亚商投顾-空间计算混沌初开，蓝海市场即将开启（附股）！

 

 

事件驱动：近日，高德地图推出了新版Vision Pro，用户可以在App Store上搜索并下载。这款新版App基于先进的空间计算技术，为用户提供了更加科技化和沉浸式的地图探索体验。

 

据高德地图官方介绍，新版App通过结合Vision Pro独有的空间计算能力，使得地图服务不再局限于传统屏幕显示，而是能够融入真实环境，并提供更为身临其境的交互方式，为用户带来一种全新的看地图方式——“逛”地图。

 

 

行业透视

 

空间计算使我们能够与机器人、无人机、汽车、虚拟助手等一起探索世界。它不仅限于一种技术或一种设备。它是软件、硬件和信息的混合体，允许人类和技术以新的方式连接，开创一种新的计算形式，这种形式可能比个人计算和移动计算对社会的影响更大。（文末附产业链及相关上市公司梳理）

 

一、空间计算概述

 

1.空间计算概念

 

如何理解空间：1）人和计算机所处的物理空间；2）计算机拥有的信息层面对应的虚拟空间。

如何理解计算：1）决定虚拟空间信息的呈现；2）控制真实物理空间的物体。

 

空间计算是指一组技术，使人类能够在三维空间中与计算机进行交互。属于这个范畴的技术包括增强现实（AR）和虚拟现实（VR）, 包括了所有使人类、虚拟生物或机器人在真实或虚拟世界中移动的软、硬件技术，涵盖了人工智能、计算机视觉、虚拟现实、增强现实、传感器技术和自动驾驶等技术。

 

例如，开车时，人类需要判断车与路边的距离、车与行人的距离，才能安全行驶，动物也要通过视觉或声音等途径判断自己与猎物的距离——这种人类和动物都具备的基础生存技能叫“深度感知” 。而“空间计算”技术就是要让机器具有深度感知能力，让数字世界正确地出现在我们身处的这个现实世界物理空间内。

 

 

2.空间计算是一次升维

 

空间计算，与将数字体验局限于二维屏幕不同，它带来了更具沉浸感的计算机界面和一种与技术互动的新方式。空间计算允许用户将数字内容无缝融入其物理环境中，以一种看似物理的方式与周围环境进行交互。

 

 

空间计算是一次升维，大幅推动技术平民化、提升信息交换的质效。人类是生存于四维时空的三维生物，人类与世界的交互方式以及感知世界与处理信息的方式是三维的。人类通过感知与实践得来的直接知识，是三维+时间的完整体验，而其作为间接知识形成与传播时，受技术水平所限，多以文字、书本等一、二维为载体体现，但每一次降维都会带来信息密度的下降和必要信息的丢失。因此，间接知识的升维对提升人类文明的进步效率和推进技术平民化都至关重要。

 

 

3.空间计算是元宇宙远景的一环

 

随着智能终端的更迭，伴随交互升级越来越自然。MR算力比电脑更强，便携性堪比手机，屏幕无限扩张，集合二者之优势，极有可能对二者形成替代，并在空间计算领域创造全新的增量。

 

 

空间计算技术是元宇宙价值链的重要一环，元宇宙的七层架构包含了“空间计算层”，其中覆盖了3D引擎VR/AR/MR、空间映射等技术领域，进一步拓展了空间计算的应用场景。

 

 

 

二、空间计算平台关键要素

 

空间计算技术包含三维重构、空间感知、用户感知、空间数据管理、5G/云网与空间计算。而空间计算的关键要素就在于如何理解环境信息和用户意图。

 

 

1.如何理解环境

 

以 Vision Pro 为例，其通过大量摄像头传感器、专属 R1 芯片的应用实现低延时、高质量的环境信息感知和三维重建。

 

真实环境的三维重建主要通过传感器获得环境信息，然后通过信息处理实现三维重建。

 

 

2.如何理解人

 

通过感知用户面部、人体姿态等方式来理解人。面部感知包含人脸关键点检测、人脸识别、人脸重建及眼球追踪；人体姿态感知包含人体姿态估计、手势的识别和姿态追踪；其他感知与驱动包含语音交互、空间音频等。如 Vision Pro 利用眼动交互可以通过目光瞄准和手势确认的方式控制远处物体，也可以通过目光瞄准的方式实现输入交互。

 

 

三、空间计算产业链分析

 

对于空间计算产品来说，产业链涉及主要的硬件制造商、服务提供商等，从硬件来看，主要分为芯片、显示、光学、结构件、电池几大部分，整机成本为1509美元，服务主要来自生产和装配。

 

 

1.空间计算设备的重要部件

 

1）光学模组：方案各有千秋，平衡轻薄与清晰度两大关键需求

 

在空间计算设备结构中，光学模组作为连接显示屏和人眼的重要桥梁，是最为关键的组件之一，直接影响到最终的显示效果与使用体验。

 

