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莫尼塔(上海)信息咨询有限公司 财新智库旗下公司 A member of Caixin Insight Group
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AR产业演进速度研究
报告摘要
赵成
专利积累到一定程度推动产品商业化
全球发明专利申请数据显示：第一次和第二次工业革命期间专利数量井喷，增
速峰值达250%。专利制度极大推动了人类科技进步速度，目前专利已在国际
和企业竞争中发挥极为重要作用。
根据我们对电视、台式电脑、笔记本、功能手机和智能手机等产品专利增长速
度和产品销量的拟合，发现在专利申请增长速度达到谷底之后的3-5年该类产
品就会出现爆发。
AR显示技术决定消费级产品爆发速度
AR全球专利申请在2010年出现爆发，之后每年申请量维持在1000件以上水
平，目前累计全球AR申请量达7000件，增速正在接近或达到谷底，我们推断
AR消费级产品大概率在3-5年时间爆发。
目前注册技术、显示技术和硬件性能是阻碍AR消费级产品爆发的主要因素。从
Hololens成本角度分析，显示环节成本占总成本的50%，而全息透镜是最主要
成本所在，其工艺突破成为关键。
全球IT行业都在等待新一代明星产品的诞生
从当前时间点来看，智能手机普及率几乎接近100%，已然步入传统行业，全
球IT行业都在关注新一代的明星级消费产品的诞生，恰似2008年前智能手机产
生的前几年的情形，而一旦新产品诞生则将出现另一个10年消费升级周期。
2012年以来谷歌推出Glass产品、2014年Facebook收购Oculus并推出相关虚
拟现实产品、2015年微软推出AR产品Hololens，但微软和谷歌均将战略重心
放到AR产品上，我们推断AR的HMD大概率会成为继智能手机之后的又一个消
费级明星产品。
投资建议
在AR的产业链分布上，中国厂商在硬件领域并没有特别的优势，但在整机加
工、部分非核心部件、下游行业应用等有相对优势，尤其下游应用会有优势。
建议关注上市公司中布局AR产业的相关公司：AR行业应用--联创光电、光学
器件部分环节--水晶光电、整机代工--歌尔声学等。
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目录
1. 专利是极其重要的战略 ............................................................................................................................................................ 4
专利制度发展史 ....................................................................................................................................................................................... 4
巨头对专利极其重视 ............................................................................................................................................................................... 5
2. 专利大概率推动消费级产品的诞生 .......................................................................................................................................... 8
电视专利爆发到产品爆发约五年 .......................................................................................................................................................... 8
电脑专利爆发到产品爆发约三年 .......................................................................................................................................................... 8
手机专利爆发到产品爆发约五年 .......................................................................................................................................................... 9
VR专利进入第二轮爆发期 ..................................................................................................................................................................... 9
AR此次专利爆发大概率推动消费级爆发 ..........................................................................................................................................10
3. AR专利2010年大爆发 ........................................................................................................................................................... 11
AR技术关键环节 ...................................................................................................................................................................................11
全球AR技术专利2010年大爆发 .........................................................................................................................................................15
全球专利技术及硬件类占71% ............................................................................................................................................................16
全球专利申请TOP20公司分析 ...........................................................................................................................................................17
AR行业发展预判 ...................................................................................................................................................................................19
4. AR显示技术决定消费级产品爆发速度 ................................................................................................................................... 21
AR处于显示技术和人机交互技术变革初期 ......................................................................................................................................21
