閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
芯片/顯示

激光顯示行業研究之基礎知識科普

星之球科技 來源:雪球2022-01-10 我要評論(0 )   

經過大半個(ge) 月的研究,發現激光顯示行業(ye) 發展空間非常巨大,而且剛好處於(yu) 產(chan) 業(ye) 化的前夜。這種行業(ye) 所處的階段是我特別滿意的。期間看了很多大 V 的帖子,學到了不少東(dong) 西。這...

經過大半個(ge) 月的研究,發現激光顯示行業(ye) 發展空間非常巨大,而且剛好處於(yu) 產(chan) 業(ye) 化的前夜。這種行業(ye) 所處的階段是我特別滿意的。期間看了很多大 V 的帖子,學到了不少東(dong) 西。這裏一並表示感謝。個(ge) 人非常看好激光顯示行業(ye) ,知行合一,目前自己也重倉(cang) 該行業(ye) 。未來一段時間,準備寫(xie) 一個(ge) 激光顯示行業(ye) 的係列研究報告,主要是梳理相關(guan) 的邏輯和知識。作為(wei) 研究係列的開篇,本篇主要是為(wei) 了科普激光顯示行業(ye) 寫(xie) 的,知識都非常基礎。文中的部分數據和內(nei) 容都是我看研報或者在網絡上找的,有借鑒的地方就不一一指明出處了。如果有侵權的地方,煩請聯係我。我會(hui) 立刻刪除相關(guan) 內(nei) 容。

一、激光顯示介紹

1、激光顯示的原理。

激光顯示顧名思義(yi) ,就是搭載激光光源的投影顯示技術。激光顯示技術以紅綠藍三基色為(wei) 光源,將三色激光分別經過擴束、勻場、消相幹後入射到對應的光閥上,經調製後由棱鏡合色,再入射至投影物鏡,最後經投影物鏡投射至光學屏幕,實現高保真圖像再現。


激光光源解決(jue) 方案主要包括三基色 RGB 激光光源、熒光粉 + 激光、激光 +LED


混合光源三種。隨著激光顯示技術的發展,各投影廠商已推出多款激光顯示解決(jue) 方案。目前市場上主要以三基色 RGB 激光光源、熒光粉 + 激光、激光 +LED 混合光源為(wei) 主。其中,三基色 RGB 激光光源以海信視像為(wei) 代表,熒光粉 + 激光以光峰的 ALPD 技術為(wei) 代表。


2、激光顯示的應用場景。


激光顯示的應用場景非常多。目前常用的場景有:激光電影院、激光電視、激光微投、激光工程(旅遊、演出等)、商務投影(會(hui) 議、娛樂(le) 場所)、教育投影等。未來,激光顯示的應用場景還可以進一步延展,例如車載投影、AR 顯示等。

3、激光顯示的優(you) 缺點。

激光顯示的優(you) 點:更便攜、護眼、亮度高(激光亮度理論上是 LED 的 100 倍以上)、發光效率高、使用壽命長、色域寬、節能環保,顯示效果可與(yu) 傳(chuan) 統液晶顯示相當,且在顯示色彩飽和度等領域較液晶顯示屏幕有較大優(you) 勢。

激光顯示的缺點:光源價(jia) 格較高、外圍強光下顯示效果沒有液晶電視好(對比度低)。

4、常用技術指標

1)、流明和尼特。

流明(lumen,符號 lm)是光通量的國際單位。它是根據坎德拉球麵角度(cd 乘以 sr)定義(yi) 的。一流明是相當數量光散發在 1 球麵角單位,從(cong) 光源向各個(ge) 方向發散出等量能量,並且強度是 1cd。流明 ( LM ) 是光通量的單位,它表示單位時間輻射光能量的多少。一般用來衡量本身不發光而靠反射光的物體(ti) 的亮度。黑白電視機熒光屏:120 左右;彩色電視機熒光屏:80 左右;蠟燭:13 左右。

亮度是指物體(ti) 明暗的程度,這類本身可以發光,如各種燈泡,各種光源,包括電視液晶屏,定義(yi) 是單位麵積的發光強度,它的單位就是 nit ( 尼特 ) 。1nit=1 坎特拉 / 平方米。