前沿的超表面/超透镜方案有望平衡轻薄与清晰度两大需求。超表面透镜能利用纳米结构聚光进而达到避免色差出现的平面，且能形成特定的重复模式模拟折射光线的复杂曲率，使其没有传统透镜笨重，并能在减少畸变的情况下改善聚焦光线的能力。

 

 

2）显示面板：技术持续演进，Micro-OLED 预计成为中期行业主流

 

早期 VR 头戴式设备大部分采用普通 LCD，而后逐渐被 OLED 取代。自 2022 年起，显示方案进一步迭代，Apple Vision Pro 使用硅基 OLED 显示方案，QuestPro 使用 Mini LED 背光的 Fast LCD 显示面板等。

 

Micro OLED 具备性能参数、工艺制造等多维优势有望成为行业主流。Micro OLED 光源模块是通过使用气相沉积将 OLED 沉积到衬底上而产生的，具有 OLED 自发光、薄、轻、视角大、响应时间短、发光效率高等优异特性，而且更容易实现高 PPI（像素密度）、体积小、易于携带、功耗低等应用效果，特别适合应用于近眼显示设备。

 

 

3）背光技术：MiniLED 背光 LCD 为超高清显示可行方案

 

LED 背光主要有侧入式背光、直下式背光、Mini LED 三种方案。

 

 

Mini LED：背光将传统 LED 芯片缩小，背光源灯珠由原来的几十颗、几百颗变成数千颗、数万颗，分区数量也能从几十、几百个增加到几千、几万个，每个区域对应多个像素点，结合区域调光技术，对背光源进行更加精细化的亮暗控制。Fast-LCD 与 Mini LED 相结合，不仅可以很好的解决漏光难题，也能够进一步提升 Fast-LCD 在高对比度、高刷新率、高亮度等方面的性能，辅以 HDR 功能，将更好地发挥 VR 产品近眼超清显示的画质要求。

 

4）摄像头：数量显著增加，VST、面追及眼追、空间定位各司其职

 

摄像头可以看做是空间计算设备的“眼睛”，摄像头品质和功能是良好用户体验的关键。Apple Vision Pro 配备了 12 颗摄像头，包括 2 组 RGB 主相机、4 组下视角相机（2 组近乎垂直向下，两组斜向下）、2 组外侧视角相机、以及 4 组眼球追踪红外相机（头显内侧）。

 

 

RGB 摄像头：用于拍摄外部影像，和内部显示模组提供实时的立体视觉，提供一种透视的效果。让 VR一体机拥有 AR 设备的能力，可以虚实结合，已经成为标配摄像头。VST 图像的清晰程度取决于 RGB摄像头的采样能力。

 

眼动追踪摄像头：眼动追踪技术早期主要由外设配件来辅助完成，逐步发展成为 VR 的集成配置器件，通过内置眼动追踪模块，VR 实现了动态注视点渲染功能（DFR）以及自动瞳距调整（Auto-IPD），在设备的多人共享场景下发挥了一定作用。

 

面部追踪摄像头：用于捕捉使用者的面部表情甚至重建使用者的面部。这是为了以后元宇宙的交流更加自然，更加像现实中的体验。这个功能会用 2 颗微光红外眼球跟踪摄像头，1 颗嘴部动作捕捉摄像头来实现。

 

6DoF 摄像头：用于感知环境，捕捉手部动作，实现最重要的人机交互方式。经过一个联合标定的过程建立一个 SLAM 地图，用来人手在这个 SLAM 地图中的运动情况。

 

5）传感器：重要性凸显，dToF LiDAR 有望成为标配方案

 

深度相机通过深度相机获取到的数据，能准确知道图像中每个点离摄像头距离，这样加上该点在 2D 图像中的(x，y)坐标，就能获取图像中每个点的三维空间坐标。通过三维坐标就能还原真实场景，实现场景建模等应用。Apple Vision Pro 配备了 5 个传感器。

 

三维重建技术中，ToF（time-of-flight，飞行时间）的概念扎根于深度传感器，指采用像素阵列来获取整个场景的高分辨率深度分布。而 LiDAR 主要应用于自动驾驶领域，是根据发射光和反射光之间的飞行时间来直接估计目标距离。也就是说，如果从测量原理来看，所有的 LiDAR 都是 ToF。因此，ToF LiDAR 通常指的是那些基于测量发射和反射光之间的飞行时间来获得高分辨率场景深度/目标距离分布的传感器。

 

 

随着近几年深度传感器和 LiDAR 的发展，dToF 也得到了长足的发展。从光传感器像素来看，dToF 目前也可以使用 CMOS 工艺实现，并且已经可以实现不错的 2D 分辨率。随着 ARVR 等新应用的兴起，消费电子领域对于深度传感器的需求也在快速上升。消费电子领域传统上是 iToF 的天下，因为在消费电子领域的应用中对于 ToF 传感器的最大测距距离需求较低（数米之内），而对于 2D 分辨率和成本的需求则较高。然而，随着 dToF 技术，尤其是高集成度 CMOS SPAD 的发展，dToF 正在从高端进入消费电子市场。