技术指标差距 ..........................................................................................................................................................................................22
显示环节占总成本近50% ....................................................................................................................................................................23
风投2014年起持续火爆 .......................................................................................................................................................................25
5. 关键元件和基础SDK厂商掌握话语权..................................................................................................................................... 27
产业链图谱 .............................................................................................................................................................................................27
关键电子元件国外垄断 ........................................................................................................................................................................28
SDK厂商底层技术领先 .........................................................................................................................................................................28
6. 爆发顺序 ................................................................................................................................................................................ 29
消费级应用教育、游戏、电商传媒最先爆发 ..................................................................................................................................29
消费级应用——教育 ...........................................................................................................................................................................29
消费级应用——游戏 ...........................................................................................................................................................................29
消费级应用——电商传媒 ..................................................................................................................................................................30
7. 投资建议 ................................................................................................................................................................................ 31
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图表 1：专利制度发展史 .......................................................................................................................................................................4
图表 2：专利申请量逐年上升 ...............................................................................................................................................................5
图表 3：著名专利战 ...............................................................................................................................................................................5
图表 4：高通历年专利费收入逐步升高 ...............................................................................................................................................6
图表 5：华为预研费投入&专利单价 ....................................................................................................................................................6
图表 6：手机技术生命周期 ...................................................................................................................................................................7
图表 7：行业发展速度综合推算 ...........................................................................................................................................................8
图表 8：台式电脑专利爆发VS. 产品爆发 ............................................................................................................................................9
图表 9：笔记本电脑专利爆发VS. 产品爆发 ........................................................................................................................................9
