2023扩展现实设备芯片需求白皮书-中国通信标准化协会_102页_2mb

报告摘要

扩展现实设备芯片需求白皮书总结

前言
扩展现实（XR）技术整合虚拟现实（VR）、增强现实（AR）和混合现实（MR），成为下一代通用性技术平台和互联网入口。XR设备的底层芯片需求快速增长，但当前多依赖智能手机芯片平台。本白皮书旨在系统分析XR设备的芯片性能、功能要求及技术发展趋势，为行业提供参考。

第一章：XR产业概述
XR市场近年来呈现爆发式增长，2022年全球消费支出达138亿美元，预计2026年将增长至509亿美元，复合年增长率高达32.3%。中国占据1/4消费市场份额，XR应用覆盖教育、工业、医疗等18个领域，设备形态呈现多样化，包括VR一体机、主机式VR、AR一体机和分体机。

第二章：主流XR设备方案

VR一体机：主流采用高通骁龙XR2芯片（8W功耗，分辨率接近单眼2K，支持6DoF头部与手柄追踪，续航时间2-3小时）。典型产品如Meta Quest Pro、Pico 4 Pro，未来彩色透视（VST）和单眼4K/90Hz刷新率成为趋势。
主机式VR：依赖PC/游戏主机计算，采用Windows系统，分辨率可达单眼4K（如Sony PSVR2），6DoF头/手追踪能力覆盖主流设备。
AR一体机：分为高算力（如Rokid X-Craft）和轻量级（如OPPO Air Glass 2）两类，核心算力来源于Android或轻量级SoC，需解决高分辨率显示与低功耗的平衡。
AR分体机：依赖外部设备（如手机或计算盒子）进行计算，主流单眼分辨率1080p，支持3-6DoF定位，未来向轻量化和独立生态发展。

第三章：XR底层技术需求

核心参数
- 延迟：VR需求MTP延迟<20ms，AR设备需更多传感器支持，影响体验。
- 视场角（FOV）：VR可达120°，AR为30-70°，需光学技术优化。
- 角分辨率（PPD）：VR在20左右，AR接近50，高分辨需求推动算力提升。
- 续航与重量：XR设备综合功耗高于传统终端，需优化电池和结构设计。
关键技术
- DoF技术：3DoF用于固定场景，6DoF支持多维交互？
- ATW/ASW：通过动态补偿延迟，需GPU高性能支持。
- 眼动追踪与注视点渲染：减少GPU负荷，提升渲染效率。
- 手势与手柄追踪：需传感器融合、AI算法支持，未来转向自主追踪（如Quest Pro手柄集成SoC）。
- 透视技术：AR采用光学透视（OST）或视频透视（VST），VR主要依赖VST，需高速摄像头和三维重建能力。

第四章：芯片需求与设计能力

核心计算芯片：需兼顾算力（如高通XR2支持15TOPS）、功耗、多传感器数据融合、AI加速（如NPU）。
专用IP模块：包括CPU（Arm V9架构）、GPU（Mali系列支持多视图渲染）、NPU（“周易”系列）、VPU（“玲珑”系列支持多格式解码）、DPU（合成与渲染优化）、ISP（多摄像头数据处理）等。
无线通信：Wi-Fi 6/7和5G/6G成为主流，需低延迟和高带宽支持。
接口与封装：高速总线（如PCIe Gen4）、多芯片封装（Chiplet/3D）以降低功耗和面积。

第五章：XR芯片IP与平台