RVR:元宇宙背后的芯片機會

從去年下半年開始，元宇宙的概念可謂是科技行業的一個最大熱點，各大科技公司均紛紛宣布大力布局元宇宙。目前，普遍認為AR/VR將會成為元宇宙的重要入口，因此也成為了各大公司大力投資的領域。AR/VR硬件領域，Facebook的Quest系列已經成為全球最受歡迎的VR設備，而中國的巨頭如字節跳動和騰訊在最近也有大的投資，其中字節跳動收購了中國公司中市場占有率最高的VR設備廠商Pico，而騰訊也在最近收購了黑鯊，將專注于VR硬件設備。AR硬件領域，去年下半年雷朋和Facebook攜手推出了第一款面向大眾的智能眼鏡Ray-ban Stories，中國的華為等公司也紛紛推出概念原型機，而隨著蘋果的高端AR/VR設備預計在2022或2023年發布，預計未來AR硬件也將走上快速成長的道路。

ARVR硬件的性能對于能夠支撐的用戶體驗極為關鍵，而其中的芯片也就成為賦能其硬件性能的核心部件。目前，在ARVR市場上，最主要的供貨商毫無疑問是高通，其Snapdragon XR系列成為了目前幾乎所有VR設備的選擇，而在去年年底的高通投資日上，高通CEO Cristiano Amon也著重強調了ARVR（XR）市場將成為高通未來最關鍵的發力方向之一，并且預計目前相關芯片在2021年已經出貨達到千萬數量級。而在今年早些時候，高通也和微軟在CES 2022上正式發布了在AR領域的合作計劃，其中微軟和高通將共同開發定制化的Snapdragon芯片用于AR眼鏡中，其中將進一步包括對于微軟Mesh平臺和高通Snapdragon spaces這兩大AR開發平臺的支持。

上海文旅局局長：將在文旅元宇宙新賽道打造一批龍頭企業和獨角獸企業:金色財經報道，6月1日上午，上海市文化和旅游局黨組書記、局長方世忠率隊赴上海機遇星球網絡科技有限公司專題調研，實地察看《風起洛陽》VR全感劇場。方世忠說，上海市文化和旅游局會全力支持以“重現華夏文明想象力世界·打造數實融合超感元宇宙”為宗旨，堅持數實融合交互體驗，專注打造“沉浸穿越·時空之旅”為特點的“多主題·全場景·真感知·強互動”系列化元宇宙文娛產品，依托“線上線下一體化運營體系+數實融合場景化產品體系”實現內容快速迭代和企業可持續發展的探索實踐。

下一步，上海市文化旅游局將主動把握新沉浸引發的體驗變革、新時空帶來的場景變革和新技術推動的產業變革，從上海最有資源、最有優勢的地方出發，全力推動文旅行業切入元宇宙新賽道，提升上海文旅業引領未來發展的核心競爭力。[2023/6/3 11:55:55]

Unstoppable Domains集成元宇宙頭像平臺Ready Player Me:1月12日消息，NFT域名提供商Unstoppable Domains集成元宇宙頭像平臺Ready Player Me，支持用戶將Ready Player Me的數字頭像連接到他們的Web3域名身份，將頭像設置為個人資料圖片，并支持在Unstoppable Domains支持的數千個兼容平臺中使用它。[2023/1/13 11:09:07]

從去年到今年的動態來看，ARVR芯片市場正處于高速增長的階段，而目前高通在這個市場上幾乎處于壟斷地位。但是，隨著該市場規模的進一步增長，一定會有更多的芯片廠商進入該市場。

ARVR芯片的技術門檻決定了有多少芯片公司能進入該市場競爭。我們不妨從VR芯片技術開始分析。

首先，從架構上來說，VR芯片的架構基本和其他智能設備的SoC類似，由一個處理器（AP）來運行操作系統并且掌控整體硬件的操作。因此，VR芯片首先需要擁有一個較強的處理器，但是這一點目前來說并非高不可攀——ARM的高性能處理器IP的使用和集成已經成為大多數SoC廠商的標準操作，因此我們認為VR芯片中的處理器并非是一個難以跨越的門檻。

