2024蘋果VisionPro技術(shù)拆解

蘋果VisionPro技術(shù)拆解2024目錄Contents目錄Contents蘋果VisionPro產(chǎn)品全拆解蘋果VisionPro產(chǎn)品全拆解2023年6月6日，蘋果在WWDC大會上正式發(fā)布公司第一款MR（混合現(xiàn)實(shí)）設(shè)備Vision2023年6月6日，蘋果在WWDC大會上正式發(fā)布公司第一款MR（混合現(xiàn)實(shí)）設(shè)備VisionPro，預(yù)計2024年1月27日海外發(fā)布，一季度國內(nèi)發(fā)布；硬件方面，蘋果MR頭顯VisionPro搭載雙算力芯片M2/R1、3PPancake光學(xué)方案、MicroOLED顯示屏幕、眼球+手部追蹤交互等核心技術(shù)?；陧斉浼夹g(shù)，產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)眼動追蹤高精準(zhǔn)度、懸空打字、虹膜掃描、FaceTime虛擬人物全身渲染、VR/AR模式平滑切換等創(chuàng)新功能。蘋果VisionPro整體外觀基礎(chǔ)參數(shù)AppleVisionProOculusQuestPro發(fā)售時間預(yù)計2024年Q12022年Q3操作系統(tǒng)VisionOSAndroid瞳距調(diào)節(jié)模式全自動手動屏幕類型Micro-OLEDQD-LCD屏幕+Mini-LED背光屏幕像素2300萬690萬PPD(PixelPerDegree)36～4419視場角-水平117°108°視場角-水平-雙目重疊區(qū)86°79°視場角-垂直87°100°HDR√×刷新率90/96Hz72/80/90Hz處理器AppleM2(5nm)+R1高通XR2+Gen1(7nm)VST透視攝像頭2顆，高分辨率1顆，4MP深度傳感器LiDAR+TrueDepth×眼動追蹤及表情追蹤√√電池位置外置頭帶電池續(xù)航2小時1-3小時前置屏幕√×麥克風(fēng)數(shù)量63授權(quán)模式OpticID（眼動）密碼操控方式眼動+裸手手柄售價$3499$1000一級分類二級分類三級分類供應(yīng)商處理器一級分類二級分類三級分類供應(yīng)商處理器主處理器M2蘋果/臺積電計算與儲存（$230）（$120+$60）協(xié)處理器R1蘋果/臺積電存儲（$20+$30）RAM海力士ROM三星電源PMICST/TI傳感器（$133）無線WIFI博通藍(lán)牙博通攝像頭CIS索尼Lens大立光/玉晶光模組高偉IMUIMUTDK激光雷達(dá)模組LG發(fā)射端-VCSELLUMENTUM發(fā)射端-Lens玉晶光發(fā)射端-VCSEL驅(qū)動TI接收端-SPAD索尼玻璃康寧/肖特結(jié)構(gòu)光模組LG發(fā)射端-VCSELLUMENTUM發(fā)射端-VCSEL驅(qū)動TI發(fā)射端-DOE臺積電接收端-CISSTLens玉晶光一級分類二級分類三級分類供應(yīng)商近眼光學(xué)（$260）Pancake（$120*2）Lens玉晶光Lens貼合業(yè)成OCA膠日東QWP膜帝人RP膜3M光學(xué)檢測設(shè)備杰普特Pancake與屏幕模組玉晶光模組外觀檢測設(shè)備榮旗瞳距調(diào)節(jié)（$10*2）瞳距調(diào)節(jié)兆威機(jī)電屏幕（$760）內(nèi)屏（$350*2)內(nèi)屏-MicroOLED索尼+臺積電外屏（$60）外屏-OLEDLGD裸眼3D光柵（柱鏡光柵）歌爾股份檢測內(nèi)屏光學(xué)檢測設(shè)備華興源創(chuàng)聲學(xué)（$13）麥克風(fēng)麥克風(fēng)歌爾股份揚(yáng)聲器揚(yáng)聲器立訊（美特）電源（$18）電池電池電芯德賽電池電池模組歌爾股份結(jié)構(gòu)件（$137）鏡腿鏡腿歌爾股份檢測整機(jī)外觀檢測智立方面板玻璃面板藍(lán)思科技散熱散熱模組領(lǐng)益智造頭帶頭帶領(lǐng)益智造中框合金中框長盈精密/富士康連接件（$23）軟板SLP鵬鼎/東山精密硬板FPC鵬鼎/東山精密制造設(shè)備（$15）組裝設(shè)備整機(jī)組裝設(shè)備博眾/賽騰整機(jī)組裝（$130）整機(jī)組裝整機(jī)OEM立訊精密創(chuàng)新技術(shù)解析創(chuàng)新技術(shù)解析 