图表 10：手机专利爆发VS. 产品爆发 ..................................................................................................................................................9
图表 11：智能手机专利爆发VS. 产品爆发 ..........................................................................................................................................9
图表 12：VR的专利发展曲线 ............................................................................................................................................................. 10
图表 13：AR的专利发展曲线 ............................................................................................................................................................. 10
图表 14：增强现实环节解析 ............................................................................................................................................................... 11
图表 15：AR与VR的技术差别 ............................................................................................................................................................ 11
图表 16：Hololens的显示原理 .......................................................................................................................................................... 12
图表 17：LCos和DLP显示技术对比 .................................................................................................................................................. 13
图表 18：Magic Leap的光导纤维技术 ............................................................................................................................................. 14
图表 19：三维注册过程解析 ............................................................................................................................................................... 14
图表 20：定位跟踪方法 ....................................................................................................................................................................... 15
图表 21：专利申请趋势（中国、世界） ........................................................................................................................................... 15
图表 22：各类专利趋势（中国、世界） ........................................................................................................................................... 16
图表 23：美国、韩国、中国专利申请情况 ....................................................................................................................................... 17
图表 24：世界专利Top20 ................................................................................................................................................................... 17
图表 25：部分公司当前布局 ............................................................................................................................................................... 18
图表 26：专利申请TOP公司受益于消费级爆发 ............................................................................................................................... 19
图表 27：手机硬件性能图 ................................................................................................................................................................... 21
图表 28：显示指标差距 ....................................................................................................................................................................... 22
图表 29：运算指标差距 ....................................................................................................................................................................... 23
图表 30：Hololens拆解图 .................................................................................................................................................................. 23
图表 31：Hololens成本分析图 .......................................................................................................................................................... 24
图表 32：VR/AR风投总额（2011-2016） ...................................................................................................................................... 25