上海市政協委員李安民：整體規劃布局元宇宙及數字虛擬上海:金色財經報道，當前，技術、產業、資本正推動元宇宙從科幻走進現實，元宇宙時代撲面而來。元宇宙是下一代互聯網，是人們生活、工作的虛擬空間，是數字資產的創造生產地。元宇宙將引領未來全球數字經濟的發展，也為上海的發展帶來難得的新賽道。李安民委員在1月21日舉行的上海市政協十三屆五次會議大會發言上建議，應明確上海對元宇宙以及未來數字虛擬上海的整體規劃和布局，加強技術攻關。在與元宇宙相關的前沿“硬科技”研發上，上海已有基礎和領先優勢。元宇宙為上海在這些領域的科技研發提供了更為豐富的應用場景、更為廣闊的市場和產業需求，同時也拓展了更多科技研發方向，進一步推動上海科技創新的轉型升級。（九派新聞）[2022/1/24 9:08:53]

在VR SoC的眾多IP中，最重要的決定用戶體驗的IP就是負責渲染和顯示的GPU。目前，VR設備的主要應用還是游戲，而幾乎所有的VR游戲都是3D圖像（因為3D圖像能給用戶提供最好的沉浸感體驗），因此GPU的性能就決定了這些3D游戲的多邊形數量和渲染效果。目前的VR游戲的3D圖像質量大約相當于10年前的PC和主機游戲，因此隨著VR游戲市場的擴大和生態的形成，游戲圖像質量將會成為主機之間競爭的核心指標，而這也將推動對于VR芯片中GPU渲染能力的需求。與桌面級GPU不同的是，VR芯片中的GPU必須考慮能效比，因為目前主流的VR設備都是依靠電池來供電，因此能效比將決定VR設備的續航時間，同時也需要保證VR設備散熱沒有問題。

eToro推出元宇宙相關智能投資組合MetaverseLife:1月12日消息，多資產投資平臺eToro于1月11日推出MetaverseLife。MetaverseLife是一個新的智能投資組合，涵蓋不斷增長的元宇宙（Metaverse）行業內的股票和加密資產。該公司表示，其目標是為長期投資提供多樣化的投資。

目前包含在投資組合中的有Meta Platforms、Roblox、The Sandbox和Enjin等。該投資組合中還包含一些上市公司，它們并非完全基于區塊鏈，但仍為元宇宙的采用和發展做出了貢獻，例如微軟、亞馬遜和英偉達等科技公司。

eToro投資組合負責人Dani Brinker表示，在評估新興行業的投資機會時，多元化是關鍵，因為并非所有參與者都會成為贏家。（Cointelegraph）[2022/1/12 8:42:35]

除了游戲圖像質量之外，VR設備中用戶體驗的一大需求就是分辨率。目前VR設備中一個重要的被用戶體驗問題就是屏幕分辨率不夠所產生的“紗窗效應”（即用戶看到的圖像好像隔了一層紗窗），因此VR設備對于4K甚至更高分辨率的需求更甚于手機。因此，我們預計在未來幾年中VR設備的屏幕分辨率也將是各大廠商競相追逐的目標，這也需要VR芯片的GPU能有足夠的性能來支持高分辨率的屏幕。

游戲引擎公司Unity以16億美元收購特效工作室Weta Digital，以布局元宇宙:11月10日消息，游戲引擎公司Unity將以16.3億美元的現金和股票收購為《指環王》和《阿凡達》制作特效的工作室Weta Digital，以布局元宇宙。Unity將能利用Weta Digital的技術和人才開發特效工具，并聚焦于元宇宙機會。Weta Digital獲得奧斯卡獎的特效團隊仍將以Weta FX的名義獨立運營，預計將成為Unity在媒體和娛樂領域的最大客戶。Weta FX將從Unity獲得技術和工具許可，簽署價值5000萬美元的年度協議和商業服務合同。Unity股價今年上漲約12%，消息公布后，盤后交易下跌8%。（路透社）[2021/11/10 6:43:28]

