【中国通信标准化协会】2023扩展现实设备芯片需求白皮书_102页_2mb

扩展现实设备芯片需求白皮书总结

核心内容

本白皮书由扩展现实（XR）产业及标准推进委员会和中国通信标准化协会发布，旨在系统分析扩展现实设备对底层芯片的需求，并为行业提供技术参考。白皮书涵盖XR产业概述、设备方案概览、底层技术需求、芯片需求、IP与芯片平台、操作系统、未来技术展望等内容。

主要观点

• XR作为新一代技术平台：XR技术是新一代信息技术的重要方向，被认为是下一代通用性技术平台和互联网入口，具有改变人机交互方式的潜力。
• XR设备形态多样化：包括VR一体机、主机式VR、AR一体机、AR分体机等，每种形态对芯片需求有所不同。
• 芯片需求日益复杂：XR设备需要高性能、低功耗、高集成度的芯片，以支持多模态感知、实时渲染、空间定位、交互追踪等功能。
• 技术与芯片协同发展：XR设备的发展推动了芯片技术的进步，芯片的进步又反过来支持XR设备的创新。

关键信息

扩展现实设备概述

• XR定义：XR是扩展现实技术的统称，包括VR、AR、MR等。
• 市场规模：根据IDC数据，XR全球消费支出在2022年为138亿美元，预计2026年将增长至509亿美元，年复合增长率达32.3%。
• 行业应用：XR技术可广泛应用于教育、工业、医疗、能源、零售、文旅等18个大类100多个应用场景。

VR设备形态与参数

• VR一体机：主要依赖内置芯片，如高通骁龙XR2，支持6DoF头部和手部追踪，具备高分辨率、高刷新率，采用Pancake光学技术，重量在500g左右。
• 主机式VR：依赖PC或游戏主机进行计算，支持6DoF，但受限于有线连接，移动性较差。
• VR出货预测：预计2025年主机式VR出货量达1209万台，VR一体机达3530万台。

AR设备形态与参数

• AR一体机：分为高算力和轻量级两种，高算力AR一体机如Microsoft HoloLens2，轻量级如OPPO Air Glass1。
• AR分体机：依赖外接设备，如手机，采用双目显示，视场角在45度左右。
• AR出货预测：预计2025年分体式AR出货量达2900万台，一体式AR出货量达290万台。

底层技术需求

• 感知单元：包括IMU传感器、摄像头、深度传感器等，用于实时空间定位和环境感知。
• 计算模块：是XR设备中成本最高、计算任务最重的模块，需要高性能的SoC支持。
• 显示模块：包括屏幕和光学镜片，影响视场角、亮度、分辨率等显示效果。
• 核心算法技术：包括DoF、ATW/ASW、眼动追踪、注视点渲染、透视技术、手势追踪、手柄追踪等。

底层芯片需求

• 核心计算芯片：需具备高性能计算能力、低功耗、高集成度，支持CPU、GPU、NPU、VPU等模块。
• 手部配件芯片：如QuestPro手柄采用高通骁龙662 SoC，支持3枚摄像头实时数据处理。
• 其他周边芯片：包括连接芯片、电源管理芯片、存储芯片等。
• 芯片制造需求：包括交互感知、功耗控制、安全设计、制程工艺、封装技术等。

IP与芯片平台

• 现有IP：包括CPU、GPU、NPU、VPU等，均需满足XR设备的高性能、低功耗需求。
• 芯片原型平台：包括一体式和分体式，如高通、联发科、瑞芯微等。
• 现有主控芯片：如高通XR2平台、联发科XR平台、瑞芯微XR平台。

操作系统

• 操作系统简介：包括OpenXR和GSXR，提供统一的开发接口和平台支持。
• 核心模块：包括6DoF头部追踪、3/6DoF手柄、视频透视、ATW、畸变矫正、无线渲染等。

未来技术展望

• 无线传输技术：包括Wi-Fi、5G/6G，提升数据传输效率和用户体验。
• 多媒体音视频技术：提升显示效果和音视频处理能力。
• 智能交互技术：包括手势追踪、眼动追踪、触觉反馈等。
• 环境理解技术：通过传感器和算法实现对环境的精准识别和交互。
• 生物电感知交互技术：通过生物电感知技术实现更自然的交互体验。

结论

XR设备的发展对芯片提出了更高的要求，芯片技术的进步也在推动XR设备的创新。未来XR芯片将朝着高性能、低功耗、高集成度、智能化的方向发展，以满足不断增长的市场需求和多样化应用场景。