是菲涅尔方案的 7-8 倍。一方面，随着苹果 Vision Pro 产能及销量提升，市场份额逐步扩大，Pancake 光学模组的单价将被逐步拉高；另一方面，随着未来Pancake VR光学方案渗透率逐年提高，叠加未来 Pancake 方案的逐步完善和产量提升，Pancake 光学模组的成本有望逐渐下降，综合以上两方面因素，我们判断未来几年 Pancake 光学模组的单价将呈现“先升后降”趋势，预计 2024-2027 年单个 Pancake 光学模组的单价分别为240、270、300、290元。

经过模型测算，我们预计 2024-2027 年全球 VR 头显用 Pancake 市场规模CAGR达72%，受益于下游需求释放，Pancake 模组相关制造设备订单有望实现高速增长。综合考虑量价方面多重影响因素，我们测算 2024-2027 年全球 VR 头显用 Pancake 市场规模可达24.28、38.96、68.77、122.97 亿元，同比增长率分别为 41.7%、60.4%、76.5%、78.8%。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）