2022年,中國移動研究院正式向外釋出了《6G全息通訊業務發展趨勢白皮書》。伴隨著6G通訊技術研究的深入,全息通訊產業將得到更可靠的技術支援,同樣受益於未來6G時代,全息技術將向著“數字孿生+AI+全息”的方向發展。
一、解讀6G新場景應用
“全息”並不是一個新的概念,早在1947年,英國匈牙利裔物理學家Dennis Gaborgarbo就提出了光學全息,它是一種利用干涉和衍射原理來記錄物體的反射、透射光波中的振幅和相位資訊進而再現物體真實三維影象的技術。和傳統的拍照相比,由於多記錄了相位資訊,所以稱為全部資訊也就是全息。
而全息通訊是利用全息技術,捕獲處於遠端位置的人和周圍物體的影象,透過網路傳輸全息資料,在終端處使用鐳射束投射,以全息圖的方式投影出實時的動態立體影像,並能夠與之互動的新型通訊方式。未來6G技術的發展,將會提供更強的通訊網路,這將逐步讓全息通訊業務的發展應用成為可能。
從Gaborgarbo提出全息的概念,到現在全息技術主要經歷了光學全息、數字全息、和計算全息三個主要階段,發展出非常多的衍生技術,如聲全息、微波全息等等,以及壓模全息、全息投影、佩伯爾幻像等。未來依託6G網路,全息技術將會融入通訊、遠端醫療、辦公設計、軍事和娛樂遊戲等應用場景。
《6G白皮書》分析了不同應用領域,不同應用場景下的全息通訊業務對網路的要求,更對當前全息產業鏈進行了系統分析,將全息行業產業鏈分為上游、中游、下游三個部分。
二、全息產業鏈細分
1上游職能與結構
全息產業鏈的上游以伺服器、半導體、材料和零件企業為主,為中下游企業提供基礎硬體服務。整個產業中的算力支援由雲計算、雲伺服器和伺服器硬體裝置提供,包括影象的採集、處理、傳輸編碼等;晶片或微型積體電路是所有裝置的核心處理與控制邏輯單元;電路元器件與光學器件是完成全息業務的支撐等。
(1)頭戴式顯示領域上游主要提供計算、儲存、連線晶片,小型顯示面板,包括頭部追蹤可見光感測器、眼動追蹤紅外感測器,深度感測器,IMU感測器在內的各類感測器以及電池等。
(2)裸眼3D螢幕領域上游提供 LED 中間體材料,全息膜,高速視覺感測器,全息光柵,以及顯示晶片組,液晶面板,供電模組等,其中各種中間體材料和全息膜均屬於材料範疇。裸眼對3D效果的顯示要求更為嚴格,需要採用精度更高的感測器,例如液 晶面板,全息光柵等。
(3)空氣成像領域上游主要提供等效負折射率平板透鏡等光學器件。將光線在空間中會聚成像是空氣成像領域與前兩種領域最大的區別,其更側重於對光線的處理,因此需要更多的折射反射等光學器件。
2中游職能與結構中游職能
中游整機產品商、整合服務商和內容設計商處於全息產業鏈的中游。依據面向實際場景中的需求,在上游技術與服務的支援下,提供整機產品銷售、全鏈路服務和全息產品內容設計、建模與呈現等多種型別的服務。
(1)整機產品領域中游各類公司主要提供全息投影產品、全息顯示器產品、全息AR產品和全息鐳射產品等裝置的銷售和維護服務。
(2)整合服務領域中游各類公司提供全息解決方案,覆蓋休閒娛樂、購物體驗、視訊通話等眾多場景,從全息應用的需求挖掘、場景研究到全息產品的部署與維護,整合服務領域的各個企業打通了全息應用的整個鏈路。
(3)全息內容設計領域中游各類公司主要提供大眾最直觀感受的全息內容,由於終端使用者與場景的差異眾多,各個公司在內容設計的定位上也有較大差異。
3下游應用與佈局
下游由全息產品構成,主要有空氣成像類、立體屏顯類和立體眼鏡裝置。空氣成像正在從早期透過營造霧幕等承接介質進行立體內容的空間展示,逐漸向著透過電離空氣、聲鑷、光鑷等技術改變空氣性質的方向發展。
(1)霧幕投影裝置霧幕立體成像系統技術也被稱為空氣成像、霧屏成像。其原理是空氣螢幕系統可以製造出由水蒸氣形成的霧牆,投影機將畫面投射在上面,由於空氣與霧牆的分子震動不均衡,可以形成層次和立體感很強的影象。
