元宇宙——一个全球科技巨头竞争的新赛道
“元宇宙”被普遍理解为一个源于现实世界,与现实世界平行和相互影响的、可持续的虚拟世界,自有一套可以运行的机制,人们在其中以各种高自由度的手段进行娱乐、社交、生产生活。用Meta创始人扎克伯格的描述,“元宇宙”可以看作是移动互联网的继任者,一个具体化的互联网,不只是观看内容,而且你就身在其中,是在2D平面应用上无法获得的生活体验。
元宇宙的特征体现在沉浸性以及用户创造内容(UGC)的提升。这是一个长期的过程,需要伴随芯片算力提升、软件设计引擎大众化、AR/VR等交互设备的便利化,叠加区块链技术以及去中心化应用生态的不断发展,才能达到最终的形态。
元宇宙形态的完善需要以下六方面能力的大幅度提升:
1.算力:GPU/CPU/AI等算力芯片的功能拓展与性能提升;
2.算法:平台化软件引擎降低了虚拟世界的创作门槛,促进元宇宙时代以UGC为主的内容繁荣;
3.通信:5G低延迟是确保沉浸性的重要因素,也是元宇宙随时可获得性的保证;
4.交互技术:VR/AR、脑机接口作为人与虚拟世界的连接器,极大地促进虚拟世界的沉浸性;
5.数据资产权属与交易规则:区块链和隐私计算技术实现便捷高效的权属认证和数据资产化;
6.应用场景:从游戏、办公、会展到人们生活的方方面面。
围绕元宇宙的六大能力要素,全球科技巨头正在加速入场:英伟达发布3D设计和协同平台Omniverse、Meta发布体感手套与类似皮肤新材料、苹果年内推出AR头戴装置、微软提出沉浸式办公方案、高通布局打造下一代计算平台、字节跳动布局AR/VR技术、Roblox发力元宇宙教育、百度上线元宇宙社交APP希壤、网易发布沉浸式会议活动系统瑶台。
AR/VR设备——元宇宙的入口和载体
如果说手机是移动互联网时代重要的信息载体之一,那么AR/VR设备则是元宇宙时代(下一代互联网,Web3.0)的主要入口和载体。IDC数据报告显示,2021年全球AR/VR设备出货量达1123万台,同比增长92.1%,AR/VR设备的出货量处于高速增长的阶段,市场规模不断扩大。在国内,传统手机厂商华为、小米、OPPO、VIVO已经打响了争夺“元宇宙时代”入口之战。2022年一季度,华为、小米、OPPO、VIVO四家手机厂商公布了13项与VR/AR有关的专利,涉及AR/VR基础技术、外观设计、光学显示等多个领域。
AR/VR设备是实现元宇宙中感知、定位、交互、决策和执行的重要载体,在这个过程中,显示和计算是核心和基础的功能,也是面临的最大技术挑战,这必将带动显示和计算相关芯片厂商进行大幅技术升级和创新。
显示芯片——AR/VR显示功能的核心
在显示芯片方面,目前市场上的AR/VR设备显示芯片功能不强,显示效果不佳,且缺乏关键光学模组的整体设计,导致产品体积过大、配戴感不佳,无法满足未来大视场角、高分辨率、高刷新率、低功耗、便携配戴等使用需求。在计算芯片方面,要实现一滴水珠映射景物的逼真倒影、雪茄燃烧时烟雾弥漫的意境特效,都需要芯片的计算能力千万倍的提升和图像处理能力千万级的扩展,元宇宙沉浸性的实现,需要AR/VR设备中极其复杂、跨多种异构计算平台的强大算力作为支撑。
在显示芯片领域,索尼因其产品的高规格而一家独大。在CES 2022新闻发布会上,索尼正式公布了PSVR 2的细节,包括眼动追踪、4K HDR显示屏和110°视场角。苹果计划Q4发布旗下首款AR头显设备,也将搭载索尼的4K Micro OLED显示屏。在AR/VR设备市场,高通是主流的AR/VR计算芯片供应商之一,其骁龙XR系列和骁龙8系列处理器成为了Pico、Quest等主流AR/VR设备的选择。2022年2月,高通首席执行官克里斯蒂亚诺·安蒙(Cristiano Amon)宣布与国产AR/VR龙头Pico及其母公司字节跳动建立重要伙伴关系,双方将就XR(AR/VR)硬件设备、软件平台和开发者工具方面进行合作。
中国企业入局AR/VR核心芯片市场
AR/VR核心芯片技术门槛高、开发难度大,但在元宇宙的背景下,未来市场空间巨大,全球芯片巨头都在加紧布局,在这样的竞争环境下,中国芯片企业是否也能占据一席之地,甚至有望胜出?
就此问题,国内第一家从事AR/VR核心芯片设计研发的元禾(广州)半导体科技有限公司(以下简称“元禾半导体”)的创始人李科奕先生认为,面对元宇宙这个新兴市场,中国芯片企业如能快速布局、不断创新、深耕技术,将有机会实现超越。
据李科奕介绍,元禾半导体的研发团队在显示技术上实现了原创性的突破,如独立RGB发光技术、更高的光源亮度、更低的功耗、更高的对比度、更低的成本等,能带给终端消费者更优的近眼显示产品体验,完全有可能成为未来AR/VR光学显示领域的主流技术。
其次,元禾半导体研发团队长期从事全自主知识产权的异构架构芯片设计,可实现CPU/DSP/GPU和AI之间高效的协同计算,并且让AR/VR软件开发门槛大幅降低,有利于AR/VR生态的建立。此外,元禾半导体也是国际上极少数将显示和计算融合设计的芯片公司,使得计算与显示芯片之间产生大幅改善性能、降低成本的协同效益。
元宇宙时代已经来临,人类正在进入现实世界和虚拟世界的融合场景,新的生产和生活模式也带来了新的市场和机遇,对于元宇宙的入口和载体——AR/VR设备市场来说,显示和计算芯片是其核心引擎,具有极高的技术壁垒和开发难度。在元禾半导体之后,一定会有更多的中国芯片企业参与竞争和创新,中国企业不断加大研发力度,加深市场理解,注重生态建设和产业链协同,相信会有更多企业在这广阔而高度竞争的市场中脱颖而出。