流明和尼特的關(guan) 係。一個(ge) 是光能量,一個(ge) 是單位麵積上的發光強度。流明可以比作一個(ge) 手電筒,發光能量如果已經確定,照到的麵積越小,亮度就越高,麵積越大,亮度就會(hui) 低。1 尼特 =0.093 流明 / 平方英尺,假設一個(ge) 1000 流明的投影機,投出的麵積是 1 平方米 ( 越相當於(yu) 60 寸液晶屏的大小 ) ,此時你看到的投影畫麵的亮度約為(wei) 100 尼特。

2)、色域。

色域是對一種顏色進行編碼的方法,也指一個(ge) 技術係統能夠產(chan) 生的顏色的總和。在計算機圖形處理中,色域是顏色的某個(ge) 完全的子集。顏色子集最常見的應用是用來精確地代表一種給定的情況。例如一個(ge) 給定的色空間或是某個(ge) 輸出裝置的呈色範圍。

直白點說,色域就是指某種設備(比如屏幕顯示設備、打印機或印刷設備等)所能表達的顏色數量所構成的範圍區域,在現實世界中自然界中可見光譜的顏色組成了最大的色域空間,該色域空間中包含了人眼所能見到的所有顏色。與(yu) 色域相伴隨的,還有色彩空間,這兩(liang) 個(ge) 概念一般都是相伴出現。色彩空間的是指某種顯示設備能表現的各種色彩數量的集合,色彩空間越廣闊、能顯示的色彩種類就越多,色域範圍也就越大。

目前通用的色域標準主要有三個(ge) ,分別是:NTSC、sRGB、Adobe RGB。

3)、對比度。

對比度指的是一幅圖像中明暗區域最亮的白和最暗的黑之間不同亮度層級的測量,差異範圍越大代表對比越大,差異範圍越小代表對比越小,好的對比率 120:1 就可容易地顯示生動、豐(feng) 富的色彩,當對比率高達 300:1 時,便可支持各階的顏色。在暗室中,白色畫麵 ( 最亮時 ) 下的亮度除以黑色畫麵 ( 最暗時 ) 下的亮度。更精準地說,對比度就是把白色信號在 100% 和 0% 的飽和度相減,再除以用 Lux ( 光照度,即勒克斯,每平方米的流明值 ) 為(wei) 計量單位下 0% 的白色值 ( 0% 的白色信號實際上就是黑色 ) ,所得到的數值。對比度是最白與(yu) 最黑亮度單位的相除值。

對比度對視覺效果的影響非常關(guan) 鍵,一般來說對比度越大,圖像越清晰醒目,色彩也越鮮明豔麗(li) ;而對比度小,則會(hui) 讓整個(ge) 畫麵都灰蒙蒙的。高對比度對於(yu) 圖像的清晰度、細節表現、灰度層次表現都有很大幫助。

4)、飽和度

飽和度 ( Saturation ) 指的是色彩純度。是色彩的構成要素之一。飽和度取決(jue) 於(yu) 該色中含色成分和消色成分(灰色)的比例。含色成分越大,飽和度越大;消色成分越大,飽和度越小。純的顏色都是高度飽和的,如鮮紅,鮮綠。

5)、散斑

光具有波動性,當兩(liang) 個(ge) 光源的兩(liang) 列波在空間重疊時,會(hui) 出現幹涉現象,每個(ge) 點的振動是兩(liang) 列波在該點震動的合成。當激光照射到投影屏幕表麵時,根據惠更斯原理,粗糙表麵可以理解為(wei) 無數多個(ge) 點(麵源)組合,各個(ge) 點(麵源)對入射光進行反射或者透射,不同的點(麵源)的反射光或者透射光會(hui) 產(chan) 生不同的相位,不同點(麵源)光線相遇後就會(hui) 發生幹涉。由於(yu) 點(麵源)數量巨大,且彼此獨立,各光線隨著空間變化而產(chan) 生劇烈無規則的強弱變化。幹涉後的光線就形成了無規則的散斑。經過反射或者透射,在自由空間傳(chuan) 播下,將形成三維的散斑空間分布。散斑圖樣分布是由投影屏幕表麵特性、激光照射角度、激光波長以及用戶觀看角度決(jue) 定的。