(2)旋轉 LED 風扇投影裝置旋轉 LED 風扇投影是利用了人眼的視覺暫留現象,採用旋轉 LED 燈條進行空氣成像。旋轉 LED 風扇投影被廣泛應用於展示展覽、廣告傳媒、舞美表演等場景,其優點是價格便宜、易於實現。下游其產品形態構成複雜,這裡就不一一細講了。
三、產業現狀
全息產業鏈中除了老牌行業巨頭,同時廣泛存在著年輕的創新企業,靠著技術創新與發明,探索新的道路,使得整個產業鏈充滿著朝氣、活力與機遇。上游公司是產業鏈的源頭,目前在基礎材料、核心技術上已經可以提供必要的保障,尤其在頭戴式顯示領域,已經擁有了高精度的感測器和連線晶片,能夠實現訊號採集、輸入和處理。
中游企業分別面向不同的細分領域,如內容生產商、全息整合服務提供商、全息鐳射廠商、全息採集廠商、以及全息顯示裝置製造商。整體而言,中游企業在整機產品和服務提供上已經比較完整,結合上下游企業,使得整個全息產業鏈結構更加豐富。從全息產業發展方向與需求市場來看,目前下游成熟度較低的不需承接螢幕的空氣全息技術更加具有前景,是目前各廠商的主要目標發展方向。
四、全息產業鏈上游企業微美全息市場廣闊
全息產業鏈中目前已有國際巨頭英偉達(NVDA .US)、英特爾(INTC.US)、微美全息(WIMI.US)等這樣的行業巨頭涉足其中。他們在內容與場景應用方面具有資料、內容創新和網際網路社群優勢,殺出重圍,成為行業領軍者。據悉,全球領先全息晶片廠商微美全息(WIMI.US)作為全息產業鏈上游頂端代表企業,長期專注於全息雲服務。
圖片來源:《6G全息通訊業務發展趨勢白皮書》
資料顯示,微美全息(WIMI.US)自進入全息行業,在賽道內精耕全息AR,相關的研發人員,在全息行業耕耘多年,有不少建樹。經過這幾年的積累,微美全息已在全息的研製方面具有雄厚的理論和工藝積澱,掌握了全息投影技術、裸眼3D的研製要點,經多輪驗證,已具備頭戴產品生產的能力。微美全息並且計劃進一步在全息市場的上游業務、半導體晶片的研發上發力,向企業客戶提供計算機晶片產品和中央處理演算法及相關服務的全面解決方案,以進一步培養企業的核心競爭力。資料顯示,微美全息去年創下總收入增長202.2%的超高增值的亮眼資料,其中半導體業務產生約56%的收入。可以預測,微美全息在全息半導體市場業務業績將很大可能連續顯著提升。基於目前的研究成果,相信在不久的未來,微美全息將引領業內全息技術的發展和推廣,成為全息雲綜合國際供應商。
具體來說,微美全息在全息晶片佈局上特別成立半導體業務,集成了多種 5G演算法硬體加速6G研究,完備地支援5G現有協議標準,並具備後續協議演進的能力。微美全息5G晶片自研能為中下游企業提供基礎硬體服務,主要包括雲計算、雲伺服器、伺服器硬體裝置、晶片、光學器件。該公司表示,成立半導體業務一方面是全息計算機視覺領域的半導體行業應用需求快速成長,目前該領域發展迅猛,並且市場潛力巨大,設立業務有助於拓寬半導體行業領域,快速整合市場資源。另一方面將協助公司全息計算機視覺軟體領域由應用層向下延伸到晶片領域,透過全息計算機視覺軟體方案軟硬結合的戰略方向,即向半導體領域戰略衍生升級。
令人欣喜的是,微美全息自研了高度整合的5G承載晶片,整合度和效能均位居業內領先。基於自研整合晶片,功耗、時延下降,且有效保證了供應鏈安全,微美全息公司實現 2G/3G/4G/5G 多種通訊模式,充分滿足5G發展階段中的不同通訊及組網需求。展望未來,在全息通訊安全的發展背景下,微美全息等頭部全息通訊裝置商將重視關鍵部件國產化替代投入,大力佈局全息生態鏈。
綜上,微美全息作為產業鏈上游為中下游企業提供基礎硬體服務,能為那些處於全息產業鏈的中游下游,提供全息產品內容等服務。目前我國正處於6G商用的前期準備階段,未來這一領域還有多技術有待突破、多應用場景有待落地,無疑微美全息方案能在多種場景下得以應用,給產業帶來新的希望!