瞳距：指兩個瞳孔之間的距離，即Inter-PupillaryDistance（IPD）或PupilDistance（PD），單位為毫米。雙眼瞳距一般為62毫米，單眼瞳距大致為30-32毫米，瞳距的大小隨人的不同年齡、性別、人種而有所不同。VR設(shè)備內(nèi)用多個紅外線LED照射眼球，獲取眼球瞳孔位置及眼球反射的紅外LED位置圖像。眼動追蹤算法根據(jù)瞳孔圖像及紅外LED反光位置圖像，計算得出瞳孔位置、大小及瞳距等信息。并將IPD數(shù)據(jù)發(fā)送至IPD調(diào)節(jié)機(jī)械結(jié)構(gòu)驅(qū)動，進(jìn)而驅(qū)動微型電機(jī)、行星齒輪減速機(jī)、絲杠等結(jié)構(gòu)，推動VR學(xué)結(jié)構(gòu)位移，對準(zhǔn)人眼。2022年P(guān)ICO首次應(yīng)用自動IPD調(diào)節(jié)功能，隨著蘋果VisionPro的上市，電驅(qū)IPD調(diào)節(jié)預(yù)計將成為VR行業(yè)標(biāo)配。 根據(jù)AR圈信息，蘋果VisionPro率先采用了貼合式三透鏡Pancake技術(shù)。相比傳統(tǒng)三透鏡Pancake，蘋果VisionPro產(chǎn)品的透鏡間距進(jìn)一步縮小，Pancake模組體積得到進(jìn)一步壓縮，有利于減少整機(jī)體積和重量，進(jìn)而獲得更好的穿戴體驗，但也導(dǎo)致設(shè)計制造工藝難度提升，成本更高；行業(yè)內(nèi)，PICO4采用單透鏡Pancake技術(shù)，MetaOculusQuest3采用雙透鏡Pancake技術(shù)，華為VRGlass率先采用三透鏡Pancake技術(shù)。VR光學(xué)技術(shù)由菲涅爾向Pancake（折疊光路）技術(shù)演進(jìn)Pancake技術(shù)由單透鏡向貼合式三透鏡演進(jìn) 根據(jù)AR圈信息，蘋果VisionPro率先支持雙向透視，并將反向透視命名為Eyesight。雙向透視功能是XR眼鏡支持社交/工作應(yīng)用場景的重要前提條件；當(dāng)光線經(jīng)過柱鏡光柵時，每個柱面透鏡都會對光線進(jìn)行聚焦或發(fā)散作用，使得光線在不同的方向上發(fā)生衍射，從而達(dá)到不同的效果。雙向透視=前向透視+反向透視反向透視實(shí)現(xiàn)原理柱鏡光柵原理柱鏡光柵原理VisionPro裸眼3D光柵（柱鏡光柵）微結(jié)構(gòu) 蘋果VisionPro系統(tǒng)將用戶眼神建模后生成不同角度圖片，之后將不同角度圖片切片后合并顯示在外屏上。最后，VisionPro外屏上的柱鏡光柵將不同切片投向不同角度，他人在不同角度觀看設(shè)備，就可以看到不同角度的設(shè)備佩戴者的眼神；柱鏡光柵本質(zhì)上是將不同的圖像投射到不同的區(qū)域（角度）。在屏幕總像素一定的情況下，柱鏡光柵投射的區(qū)域數(shù)量越多，觀看者能夠在不同區(qū)域看到的圖片越多，但屏幕的總亮度也被分散越多。→提升外屏的分辨率和亮度；蘋果VisionPro采用的是柱鏡光柵，觀看者在水平方向移動時，能夠看到不同的投射區(qū)域，但如果沿著垂直方向移動，則看到的圖像不變。未來柱鏡光柵發(fā)展的方向是球鏡光柵（Meta下一代產(chǎn)品）。 