二、激光顯示行業(ye) 的上下遊產(chan) 業(ye) 鏈和競爭(zheng) 格局

1、激光顯示行業(ye) 上遊競爭(zheng) 格局

激光顯示行業(ye) 的上遊主要是元器件。重要的元器件包括激光器、鏡頭、顯示芯片等。我國激光電視核心零部件主要依賴進口,導致激光電視的成本較高。目前激光光機的主要零部件 DMD 芯片(DLP 技術)基本由美國德州儀(yi) 器壟斷;超短焦鏡頭主要由日本理光、美國柯達、美國康寧等提供。


DLP 技術擁有低成本、高亮度、抗光幹擾能力強、全密閉防塵設計壽命更長、機身結構簡單體(ti) 積小便攜等優(you) 勢,實現了對終端產(chan) 品應用的壟斷。洛圖科技顯示,2020 年智能投影市場 DLP 技術份額占比超過 65%,LCD 技術份額占比 35%,LCOS 技術則由於(yu) 良品率難以把控導致成本無法壓縮,多用於(yu) 高端市場,份額不足 0.1%。



從(cong) 成本拆分來看,光源、DMD 芯片、鏡頭約占比 35/15%/7%,是影響激光投影成本的重要部件。未來成本下降方式包括:1)減小零部件尺寸。芯片、鏡頭等零部件尺寸與(yu) 價(jia) 格成反比,如 0.33" DMD 芯片僅(jin) 為(wei) 0.47" 價(jia) 格的 45%。但小尺寸芯片會(hui) 同時影響分辨率(0.33" 芯片需依靠抖動實現 1080P),且對光源亮度有較高要求(顯示亮度 = 光源強度 *(1- 損耗率),DMD 芯片對後者影響最大)。2)產(chan) 業(ye) 規模效應和集聚效應,及核心零部件的國產(chan) 化替代。3)增加藍光比重,降低紅綠光比例。



2、中遊核心部件競爭(zheng) 格局。


中遊核心部件主要包括光機、投影屏幕、光源等。目前激光器主要由日本日亞(ya) 化學、日本三菱電機、德國歐司朗等提供。激光電視的菲涅爾屏幕主要由日本 DNP 生產(chan) 。近年來國內(nei) 企業(ye) 在激光光學引擎、菲涅爾屏幕、鏡頭、激光器等領域技術發展迅速,有望打破海外技術壟斷。

3、下遊整機應用。

激光行業(ye) 的下遊主要包括:激光電視、激光微投、激光商教投影儀(yi) 、激光工程投影儀(yi) 、激光電影放映機等。

1)、激光電視

目前激光電視銷量第一集團為(wei) 海信和光峰(包括峰米和光峰自有品牌)。2020 年市場占有率分別為(wei) 48% 和 18%(2021 年)。此外,長虹是第二集團,市場占有率 15%。這三家市場占有率達到了 81%。其他廠家市場占有率比較低。激光電視市場呈現出寡頭壟斷的特征。海信主要以 RGB 純激光技術為(wei) 主,主打定焦為(wei) 75-84 尺寸電視。峰米主要以 ALPD 技術為(wei) 主,激光電視的產(chan) 品線相對均衡。這兩(liang) 個(ge) 廠家的激光技術路線不一樣,都在各自的領域積累了大量的專(zhuan) 利,技術實力非常雄厚。截至 2021 年 6 月,海信視像在激光顯示領域已累計申請國內(nei) 外專(zhuan) 利共 1439 項,授權 575 項,全球第一。光峰科技則在激光熒光技術專(zhuan) 利數量上保持全球領先。


2)、智能微投


從(cong) 智能微投的光源結構來看,LED 光源伴隨消費級市場崛起取代燈泡光源成為(wei) 主要光源。21H1 消費級市場中 LED 光源占比達 88.3%,其次激光光源占比達 6.5%。激光光源的智能微投價(jia) 格偏高,還沒能成為(wei) 智能微投的主流。


從(cong) 智能微投的競爭(zheng) 格局來看,極米和堅果處在第一集團,小米、峰米、當貝等處在第二集團。智能微投的競爭(zheng) 格局還沒有達到寡頭壟斷階段,競爭(zheng) 格局還沒有完全穩定。



3)、激光商教投影儀(yi)