 

2.制约空间计算的核心矛盾是算力

 

通过对硬件参数的比较，能够发现，目前制约空间计算的核心矛盾是算力。而有效解决这一矛盾，取决于两方面的努力。一方面，是原始算力的不断进步，这取决于上游芯片供应链上 CPU+GPU 核心参数的不断优化。另一方面，算法是对算力的使用效率优化，这取决于下游整机、软件等厂商在算法与软件层面的优化能力。

 

目前，空间计算设备的主流算力形态有如下三种：

 

苹果体系（准一体式）：M2（App+图像计算）+R1（多传感器输入）体系。1）M2 具有 8 个 CPU 内核，分为 4 个性能内核和 4 个能效内核。性能内核提供 192KB 指令缓存、128KB 数据缓存和 16MB 共享二级缓存。效率内核要小一些，仅提供 128KB 令缓存、64KB 数据缓存和 4MB 共享缓存。2）预估 R1是一颗低功耗低延迟的多模态传感器融合计算芯片，其上定制了传感器常用的算子电路，并且具备NPU 来支持基于 AI 的传感器算法。

 

高通体系（一体式）：通过 XR2Gen2 单一芯片实现。Qualcomm Snapdragon XR 一、二代芯片系统在VR 一体机当中占据极高市场份额，一定程度上也推动了 VR 一体机的普及。

 

Wintel 体系（分体式）：结合 PC 的显卡和 CPU，通过 Intel/AMD+Nvidia/AMD+头显内置的芯片（如Qualcomm）架构来实现。

 

四、行业的投资逻辑

 

空间计算行业的发展受到多个因素的驱动，其中技术进步、市场需求的增长以及跨行业应用的拓展是最为关键的几点。

 

1.跨行业采用增加

 

随着增强现实（AR）和虚拟现实（VR）技术的成熟，这些技术在游戏、医疗、教育和制造业等多个行业的应用越来越广泛。例如，在教育领域，空间计算技术被用于创建互动学习环境，使学生能够通过虚拟实验室和历史重现等方式获得更加沉浸和直观的学习体验。在医疗行业，通过空间计算技术，医生和学生可以在三维空间中与医疗数据互动，进行手术规划和医疗培训，提高医疗服务的质量和效率。这些跨行业应用的增加推动了对空间计算解决方案的需求。

 

 

2.对基于位置的服务的需求增长

 

基于位置的服务（LBS）、导航辅助和基于位置的营销在零售、旅游和物流等行业的应用需求不断增长，这促进了空间计算技术的发展。通过空间计算，用户可以获得更加精准和个性化的位置信息和服务，如在商场内部导航、旅游景点的增强现实导览以及基于位置的推广活动等，这些应用不仅提升了用户体验，也为企业提供了新的营销工具和业务模式。

 

3.游戏和娱乐行业的推动

 

游戏和娱乐行业一直是空间计算技术发展的重要推动力。AR和VR游戏以及互动娱乐内容的出现，不仅吸引了大量用户，也推动了技术和硬件的创新。

 

4.医疗行业的需求增加

 

空间计算技术在医疗领域的应用不断拓展，包括但不限于手术模拟、疾病可视化、患者教育以及远程医疗等方面。这项技术能够提供更加直观的医疗信息展示方式，帮助医生和患者更好地理解复杂的医疗过程和条件，从而提高诊疗效果和医疗教育的质量。

 

随着技术的持续进步和市场需求的不断扩大，空间计算技术的应用前景将更加广阔。未来，随着更多创新应用的出现，空间计算有望在更多行业中发挥关键作用，推动社会各领域的数字化转型。

 

五、产业链公司梳理

 

作为元宇宙的重要技术，甚至是未来工业的重要技术，空间计算展示出了极为优异的潜力。无论是通过数字孪生赋能工业物联网、智慧城市或教育、医疗等，空间计算已经开始为融入生活的方方面面，其产品形式也很快会像手机和PC一样，既能作为生产力工具，也是娱乐与生活离不开的好物。

 

随着空间计算机逐渐从一种遥远的想象成为可能，这个行业可能会在今年迎来显著的发展。根据研究机构Future Market Insights此前发布的报告，预计空间计算市场将在2032年达到5446亿美元。相关企业梳理如下：

 

1）消费电子：立讯精密、歌尔股份、兆威机电、鹏鼎控股、东山精密、韦尔股份、蓝思科技、领益智造、亿道信息、长盈精密；

 

2）基础算力：沪电股份、工业富联；

 

3）物联网端侧芯片：晶晨股份、恒玄科技、北京君正、兆易创新、乐鑫科技；

 

4）设备：杰普特、易天股份、深科达；

 

5)内容：洲明科技、利亚德。

 

风险提示：AI发展不及预期、细分行业竞争加剧等

 

参考资料：20231225--慧博智能投研—空间计算行业深度

                 20240226-国信证券—空间计算：Vision Pro开启空间计算时代

 

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