在GPU之外，VR芯片中另一個最重要的IP當屬人工智能加速器。與傳統手機中不同，VR設備中的眾多交互都需要人工智能的介入。舉例來說，VR設備一個重要的需求就是設備和用戶的定位和追蹤，并且把這個信息融合到游戲的虛擬環境中，這就需要使用人工智能中的SLAM技術才能高質量地實現。另外，目前VR設備中，交互越來越多地使用手部追蹤和眼部追蹤等先進技術來實現自然的交互，而這些追蹤都需要使用人工智能模型，而且隨著追蹤精度的增加，模型需要的算力也在上升。最后，人工智能也是一個解決GPU渲染能力瓶頸的重要技術。屏幕分辨率上升和用戶對于圖像質量的追求給GPU很大的壓力，但是事實上用戶在同一時間并不會注意到屏幕上所有的像素點，而只會關注他們眼睛聚焦地方附近的像素點。因此，一個技術解決方案就是選擇性渲染（foveated rendering），即使用眼部追蹤技術結合人工智能模型來判斷用戶眼睛聚焦的位置并且在相應的地方做高質量渲染，而在用戶關注不到的地方則可以降低渲染質量，從而減輕GPU的壓力。目前，該技術已經使用在了Sony的PSVR2中，未來可望會用到更多的VR設備中。

從上面這些分析中，我們可以看到VR設備中的人工智能甚至比起在手機中更重要，因為這些人工智能模型首先是賦能用戶體驗重要特性的關鍵，同時也必須實時運行在VR設備中，而難以依靠云技術。這些人工智能模型的復雜度決定了VR芯片上必須有一個足夠強力的人工智能加速器，同時擁有強算力和很好的能效比，才能支持這些應用。

除了GPU和人工智能之外，無線連接也是VR芯片中較為重要的部分。對于一些高質量游戲，目前的主流做法是讓游戲運行在桌面計算機上，同時把圖像通過串流（stream）的方式傳送給VR設備，而這也就需要穩定和高速的WiFi連接。

今天來看VR芯片的需求和門檻已經較為明確，而相對而言AR芯片還處于較早期。與VR相比，AR眼睛無需連續運行大量的圖像渲染，但是需要能實現全天候佩戴，而且對于重量有非常嚴格的需求（例如重量與一般的墨鏡相當），這就進一步限制了眼睛上的電池容量，因此對于芯片來說會需要更進一步做低功耗優化。無論從Magic Leap還是微軟的Hololens來看，AR圖像渲染也是AR眼鏡中一個極其重要的用戶體驗，因此對AR芯片的GPU將是一個挑戰，即如何平衡渲染能力和功耗。人工智能也是類似，AR眼鏡也需要對用戶做SLAM，并且也需要支持手部追蹤這樣的交互，因此我們認為AR芯片可以認為是更低功耗版的VR芯片。

目前，ARVR芯片主要還是高通占絕對的領先地位，但是隨著ARVR市場的進一步成熟，我們認為中國的芯片公司有相當的機會。

我們認為，ARVR芯片的基本架構與智能手機芯片類似，只是其中的IP的性能需求和重要性與智能手機芯片略有不同。例如，蜂窩網絡modem是智能手機芯片中的絕對核心，同時也是中國芯片行業花了非常久時間才逐漸追上的領域，但是在ARVR中蜂窩無線網絡并非必選項；相反，ARVR芯片中最關鍵的AP、GPU、人工智能加速等IP中國的芯片公司都已經有相當多的經驗，因此我們認為從設計角度來說，只要中國的芯片公司能夠和相關的ARVR設備公司合作來深入理解芯片的具體需求，我們對于中國芯片公司能在未來幾年內進入ARVR領域持樂觀態度。

另一個角度來看，由于ARVR芯片對于芯片的功耗和能效比有很強的需求，因此先進的半導體工藝將會對于這類高能效比芯片有很大幫助，預計未來幾年內都會使用最新的半導體工藝（7nm及以下）來制造。從這一點上中國的半導體制造還需要進一步追趕才能從ARVR芯片的發展中獲得收益，其中不僅僅包括半導體芯片制造工藝，還包括高級封裝這類能從另一個維度提高整體系統能效比的核心技術。

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