2021 年 Q1 索諾克(光峰合資品牌)和光峰合計市占率 35%,鴻合 21%,兩(liang) 者處於(yu) 第一集團。希沃、NEC、愛普生等品牌處於(yu) 第二集團,市占率分別為(wei) 12%、6%、6%。激光商教投影儀(yi) 市場競爭(zheng) 和智能微投類似,頭部企業(ye) 的市占率並沒有取得絕對優(you) 勢。


4)、激光工程投影儀(yi)


激光工程投影儀(yi) 主要由外資主導,愛普生和索尼是絕對龍頭,兩(liang) 者合計市占率接近一半。光峰和索諾克(光峰合資企業(ye) )市占率 9.7%,處於(yu) 第二集團。激光工程投影儀(yi) 市場競爭(zheng) 格局類似於(yu) 寡頭壟斷。


5)、激光電影放映機


電影放映機對顯示的要求最高,被譽為(wei) 顯示領域的珠穆朗瑪峰。目前激光光源放映機占到了總量的 44% 左右。其中,光峰的 ALPD 放映機市占率在 60% 左右,處於(yu) 相對壟斷地位。


三、激光顯示行業(ye) 未來的成長空間


激光顯示未來的應用場景非常廣闊,用星辰大海來形容一點也不為(wei) 過。我個(ge) 人認為(wei) 激光顯示能預見的未來最大兩(liang) 個(ge) 應用場景是激光電視和車載投影。主要邏輯是這兩(liang) 個(ge) 行業(ye) 的體(ti) 量都非常巨大。

1、激光電視行業(ye) 空間測算。

電視是重要的生活場景,對人們(men) 的生活質量影響非常大。電視市場的行業(ye) 體(ti) 量空間也非常大。2020 年中國彩電銷量 4600 萬(wan) 台,銷售額 1209 億(yi) 元,而智能微投銷量為(wei) 370 萬(wan) 台。根據奧維雲(yun) 網數據,2015 年至 2020 年,激光電視市場的複合增長率達 213.8%,成為(wei) 增長最快的新物種。當前激光電視的價(jia) 格普遍較高,一般都在一萬(wan) 元以上。未來隨著核心零部件的國產(chan) 化加速,如果激光電視的價(jia) 格能降低到 8000 元甚至 6000 元,則將會(hui) 對現有的電視機格局形成重要影響。考慮到激光電視的便捷性、環保性、護眼等特性,將會(hui) 有部分新購電視用戶采購激光電視。2021 年激光電視的銷售規模為(wei) 20 萬(wan) 台左右。從(cong) 下麵的圖可以看到每年電視機的平均尺寸都增長 1.5 寸 -2 寸。2021 年平均尺寸為(wei) 54 寸。隨著電視機尺寸越來越大,五年以後平均尺寸將達到 62 寸 -65 寸,65 寸及以上尺寸可能占現有電視機銷量 60% 左右。如果按照 2026 年,10%-40% 的大屏幕電視滲透率。按照激光電視均價(jia) 7000 元計算,則市場規模至少為(wei) 0.46*10%*7000*0.6=200 億(yi) ,樂(le) 觀情況下可以達到 800 億(yi) 。未來五年智能微投和激光電視的界限能否逐步模糊,主要還是取決(jue) 於(yu) 激光電視零部件的成本能否快速下降。如果激光電視能部分替代智能微投(以 LED 光源為(wei) 主)的市場,則激光電視市場的規模將會(hui) 進一步擴大。激光電視未來幾年有可能是一個(ge) 千億(yi) 賽道(現在僅(jin) 僅(jin) 40 億(yi) )。當然,這裏有兩(liang) 個(ge) 重要假設前提:一是激光電視的成本要能快速下降,而傳(chuan) 統液晶電視價(jia) 格沒有大幅下降,這樣激光電視會(hui) 對傳(chuan) 統液晶電視形成價(jia) 格優(you) 勢。二是激光電視的芯片產(chan) 能有保障,供應鏈不出問題。目前 TI(德州儀(yi) 器)是激光電視的核心零部件 DMD 芯片的唯一供應商。