图表 33：部分AR风投事件 ................................................................................................................................................................. 26
图表 34：产业链图谱 ........................................................................................................................................................................... 27
图表 35：基础软件SDK图谱 ............................................................................................................................................................... 28
图表 36：AR教育产品涂涂乐 ............................................................................................................................................................. 29
图表 37：AR游戏应用软件 ................................................................................................................................................................. 30
图表 38：上市公司AR布局介绍 ......................................................................................................................................................... 31
图表 39：上市公司市场表现（截至2016年5月25日） ................................................................................................................... 32
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1. 专利是极其重要的战略
专利制度发展史
专利是科学技术和商品经济发展到一定阶段的产物。专利情报信息是对产业发展趋势、专利持
有机构技术发展和产品推进程度最直接的判断。专利研究可以展现技术发展状况，描绘技术发展轨
迹，揭示产业技术发展趋势，了解技术竞争态势。
图表 1：专利制度发展史
数据来源：知网，莫尼塔研究
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随着专利制度的完善，专利申请数逐年上升。尤其是第二次工业革命期间，各国集中建立专利
制度，专利申请数爆发式增长。
图表 2：专利申请量逐年上升
数据来源：专利之星，莫尼塔研究
巨头对专利极其重视
专利是技术型企业最强悍的武器之一，上世纪80年代起IT巨头们就已经挥起了“专利大棒”，
开始打响专利战。
图表 3：著名专利战
时间 诉讼案 判决
1988 苹果起诉微软侵犯图形用户界面专利权 苹果无法提出有力证据，驳回起诉
1997 Integraph 起诉英特尔侵犯其专利技术 英特尔赔偿 亿美元
2001 NTP 起诉黑莓手机侵权 黑莓制造商 RIM 向 NTP 支付 亿美元
2003
SCO 起诉开放源代码的 Linux 操作系统剽窃了 UNIX 系统
的代码 SCO 败诉并支付 250 万美元补偿金
2003 思科起诉华侵犯其专利权 和解
2009 i4i 起诉微软，称 Word 中的 XML 功能侵犯了其专利技术 对微软处以 亿美元的罚款
2011 苹果与三星五年专利战 三星向苹果支付 亿美元赔款
数据来源：互联网，莫尼塔研究
专利不仅是企业研发产品的有力武器，还是获得收益、设置壁垒的坚韧盾牌。高通很早开始实
施专利战略，专利授权收入逐年上升，2015年专利授权收入占总收入的32%。
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图表 4：高通历年专利费收入逐步升高
数据来源：公司年报，莫尼塔研究
本世纪初，华为、中兴为代表的中国企业开始主动融入全球化过程。1998年，华为成立预研
部，每年将销售收入的10%投入研发，研发费用的10%投入预研费用，研发前瞻性产品和技术。
2003年，思科起诉华为及华为美国分公司，要求停止侵犯思科知识产权。该案件被视为中国企业
走向世界的里程碑。2002年至2015年华为预研总投入超过200亿元，平均每个专利投入万
元。2015年，华为开始向苹果收取专利许可使用费，专利战略大获成功。
图表 5：华为预研费投入&专利单价
时间 销售收入（亿元） 预研费（亿元） 专利数 专利单价（万元）
2002 175 1200
2003 211 1650
2004 313 2320
2005 453 3830
2006 656 6220
2007 954 5280
2008 1253 5650
2009 1491 4660
2010 1852 3510
2011 2039 4500
2012 2202 6080
2013 2390 6560
2014 2882 3690
合计 16871 55150
数据来源：公司年报，莫尼塔研究
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此外，通过专利申请数按时间的分步可以展现技术生命周期。技术的发展如同产品一样, 具有
相似的生命周期，称之为技术生命周期。它们通常经历萌芽期、发展期、成熟期、下降期等阶段。
在萌芽期，专利申请量和授权量均较小；随着技术本身的发展和人们对技术理解的深入，专利
申请开始爆发，进入发展期；进入成熟期后，专利数量将持续增长，但增速显著放缓，成熟期的专
利申请多为改进型、外观设计和应用型；最后，替代产品出现，专利申请和授权数量都下降，技术
进入下降期。通过专利申请量或授权量随时间变化的趋势，可以有效判断技术处于生命周期的何种
阶段，从而预测技术及相关产品未来的发展趋势。
图表 6：手机技术生命周期
数据来源：德温特专利数据库，莫尼塔研究
-20%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
160%
180%
200%
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011
全球手机专利数 手机专利平滑增长率
萌芽期：风险大、
竞争小、成功后获
益高
发展期：风险适中、竞争适中、投入收
益最高
成熟期：产品
成熟、研发风
险低、竞争激
烈
下降
期
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2. 专利大概率推动消费级产品的诞生
手机、智能手机、电脑、笔记本电脑等有颠覆性的“明星”科技产品，在消费级市场爆发性增
长前，都经历了专利的爆发。
电视专利爆发到产品爆发约五年
1970年和1974年电视专利爆发，对应显像管技术和通信传输获得了研究突破，很大程度上推动
了1972年彩电和1980年有线电视的爆发。而20世纪90年代，以夏普、日本电气、东芝为首的日本
厂商、LG为首的韩国厂商发力TFT液晶面板生产线，2001年液晶之父夏普旗下的液晶电视品牌
AQUOS诞生。
图表 7：行业发展速度综合推算
来源：德温特专利数据库，索尼年报，莫尼塔研究
电脑专利爆发到产品爆发约三年
20世纪80年代集成电路的发展和IBM公司推出的IBM－PC、IBM－PC/XT产品为台式电脑的
发展奠定了基础，1995年微软推出了独立于DOS系统的Windows 95操作系统进一步推动了个人
电脑市场的爆发。
2001年Intel发布了1GHz Mobile Pentium III，处理器运算能力大幅提升，笔记本性能提升出
现飞跃，产品出货量开始快速增长。
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
-50%
0%
50%
100%
150%
200%
250%
300%
350%
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010
索尼电视销售额（10亿日元）
电视机专利平滑增长率
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图表 8：台式电脑专利爆发 VS. 产品爆发 图表 9：笔记本电脑专利爆发 VS. 产品爆发
来源：德温特专利数据库，莫尼塔研究