根據(jù)WellsennXR對蘋果VisionPro的Bom拆解，蘋果VisionPro將接近50%的成本花費(fèi)在兩塊Micro-OLED屏幕上，一塊Micro-OLED屏幕的成本為350美元。展望后續(xù)，隨著顯示技術(shù)的進(jìn)一步成熟、屏廠相關(guān)產(chǎn)能的布局與落地、成本的持續(xù)下探、以及后續(xù)大廠搭載MicroOLED的產(chǎn)品的陸續(xù)推出，預(yù)計硅基OLED將逐步擴(kuò)大其搭載量與市場份額。據(jù)CINNOResearch預(yù)計，2025年全球AR/VRMicro-OLED顯示面板市場規(guī)模將達(dá)到14.7億美元，2021年至2025年年均復(fù)合增長率CAGR將達(dá)119%，成長空間十分廣闊；平板顯示面板硅基OLED結(jié)構(gòu)示意圖有機(jī)發(fā)光二極管顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)（平板顯示面板硅基OLED結(jié)構(gòu)示意圖有機(jī)發(fā)光二極管顯示技術(shù)液晶顯示技術(shù)（LCD)顯示技術(shù)（LED）技術(shù)AMOLEDPMOLED硅基OLEDTN-LCDSTN-LCDTFT-LCDMini-LEDMicro-LED 硅基背板制造：主要涉及像素電路和驅(qū)動功能模塊的設(shè)計、硅基芯片的制備和陽極像素點(diǎn)的制備與圖形化。有機(jī)發(fā)光層制備：首先將金屬陽極層制備于基板上，接著依次完成空穴注入/傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸/電極。最后，為避免OLED器件與空氣中的水氧接觸而變質(zhì)，從而利用PECVD或者ALD工藝在發(fā)光模塊上制備致密薄膜。彩色過濾層制備：通過涂膠、曝光、顯影等步驟制作Micro-OLED需要的RGB三原色圖形。最后蓋上玻璃封蓋，構(gòu)成完整的硅基OLED微顯示器。模組工藝：將完成上述流程的器件切片、測試，并與顯示系統(tǒng)綁定形成模組。 陽極制造工藝：陽極制作工藝的優(yōu)劣對于提升產(chǎn)品亮度及良品率具有非常重要的意義。而硅基OLED對于顯示器像素點(diǎn)的制作工藝有很高的要求；硅基OLED產(chǎn)品的亮度、色域、畫面的均勻性等性能指標(biāo)；低缺陷、高密度的薄膜密封技術(shù)，從而對OLED微型顯示器進(jìn)行有效密封，是制備硅基OLED微型顯示器的關(guān)鍵問題。工藝環(huán)節(jié)工藝過程相關(guān)工藝/設(shè)備及對良率的影響因素代表企業(yè)光刻（背板）工藝鍍膜過程中，顆粒異物數(shù)量的管控很重要，顆粒異物數(shù)量超出規(guī)格會產(chǎn)生顯示黑點(diǎn)等缺陷，導(dǎo)致器件失效。曝光和涂膠顯影過程中，關(guān)鍵尺寸的均一性和曝光過曝或弱曝的管控十分重要，超出規(guī)格會導(dǎo)致產(chǎn)品亮點(diǎn)增加及顯示效果不均?？涛g過程中，刻蝕角度及過程中產(chǎn)生的聚合物數(shù)量，如超出規(guī)格會影響產(chǎn)品陰極成膜均勻性，導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)生亮度不均和黑點(diǎn)不良。光刻設(shè)備：ASML，尼康，佳能，上海微電子等；光刻顯影材料：南大光電，安集科技，雅克科技，格林達(dá)，容大感光等；蒸鍍工藝蒸鍍設(shè)備屬于真空設(shè)備，對產(chǎn)品的影響主要是顆粒數(shù)量、器件薄膜的厚度均勻性的管控，如超出規(guī)格會使產(chǎn)品的顯示黑點(diǎn)增加從而導(dǎo)致器件色坐標(biāo)偏移及器件失效。