2、車載投影行業(ye) 空間測算。


汽車是人們(men) 生活中最重要的交通工具之一。2020 年汽車銷量 2531 萬(wan) 輛,銷售規模龐大。根據前瞻研究院數據,到 2025 年智能汽車數量達到 1743 萬(wan) 輛。按照車載投影儀(yi) 滲透率 10%-30%,均價(jia) 5000 元計算,則市場規模為(wei) 0.1743*0.1*4000=87 億(yi) ,樂(le) 觀情況下規模為(wei) 261 億(yi) 。目前極米科技與(yu) 小鵬汽車,華為(wei) 和光峰都在車載投影上開始合作。2022 年以後產(chan) 業(ye) 化有可能會(hui) 加速。

3、工程商教等行業(ye) 空間。

工程商教類行業(ye) 的天花板並不高,行業(ye) 增長空間相對有限。預計到 2025 年這類激光投影儀(yi) 的銷售金額在 100 億(yi) 左右。

4、長遠來看,由於(yu) 激光投影顯示可實現幾何、顏色雙高清、高色飽和度、大色域、真 3D,達到人眼分辨極限的高保真圖像的再現,基於(yu) 激光投影顯示的 AR 增強現實技術在娛樂(le) 、軍(jun) 事國防、室內(nei) 設計、房產(chan) 開發、工業(ye) 仿真等領域有著廣泛的應用。IDC 預計,2020 年全球 AR/VR 市場相關(guan) 支出規模將達到 188 億(yi) 美元,其中國內(nei) AR/VR 的市場規模達到 57.6 億(yi) 美元,全球市場支出占比超過 30%。激光顯示技術能夠做到效率更高、體(ti) 積更小,除了在超高亮度的應用場景下具有無可替代的優(you) 勢外,在對體(ti) 積和效率有嚴(yan) 格要求的顯示應用場景,如 AR、VR、HUD 等領域,也具有其他顯示技術所無法比擬的獨特優(you) 勢,很有可能成為(wei) 下一代以 AR 為(wei) 代表的移動顯示技術的核心技術,具有巨大的市場潛力。目前這個(ge) 領域還處在技術開發階段。

四、激光顯示行業(ye) 發展過程中麵臨(lin) 的問題(風險)。

1、核心零部件的供給是短板。

前麵提到目前激光光機的主要零部件 DMD 芯片(DLP 技術)基本由美國德州儀(yi) 器壟斷;超短焦鏡頭主要由日本理光、美國柯達、美國康寧等提供。德州儀(yi) 器的 DMD 芯片隻占到其營收的很小一部分,這麽(me) 多年芯片的性能提升一直比較緩慢,疫情期間芯片產(chan) 能也受到了很大的影響,行業(ye) 的發展也受到諸多的限製。如果中美關(guan) 係繼續惡化,不排除會(hui) 對中國斷供,這將是該行業(ye) 最大的一個(ge) 風險。目前國產(chan) 的 LCOS 芯片隻要是慧新辰在做,無論是芯片的性能還是良率都與(yu) TI 的 DMD 芯片存在比較大的差距。短期如果這塊短板不補齊,行業(ye) 將一直麵臨(lin) 巨大的斷供風險。

2、激光核心零部件降成本可能不及預期

我們(men) 分析激光電視的發展空間的時候,很重要的一個(ge) 假設前提是其成本能快速下降,否則很難實現對傳(chuan) 統電視機的替代。


轉載請注明出處。

免責聲明

① 凡本網未注明其他出處的作品,版權均屬於(yu) fun88网页下载,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用。獲本網授權使用作品的,應在授權範圍內(nei) 使 用,並注明"來源:fun88网页下载”。違反上述聲明者,本網將追究其相關(guan) 責任。
② 凡本網注明其他來源的作品及圖片,均轉載自其它媒體(ti) ,轉載目的在於(yu) 傳(chuan) 遞更多信息,並不代表本媒讚同其觀點和對其真實性負責,版權歸原作者所有,如有侵權請聯係我們(men) 刪除。
③ 任何單位或個(ge) 人認為(wei) 本網內(nei) 容可能涉嫌侵犯其合法權益,請及時向本網提出書(shu) 麵權利通知,並提供身份證明、權屬證明、具體(ti) 鏈接(URL)及詳細侵權情況證明。本網在收到上述法律文件後,將會(hui) 依法盡快移除相關(guan) 涉嫌侵權的內(nei) 容。

網友點評
0相關評論
精彩導讀