手机专利爆发到产品爆发约五年
20世纪80年代，美国通信等基础领域发展迅速，1984年开始建立蜂窝状移动通信网，1988年
大范围覆盖， 索尼、IBM等公司迅速推出产品，促进了手机在美国的发展。
2006年前后触摸屏技术获得突破，计算芯片的处理能力相比2000年有了5倍提升，苹果和谷
歌相继推出了IOS和Android系统，智能手机迎来爆发。
图表 10：手机专利爆发 VS. 产品爆发 图表 11：智能手机专利爆发 VS. 产品爆发
来源：德温特专利数据库，莫尼塔研究
VR专利进入第二轮爆发期
从专利生命周期曲线来看，VR专利在1995年前后经历了一轮爆发，当时硬件运算能力、屏幕
显示技术等无法支撑成熟产品，市场一直停滞不前。
-20%
0%
20%
40%
60%
80%
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
国内电脑产量（万台）
电脑专利平滑增长率
-20%
0%
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40%
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120%
140%
160%
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0
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10000
15000
20000
25000
全球笔记本电脑出货量（万台）
笔记本电脑专利平滑增长率
-20%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
160%
180%
200%
0
5000
10000
15000
20000
25000
美国手机保有量（万台）
手机专利平滑增长率
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
160%
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
全球智能手机出货量（万台）
智能手机专利平滑增长率
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2011年，专利进入第二轮爆发期（由于专利公布日相对申请日晚1-3年，2014年和2015年的
仅体现了部分专利数）。相比之前，光学组件、电子组件性能大幅提升，资本和生态也同时带动，
2014年Facebook 20亿美金投资Oculus开启VR元年。
图表 12：VR 的专利发展曲线
来源：德温特专利数据库，莫尼塔研究
AR此次专利爆发大概率推动消费级爆发
从AR专利曲线看，增强现实经过10年的技术积累，在2010年专利大爆发，2013年趋势放
缓，逐渐消化行业泡沫，回归理性增长，结合当前的硬件、软件发展情况，我们认为此次专利爆发
将大概率推动消费级产品的诞生。
图表 13：AR 的专利发展曲线
来源：德温特专利数据库，莫尼塔研究
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3. AR专利2010年大爆发
AR技术关键环节
AR系统包括数据处理、3D注册、显示、人机交互等技术环节，通过摄像头获取真实环境信
息，结合传感器进行定位跟踪、交互，通过显示设备生成虚拟场景，叠加到现实场景。
图表 14：增强现实环节解析
来源：莫尼塔研究
基于应用场景不同，AR和VR在移动性、视觉、沉浸感、实用性方面要求存在重叠，但又有不
同侧重。增强现实作为人工智能的一个分支，难点在于如何让计算机理解和重构3D世界，主要借
助计算机视觉和深度学习等方式，对算法、软件要求比VR高；而VR实现的是完全虚拟世界的呈
现，低延迟、高清晰度的显示和交互等是体验的重要指标，相对而言对硬件能力的要求比AR高，
而且呈现的都是虚拟内容，内容制作环节难度大。
图表 15：AR与VR的技术差别
指标 VR AR 总结
移动性
大多连接主机，应用于PC游
戏、3D电影以及其他细分领
域，要求低
具备4G无线数据功能，12小
时以上待机，电池是难点
AR要求高
视觉
视野和分辨率要求比AR高，
当 前 136° 沉 浸 式 视 野 ，
2560×1440像素显示
三维注册虚实结合，至少60°
视野，1280 x 1720像素显示
原理不同， AR目前更难达到
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沉浸感
对延时要求苛刻，帧速率要达
到每秒120帧，小范围内实现
高度沉浸
实现位置追踪、低抖动，要
求比VR低
VR要求高
实用性
和控制台、PC、智能手机相
容，有高精度的控制器
提 供 高 端 PC 的 CPU 、 GPU 和
HPU的功能，并能集成低误差
的语音、手势和控制器输入
AR要求高
内容
全部内容虚拟制作，并且需要
提供沉浸感
虚实结合，虚拟内容占比少 VR要求高
来源：互联网，莫尼塔研究
根据Hololens的体验评价和对技术的深入分析，我们认为当前技术方面的最大阻碍是三维注
册--跟踪定位技术和显示技术。显示技术的突破对未来行业格局形成最为关键，消费刺激和行业关
注未来会大大加速算法、技术的提升。
(1) 显示技术
我们认为目前增强现实消费级头戴式设备产品最大的阻碍是显示技术。互联网巨头在显示技术
领域研究方向不同，更好的技术仍在研发中。近眼眼镜实现3D有两种主要技术：Stereoscopic
（立体）和Light Field（光场）。Stereoscopic最大的问题是无法实现主动选择性聚焦，长时间佩
戴会出现晕眩现象，但成像原理相对简单，目前现有头戴式基本采用这种方法，包括Hololens。
Hololens配备两片光导透明全息透镜（See-through holographic lenses，waveguides），
虚拟内容采用LCos（硅基液晶）投影技术, 从前方的微型投影仪投射到光导透镜后进入人眼，同时
也让现实世界的光透进来。
图表 16：Hololens的显示原理
来源：互联网，莫尼塔研究
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采用这种显示方式，光导透明全息透镜是主要难点。第一，受限于制造工艺，提供面积大的镜
片成本高、良率低，目前Hololens只能提供40°视野。第二，镜片很厚，目前很多机构在研究如何
让镜片变薄。2016年3月澳大利亚国立大学日前宣布制造出世界上最薄的透镜，仅有纳米厚，
是人头发丝直径的两千分之一。美国航空航天局（NASA）官网报道，NASA 喷气推进实验室
（ JPL ） 与 加 州 理 工 学 院 研 究 人 员 合 作 开 发 了 一 种 超 薄 光 学 透 镜 ， 通 过 “ 元 表 面 ”
（metasurface）技术实现对光路的控制，可应用于先进显微镜、显示器材、传感器、摄像机等多
种仪器，使光学系统集成度大大提高，并使透镜制造方式产生革命性变化。产业界，以色列
Lumusw为代表的多个公司引入光导技术，但工艺复杂，目前还没有量产。
当前Hololens采用LCos投射技术（Google Glass也采用LCos），应用Himax的投影产品，但
此前也有报道称Hololens采用TI DLP Pico进行显示研发，在投影领域DLP已经有较大的市场份
额，而近年来，LCos技术进一步成熟，产业链也逐步扩大延伸，未来有很大的发展机会。
图表 17：LCos和DLP显示技术对比
技术 原理 优点 缺点 生产厂商
LCOS
反射式 micro LCD
投影技术
利用光效率高、体
积小、开口率高、
成本低等
技术本身仍有许多问
题待克服，如黑白对
比 不 佳 、 三 片 式
LCOS 光学引擎体积
较大等
LCOS 主要的生产
厂 商 有 索 尼 、
JVC、视创科技、
中 芯 国 际 、 台 联
电、江西鸿源数显
科技、河南辉煌、
武汉全真光电、深
圳长江力伟等
DLP
基于数字微镜晶片
（ DMD ， Digital
Micromirror
Device）完成可视
数字信息的显示
原生对比度高、机
器小型化、光路封
闭式
彩虹效应，具体表现
是使用白色光源的投
影机色彩被简单地分
离出明显红、绿、蓝
三种单色
德州仪器垄断
来源：互联网，莫尼塔研究
Magic Leap采用光场显示（Light Field）技术，核心是其光导纤维投影仪（Fiber Optic
Projector），基于激光在光导纤维中传播后从纤维的端口射出时输出方向和纤维相切的原理，
Magic Leap通过改变纤维在三维空间中的形状，特别是改变纤维端口处的切方向，控制激光射出
的方向，直接投射到视网膜。光场显示需要计算整个四维光场，其计算复杂度提高几个数量级，这
是技术瓶颈之一。同时，精确的调控机械部件，使得每一个纤维都稳定自然地颤动，并且颤动的模
式要和数据传输相互同步，并且这种颤动不能受外界噪音的影响，这也是技术难点。但目前此技术
还在实验室阶段，Magic Leap只有Demo，没有对应产品。
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图表 18：Magic Leap的光导纤维技术