蒸鍍設(shè)備：CanonTokki，SunicSystem，SFA，ULVAC，SNU等；封裝工藝封裝工藝主要包含等離子增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積設(shè)備（PECVD）、原子層沉積設(shè)備（ALD）、以及用于彩色濾光層制作的涂膠顯影設(shè)備、曝光機(jī)、清洗設(shè)備等。設(shè)備對產(chǎn)品的影響主要是顆粒異物數(shù)量的管控，如果超出要求，會導(dǎo)致產(chǎn)品的黑點(diǎn)不良增加，從而導(dǎo)致器件失效。彩色濾光層設(shè)備對產(chǎn)品的影響主要體現(xiàn)在彩色濾光層材料的制作質(zhì)量的管控，如果發(fā)生材料的剝離及成膜均勻性差異超出管控要求，產(chǎn)品會出現(xiàn)亮點(diǎn)及顯示效果不均等。薄膜沉積設(shè)備：應(yīng)用材料，東京電子，泛林半導(dǎo)體，北方華創(chuàng)，拓荊科技等；封裝設(shè)備：聯(lián)得裝備等；封裝材料：奧來德，鼎龍股份等屏體工藝需要精確管控切割精度，超出規(guī)格會導(dǎo)致產(chǎn)品無法顯示畫面而直接報廢。模組工藝位精度和顆粒異物數(shù)量的管控十分重要，如果超出規(guī)格，會導(dǎo)致產(chǎn)品的顯示黑點(diǎn)不良增加或直接報廢。檢測設(shè)備：華興源創(chuàng)、精測電子、易天股份、精智達(dá) 傳統(tǒng)AR顯示技術(shù)主要為LCoS、DLPFast-LCD擁有較高的量產(chǎn)穩(wěn)定性和性價比，是當(dāng)前VR的主流顯示技術(shù)，2023年上半年Fast-LCD在VR線上市場的占比達(dá)到93.5%。但該方案像素密度低、延遲高易眩暈，且不能顯示局部黑色，總體性能仍然存在一定不足；當(dāng)前Micro-OLED的應(yīng)用和落地已取得顯著的進(jìn)展。在AR設(shè)備方面，2022年Micro-OLED出貨量已占全球AR頭顯應(yīng)用超50%；在VR設(shè)備方面，目前AppleVisionPro、Arpara5KVR頭顯、MeganeX等大廠產(chǎn)品紛紛開始搭載MicroOLED屏幕，開創(chuàng)VR應(yīng)用硅基OLED的新時代。性能指標(biāo)LCoSDLPFast-LCDMini-LEDMicro-OLEDMicro-LED應(yīng)用AR/VRARVRVRAR/VRAR/VR發(fā)光源外部光源外部光源背光背光自發(fā)光自發(fā)光像素密度ppi中等中等較低/較高（>3000ppi）高（>5000ppi）刷新率中等（120Hz）中等（120Hz）低（90Hz）中等（120~160Hz）高高響應(yīng)速度毫秒ms微秒μs毫秒ms毫秒ms微秒μs微秒μs對比度很低（1000:1）低（2500:1）低（~5000:1）高很高（>10M:1）很高（>10M:1）亮度>10000nit>20000nit<1000nit1000~3000nit1000~6000nit目前單綠色可達(dá)4Mnit；紅藍(lán)色4~6Mnit之間功耗高中等高較高較低很低（LCD的10%）壽命長（100000小時）長（100000小時）較長較長中等（<10000小時）長（>100000小時）量產(chǎn)難度低低低燈珠尺寸限制分區(qū)數(shù)量；良率已達(dá)90%工藝復(fù)雜投資大，門檻較高巨量轉(zhuǎn)移、后續(xù)檢測等環(huán)節(jié)突破中量產(chǎn)能力已量產(chǎn)已量產(chǎn)已量產(chǎn)已量產(chǎn)已量產(chǎn)（單眼3K及以上分辨率屏量產(chǎn)初期）單綠色規(guī)模量產(chǎn)制造成本低中等低中，隨良率提升價格迅速下降較高很高OLOL CompoundCompoundPhotonicsJasperDisplayMicro-OLEDKopinSAPIEN數(shù)字光芯芯視元云英谷昀光Micro- EMargin EPSON Fraunhofer Kopin LG Microoled Samsung