来源：互联网，莫尼塔研究
(2) 三维注册技术
三维注册过程通过实时检测用户头部位置和方向，确定要添加的虚拟内容在摄像机坐标系下的
位置，包括标定（确定摄像头内部参数）、跟踪定位（确定虚拟内容相对位置）、虚实对齐等环节，
人眼的敏感程度对注册精度提出了非常高的要求。
图表 19：三维注册过程解析
来源：莫尼塔研究
目 前 跟 踪 定 位 技 术 的 主 流 研 究 方 向 是 SLAM （ 即 时 定 位 与 地 图 构 建 ， simultaneous
localization and mapping)，根据摄像头、传感器的信息，一边计算自身位置，一边构建环境地
图，SLAM能够随时扩展使用场景，并且可以保证局部的定位精度，在机器人、虚拟现实和增强现
实等都是关键环节。
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图表 20：定位跟踪方法
方法 说明
在场景中贴 marker
需要 marker 始终处于画面中才能进行定位，使用场景无法扩展至 marker 之
外的区域。
事先在场景中布置信号源
精度通常不会太高，而且需要事先布置场景，一般应用于在特定场景执行
特定任务的机器人，不适用 AR。
GPS 结合贯导进行定位
只适用于室外大场景中的定位，且通常局部精度比较低，直接用于 AR 的
话，会频繁出现虚拟物体跳跃和漂移的现象；高精度的 GPS 和贯导目前还
非常昂贵，成本在数十万人民币的量级
SLAM
无需事先布置场景或采用昂贵的设备，不用摆放 marker，能够随时扩展 AR
使用场景，并且可以保证局部的定位精度
来源：互联网，莫尼塔研究
AR系统采用基于视觉的SLAM算法，通过两帧或多帧图像估计位姿变化，NVIDIA、Intel、微
软等公司都在该领域苦心经营，目前底层算法还不完善，多传感器融合、优化数据关联、提升鲁棒
性和重定位精度等方面都需要提升，而且头戴式设备电池、处理器、传感器等硬件性能比较低，改
善算法的需求更加迫切。
全球AR技术专利2010年大爆发
我们选取了国家知识产权局中国专利信息中心主办的专利之星上关于AR(Augmented Reality)
的所有专利（截止），总计世界专利7142条，国内专利832条。此处说明，2014和2015
年下降是由于专利申请到公告需要一段时间，统计数据存在延迟。图中的增速经过三年平滑。
图表 21：专利申请趋势（中国、世界）
来源：专利之星，莫尼塔研究
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从上图发现，20世纪90年代就开始有AR相关专利，2010年开始集中爆发，近几年增速已经放
缓，根据我们第一章节专利部分的推断，目前AR专利申请增速下行表明AR逐渐脱离泡沫化，大概
率可能进入消费级产品孵化期。
全球专利技术及硬件类占71%
世界专利技术类和硬件类专利数量最多，分别占比41%和30%。从技术、硬件、应用三个环
节绝对数看，技术类专利爆发最快，数量最多，其次是硬件，应用领域最少。趋势上中国专利申请
和全球最大的不同在于，技术类专利并不占优，和硬件类专利基本同步增长，可见国内在底层技术
领域的积累落后，而且从细分看，输入输出类硬件占比最大，硬件类专利含金量打折扣。
图表 22：各类专利趋势（中国、世界）
来源：专利之星，莫尼塔研究
专利申请数排名前三的国家分别是美国、韩国和中国，分别达2313、1390和726件，占世界
专利的33%、19%和10%。从下图专利类别分析结果看：
在美国申请的专利中，技术类明显占优，占比达50%，另外其运算硬件总计42件，全球66
件，占比超过60%，可见在底层算法技术和CPU、GPU、HPU等处理器环节美国有绝对优势。
在韩国申请的专利中，硬件领域申请量大，特别其显示硬件环节，绝对数209件，超过了美国
的175件，也验证了韩国三星、LG等厂商的领先地位。
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在国内申请的专利中，硬件方面的专利量占比31%，运算硬件领域基本没有专利申请，可见目
前国内在硬件核心环节布局很弱。
图表 23：美国、韩国、中国专利申请情况
来源：专利之星，莫尼塔研究
全球专利申请TOP20公司分析
目前世界专利申请数排名前五的是微软、高通、三星、Magic Leap和索尼，除Magic Leap外
都是上市的互联网巨头，都在已有的智能硬件生产过程中把握关键环节。
图表 24：世界专利Top20
公司
专利
总数
技术 硬件
应用
未分
类
注册 显示
输入
输出
硬件
计算
硬件
显示
硬件
交互
硬件
MICROSOFT 302 58 81 41 37 12 17 56
QUALCOMM 272 97 24 54 33 19 45
SAMSUNG 237 76 25 24 45 6 15 46
MAGIC LEAP 184 96 36 12 8 4 2 1 25
SONY 183 66 33 19 14 9 1 41
PANTECH 172 48 28 13 7 19 17 4 36
LG 131 38 24 19 18 32
EMPIRE TECHNOLOGY 128 36 19 11 9 23 3 27
NOKIA 112 29 22 23 1 4 4 4 25
SIEMENS AG 106 55 5 23 2 2 19
KOREA ELECTRONICS
TELECOMM
96 21 12 5 1 22 5 6 24
INTEL 77 17 9 7 2 24 6 12
IBM 61 11 11 7 8 1 4 1 18
HUAWEI 45 15 1 6 2 8 13
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DISNEY 44 10 5 1 5 1 22
EBAY 41 10 16 2 1 4 4 4
HYUNDAI MOTOR 40 4 4 1 1 1 5 24
CANON KK 36 18 1 3 4 2 8
DAQRI 36 14 5 6 1 2 3 5
GOOGLE 35 9 16 3 3 4
所有专利 7142 1962 990 790 66 649 299 483 1903
来源：专利之星，莫尼塔研究
这些Top 20的公司基本对全产业链进行布局，但也各有侧重。微软在AI／CV领域积累多年，
识别、跟踪、建模等AR底层技术方面有沉淀，其发布的Hololens是目前发布的最佳性能头戴式设
备硬件，运行Windows系统，有助于把既有的Windows应用和用户群移植到HoloLens上，打造
移动级消费产品的操作平台；高通发力骁龙820芯片，掌握电子元件重要环节；Magic Leap的光
场显示原理可以克服眩晕等问题，若成功将会带来行业质的飞跃，其demo效果惊人，市场瞩目度
非常高；三星在显示硬件方面专利世界第一，而显示屏是AR至关重要的电子组件；此外索尼、三
星、英特尔、Darqi等也都进行头戴式设备研发；Intel、Darqi等都推出了自己的SDK开发包，走
在算法研究前列。
暂时没有上榜的谷歌和苹果也在紧密布局，谷歌继谷歌眼镜后开展的Project Aura是一系列
AR为主题的项目，其高管也在私人谈话中表示相比VR，AR才是谷歌的最终目标。苹果收购了多家
AR相关公司Polar Rose(面部识别)、PrimeSense(传感器)、Metaio(SDK)、Faceshift(动作扑捉)。
图表 25：部分公司当前布局
来源：莫尼塔研究
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我们认为专利领先的公司往往在消费级产品爆发时充当先锋, 而且在爆发中最为受益。以手
机、智能手机、笔记本这三代产品为例，专利申请居前的公司往往率先推出消费级产品，且其推出
的产品往往是推动行业和公司发展的革命性产品。
图表 26：专利申请TOP公司受益于消费级爆发
来源：诺基亚年报，莫尼塔研究
同样的逻辑，我们认为AR专利申请数领先的公司将大概率成为消费级产品推出的先行者，AR
浪潮的弄潮儿。
正如微软2015年报中对AR的描述 “As part of our strategic objectives, we are committed
to designing and marketing first-party devices to help drive innovation, create new
categories, and stimulate demand in the Windows ecosystem, including across PCs,
phones, tablets, consoles, wearables, large multi-touch displays, and new categories such
as the HoloLens holographic computing platform.”增强现实领域已经吸引了足够多的关注，
竞争才刚刚开始。
AR行业发展预判
报告一开始就解释了专利的爆发对于消费级产品市场的提示作用，增强现实专利在2010年绝
对量和相对量都大爆发，经过2010-2012的高速发展期，2013年开始逐步回归理性，增强现实产
业目前逐渐走出行业泡沫期，迎来初步发展。
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同时，基于专利申请TOP公司推动并受益于消费级产品爆发的逻辑，我们对AR行业专利
Top20公司进行分析，这些公司在硬件、基础软件和应用软件方面进行了全产业链的布局和积累，
并表现出了发力增强现实领域的决心，微软推出的Hololens开发者版也受到了市场的关注和认
可，这些TOP公司将大概率迅速推动消费级产品的推出和爆发，一定规模的量产消费级硬件产品预
计会在2-3年后出现，5年后进入消费级产品爆发期。
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4. AR显示技术决定消费级产品爆发速度
AR处于显示技术和人机交互技术变革初期
现代科技交叉性越来越强，比如智能手机的发展进程就由材料、光电子、电子器件、通信制
式、基础通信设施建设、电池技术等因素的综合水平决定，任何一个环节都可能成为短板，决定某
一个方面能力的提升，可能都是瓶颈，同样重要环节的技术突破，也可能引发行业跳跃式的发展。
图表 27：手机硬件性能图
来源：莫尼塔研究
产业发展受限于各环节的瓶颈，但需求和科技总是驱动产品在一定的时间周期内革新更替。
增强现实产业经过10年的技术累积，基础通信能力、光学组件性能、电子组件性能等都有了
质的提升，大家对于AR产业的预期趋于理性，AR产业已经逐渐脱离泡沫期。
AR是显示技术和人机交互技术的变革，当前恰好处于变革的初期、探索的关键时刻，见证变
革的演进和发生，是我们的一大幸事。
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技术指标差距
对增强现实来说，作为研发主导产业，目前仍处在技术驱动阶段，会经历一段较长时间的技术
红利期，任何算法的瓶颈和突破都会决定行业的发展速度。考虑其产品形态头戴式设备，通信传播
速度、镜片质量、传感器精度、处理器计算能力、电池功耗、价格等都是需要突破的环节。
(1) 技术指标
我们认为目前的技术瓶颈主要是光学显示技术和3D注册算法，其中任意一个技术突破都可能
引起产业跳跃式的发展。
作为头戴式设备，显示环节至关重要， 增强现实的应用场景对显示的视野、分辨率、刷新
率、延时、眩晕、定位跟踪精度等都提出了较高要求。目前刷新率、延时两块已经基本达标；视
野、分辨率需要光学组件的制造工艺再提升50%，对应屏幕发展历史速度，我们认为需要4-5年；
而眩晕感和定位跟踪精度在光学组件性能提升之外，还需要改进光学原理以及底层算法。
图表 28：显示指标差距
来源：Wind，莫尼塔研究
(2) 组件性能
硬件的性能对体验效果至关重要，运算指标、存储和电池是首要提升点，我们认为当前运算、
显示、存储性能的提升较快，预期未来3-5年可以达到基础规格要求。电池技术的突破一直是行业
难点，在寻求电池更好的解决方案同时，需要改进算法来降低电池模块压力。
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图表 29：运算指标差距
来源：莫尼塔研究
显示环节占总成本近50%
对 Hololens 进 行 拆 解 ， 其 主 要 硬 件 是 ： 全 息 处 理 模 块 （ Custom-built Microsoft
Holographic Processing Unit）、2个光导透明全息透镜（See-through holographic lenses，
waveguides）、2个LCos微型投影（Micro display）、6个摄像头（camera）等。
图表 30：Hololens拆解图
来源：莫尼塔研究
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基于高盛以及各国开发者的预计，将Hololens开发者版成本分为800美金、1000美金和1500
美金三档拆解，对比硬件性能和iphone、Xbox-One等相关组件成本，得到各块相应成本如下表
所示。以1000美金为例，显示环节占比最大，Lcos投影设备180美金和透明全息透镜290美金，总
占比47%，全息处理单元（CPU、GPU、HPU）成本约250美金，占比25%，6个摄像头和传感器
成本100美金，占比10%，存储设备150美金，占比15%，电池部分30美金，占比3%。
图表 31：Hololens成本分析图
组件 规格
价格区间
依据
$800 $1000 $1500
操作系统 OS
Windows
33
/ / / /
处
理
器
CPU
Intel Atom x5-
Z8100
$200 $250 $400
①GPU 和 HPU 都采用定制，预期成本
相对高；②高盛估计 375 美金，但高
盛高估了 CPU 的版本，预计 CPU 和
HPU 也不属于高配版；③Xbox-One 的
GPU 和 CPU 合计 110 美金
GPU
微软定制 GPU
Hololens 显
卡，组件编码
8086h
HPU 微软定制 HPU
光
学
环
节
透明全息透镜 光导技术 $220 $290 $570
①微软技术布道师 Bruce Harris 透露制
造全息投影所需要的玻璃十分复杂，
如果想要更大的玻璃提供更宽的视
野，那废品率会提升不少，成本也会
显著提高，价格可能要再加几千美
元；②没有单个元件信息，成本倒推
高清光引擎 2 个 $180 $180 $180 Himax 提供，Himax 方面信息
摄
像
头
和
传
感
器
景深摄像头 1 个
$60 $100 $120
①参考微软 Kinect，对应两个摄像
头，Hololens 的景深摄像头与 Kinect
想当，对于 Kinect 的成本估计在 40-
75 美金之间；②iphone6 的摄像头 5
美元
环境摄像头 4 个
高清摄像头 1 个
IMU 1 个
环境光传感器 1 个
混合现实捕捉
系统
1 个
存
储
专用显存 114MB
$120 $150 $200
①Xbox-one DDR3 512MB RAM 成本 60
美金；②iPhone6 内存 1GB RAM 成本
80 美金，64GB 闪存成本 20 美金
共享系统内存 980MB
RAM 2GB
存储 64GB
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电
池
电池 $20 $30 $30
①iphone 6 1715mAh 电池成本 3 美
金，供货商台湾的新普科技和位居深
圳的德赛电池科技；② hololens 和
iphone6 电池对外形等要求有区别
总计成本 $800 $1,000 $1,500
①高盛估计了 1500 美金成本，但其
对 CPU 性能高估；②Meta1，pro，2
售价分别 667 美金、3000 美金和 949
美元；③美国开发者普遍认为总成本
800-1000 美金左右
来源：莫尼塔研究
根据Digi-Capital的报告，量产消费级产品合理价格约为700美金，参考iphone250美金的成
本，700美金的售价，我们取300美金作为消费级AR产品的总成本。相比当前估计，成本需要下降
60%-80%。当前三种预估模式下，显示部分成本占比分别为50%、47%和%，可见未来消费
级产品能否量产，生产全息透镜的工艺成为关键，显示部分成本的下降决定了AR产品爆发的速
度。
风投2014年起持续火爆
近几年，VR/AR产业风投增长强劲， 2014年3月Facebook收购Oculus把市场迅速带热，风
投量有飞跃式的增长。2016年3月，Magic Leap以45亿美元估值获谷歌、阿里巴巴亿美元投
资，仅半年不到，风投额已经超过2015年全年总额2倍以上，市场持续爆发。风投强劲增长反映着
市场对VR/AR领域的持续关注，同时也为VR/AR领域公司注入大量资金支持研发。
图表 32：VR/AR风投总额（2011-2016）
来源：CB Insights，莫尼塔研究
0
200
400
600
800
1000
1200
2011 2012 2013 2014 2015 2016
VR/AR风投总额（百万美元）
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图表 33：部分AR风投事件
公司名称 投资方 融资时间 轮次 融资金额
亮风台 美图 2015 年 1 月 A ￥数千万
Meta 维港资本、丹华资本等 2015 年 1 月 A ＄2300 万
奥图科技
德丰杰龙脉中国基金领投，奋达科
技等跟投
2015 年 5 月 A 轮 ￥6000 万
梦想人科技 好望角领投 2015 年 7 月 B ＄数千万
央数文化
纪源资本领投，高通、中兴合创、
海通开元资本等跟投
2015 年 9 月 A ￥ 亿
塔普制造 季胜资本 2015 年 10 月 Pre-A ￥数千万
亮风台 纪源资本 2015 年 11 月 A+ ￥数千万
Magic Leap 阿里巴巴领投 2016 年 2 月 C ＄ 亿
视辰科技 松禾资本 2016 年 2 月 A ￥4000 万
易瞳科技 中科乐创领投，艾瑞资本跟投 2016 年 5 月 Pre A ￥数千万
影创科技 朗玛峰资本 2016 年 5 月 A ￥数千万
来源：互联网，莫尼塔研究整理
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5. 关键元件和基础SDK厂商掌握话语权
产业链图谱
AR产业分为硬件和软件两部分，其中软件分为基础软件和应用软件。AR将成为下一代计算中
心，以及AR的市场空间将大大超过VR是两个较为确信的推论。目前大部分AR硬件及解决方案仍处
于开发阶段，AR产业的每个环节都在初步发展期。
图表 34：产业链图谱
来源：莫尼塔研究
微软、谷歌、苹果、三星、HTC、索尼、英特尔、高通等在内的厂商在AR领域的投入将是未
来主导行业发展速度的主要因素之一，初创团队和高校实验室等在研发上的能力不容小觑，作为研
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发主导型的产业链，谁掌握核心底层技术及其标准，谁都可能成为产业链的主角，不排除诞生新的
苹果、谷歌的可能。
关键电子元件国外垄断
HMD设备包括摄像头、处理器、传感器、显示器等基础部件，其中处理器厂商和显示器厂商
话语权比较重，目前以国外厂商垄断为主。
微软2015年推出的Hololens已经搭载了目前现有技术的最高水平，从体验来评价来看，体验
者大多表示分辨率、识别准确度、Holographic系统完成度等方面都达到既定预期，但也存在视场
较窄、切换场景延迟、凝视功能需要转动头部舒适度差、存在重启现象、电池续航端等缺陷，与
Demo仍存在差距，但市场普遍对AR眼镜期待仍比较高。
SDK 厂商底层技术领先
基础软件工具包SDK的发布是几年来增强现实应用大力发展的主要原因之一。从1998年Daqri
公司发布最早的较成熟工具包ARToolKit，截止目前已经有近百家公司提供了自己的SDK。
图表 35：基础软件SDK图谱
来源：莫尼塔研究
对互联网行业来说，生态至关重要，SDK作为底层基础软件，连接硬件与内容。2015年10月
高通向PTC出售Vuforia，对价高达6500万美金，当时Vuforia拥有超过175000的注册开发人员，
提供超过20000个应用程序。商业类型的增强现实SDK的授权费比较高，Metaio在授权环节和升
级换代后的重授权环节都需要收费。在行业竞争格局还没有建立的情况下，SDK厂商在增强现实领
域也有发展潜力，特别是同时推出硬件和SDK的公司。
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6. 爆发顺序
消费级应用教育、游戏、电商传媒最先爆发
在目前HMD设备还没有出现成熟的消费级产品前，基于IPAD、手机等手持式设备的增强现实
消费级应用软件会先在教育、游戏、电商等场景中进行推广。
未来的应用软件竞争格局将和现在的手机应用软件竞争格局有很大的相似，拥有强大搜索能
力、用户数、数据库的公司最终会成为综合应用领域的领先公司，而目前在特定应用行业布局的公
司通过IP积累、深度垂直布局等未来也会有较大的发展机会。
消费级应用——教育
AR最先改变的是教育行业，借助AR，认知从二维拓展到了三维，同时融合听觉，把单一固化
的教育模式变得更情景化、融入化，以立体交互的方式感知学习。目前教育应用以启蒙教育产品为
主，这类产品最直接的应用是替代点读机，当前大量厂商开始生产AR启蒙教育产品，市场已经有
近百种教育类产品，目前主要通过软件的可读性、趣味性扩大用户数，产品可复制性较强，相似度
很高， 未来IP争夺是AR教育类应用的发展趋势。
图表 36：AR教育产品涂涂乐
来源：莫尼塔研究
消费级应用——游戏
VR 在游戏应用领域的突出表现催生了玩家对 AR 游戏的期待。AR 游戏与 VR 游戏侧重不同，
VR 带来完全沉浸感，而 AR 游戏则提供更好的团队合作体验和更多的场景体验。
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图表 37：AR游戏应用软件
来源：莫尼塔研究
消费级应用——电商传媒
AR新的电商传媒形式，从简单的平面互动媒体，进化到AR电商生态，AR移动购物，AR明星
演唱会等。
平面媒体互动主要是在广告、杂志等中添加标签，通过摄像头扫描识别叠加内容，成立于
2011年的初创公司Blippar基于其强大的搜索能力推出了一款类似应用，2015年D轮融资5400万
美金，估值15亿美金，是仅有的几家AR领域的独角兽公司。
辅助购物类应用利用AR技术提供虚拟体验，已经被宜家、Snapshop、优衣库等厂商引入。
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7. 投资建议
国内上市公司中，目前没有公司切入增强现实头戴式设备硬件核心产业链，但增强现实头戴式
设备硬件未来空间巨大，我们认为上市公司中布局硬件产业电子元件、零部件厂商也有较大的发展
机会，建议关注联创光电、水晶光电、长江通信、北京君正、高新兴、歌尔声学、晶方科技、康得
新、晶方科技、环旭电子、舜宇光学等。
行业处于初步发展期，初创公司也有非常大的发展机会，我们推荐重点关注亮风台、成都理想
境界、触景科技等。
图表 38：上市公司 AR 布局介绍
上市公司 涉入环节 公司概况
联创光电
硬件-芯
片，组件
公司主要生产光电子器件及其应用，涉及芯片、器件和背光源，进军大功率
红外 LED 蓝海市场。芯片是 AR 及 VR 等设备的核心环节之一，未来市场潜力
巨大。
水晶光电
硬件--光学
组件、HUD
产品，内容
公司在 DLP、LCOS 光学显示技术上实现了技术突破，为 VR/AR 产品提供光学
模组。与奥图酷镜、联想、乐视等国内一线厂商进行合作寻求内容方面的发
展机会。今年年初公司发布了基于自主研发的 DLP 投影平视显示光学系统的
车载 HUD 产品 Qrios，预计今年 6 月小批量发货。
长江通信
硬件-光学
组件，LCos
公司参股 34%的深圳长江力伟科技股份公司是国内唯一一家专研发生产 LCos
的公司，目前全球掌握 LCOS 芯片设计和屏封装核心技术的企业只有 3 家，另
外两家是美国的 DISPLAYTECH 和中国台湾的奇景光电(HIMAX)。
北京君正 硬件--芯片
公司为增强现实智能眼镜“酷镜”开发了 M200 处理器，M200 针对可穿戴市场
研发，已经量产。
高新兴
硬件--头戴
式设备设
备，技术支
持
公司旗下尚云在线科技有限公司的智能巡逻机器人守护神一号，拥有 VR（虚
拟现实）、AR（增强现实）、AI（人工智能）和 CP（云平台）四重结合核心
技术。同时以 3 亿人民币投资北京蚁视科技有限公司，占股 36%，蚁视已发
布第二代 VR 头盔：乐檬蚁视 VR 眼镜，是国内唯一一家在 CES2016 与一众国
际巨头同场竞技的拥有自主知识产权的 VR 企业。
歌尔声学
硬件--光学
组件、声学
组件、组装
业务
公司是 Oculus VR 和 Sony 独家供应商。今年 3 月与高通签署合作协议，有助
于公司在底层软件协议基础上进行软件再开发，为客户提供基于高通骁龙 820
芯片的移动虚拟现实产品。公司表示将关注 AR 发展机会。
康得新
硬件--光学
组件，内容
公司中国最大的预涂膜生产商，拥有世界唯一的全产业链、高集中度的光学
膜产业，拥有 VR 设备的智能显示解决方案先进技术。同时公司投资 Ostendo
公司与兰亭数字，Ostendo 公司是光用半导体技术领域的创新者，其核心技术
平台 QPI 可广泛应用于新型平板显示、增强现实 AR、虚拟现实 VR 及全息显示
等诸多领域；兰亭数字在 AR/VR 视频制作技术和内容方面具有行业领先优
势；两次投资将进一步完善康得新的新型显示技术产业布局和生态链建设。
晶方科技
硬件--影像
传感芯片
公司是中国大陆首家、全球第二大能为影像传感芯片提供晶圆级芯片尺寸封
装(WLCSP) 量产服务的专业封测服务商。全球前五大影像传感器厂商占据全球
超过 80%以上的市场份额，市场集中度高。而影像传感芯片是 AR 及 VR 等设
备的核心环节之一，未来市场潜力巨大。
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环旭电子
硬件--微小
化系统模组
公司是微小化系统模组领先制造商之一，在 AR 及 VR 产业部分产品中，微小
化系统模组是发挥其用户体验的核心模组之一。2014 年公司定向增发募集资
金 20 亿元，用于建设微小化系统模组项目和微型化无线通信模块制造技术改
造项目，将增加年生产新型多功能微小化系统模组元件 3600 万件和微型无线
通讯模块 9720 万件的生产能力。
舜宇光学
硬件-镜头
及模组
公司主要为小米，Oppo，联想（998：HK），三星等手机品牌提供手机镜头及
模组，也为全球汽车制造商如特斯拉(TSLA:US) Model3 型号提供车载镜头，拥
有每月四千万台手机镜头的产能，是镜头及模组生产商中的佼佼者。
来源：莫尼塔研究
图表 39：上市公司市场表现（截至 2016 年 5 月 25 日）
证券代码 公司简称 收盘价 市值(亿)
EPS PE
2015 2016E 2017E 2015 2016E 2017E
600363 联创光电 / / / /
002273 水晶光电
600345 长江通信 / / / /
300223 北京君正
300098 高新兴
002241 歌尔声学
002450 康得新
002202 晶方科技
601231 环旭电子
舜宇光电
（ 港
币）
（港币）
来源：Wind，莫尼塔研究
