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最新消息| 激光顯示行業研究之基礎知識科普 | 2022-01-12 |
| 文章来源：由「百度新聞」平台非商業用途取用"http://www.myzaker.com/article/61da7beeb15ec06bfb7f0c1e" 首頁正文雪球昨天激光顯示行業研究之基礎知識科普經過大半個月的研究，發現激光顯示行業發展空間非常巨大，而且剛好處于產業化的前夜。這種行業所處的階段是我特別滿意的。期間看了很多大V的帖子，學到了不少東西。@大隱無言、@飛刀我來接。這里一并表示感謝。個人非常看好激光顯示行業，知行合一，目前自己也重倉該行業。未來一段時間，準備寫一個激光顯示行業的系列研究報告，主要是梳理相關的邏輯和知識。作為研究系列的開篇，本篇主要是為了科普激光顯示行業寫的，知識都非常基礎。文中的部分數據和內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，煩請聯系我。我會立刻刪除相關內容。一、激光顯示介紹1、激光顯示的原理。激光顯示顧名思義，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光源，將三色激光分別經過擴束、勻場、消相干后入射到對應的光閥上，經調制后由棱鏡合色，再入射至投影物鏡，最后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混合光源為主。其中，三基色RGB激光光源以海信視像為代表，熒光粉+激光以光峰的ALPD技術為代表。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（旅游、演出等）、商務投影（會議、娛樂場所）、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、激光顯示的優缺點。激光顯示的優點：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，顯示效果可與傳統液晶顯示相當，且在顯示色彩飽和度等領域較液晶顯示屏幕有較大優勢。激光顯示的缺點：光源價格較高、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。它是根據坎德拉球面角度（cd乘以sr）定義的。一流明是相當數量光散發在1球面角單位，從光源向各個方向發散出等量能量，并且強度是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，定義是單位面積的發光強度，它的單位就是nit(尼特)。1nit=1坎特拉平方米。流明和尼特的關系。一個是光能量，一個是單位面積上的發光強度。流明可以比作一個手電筒，發光能量如果已經確定，照到的面積越小，亮度就越高，面積越大，亮度就會低。1尼特=0.093流明平方英尺，假設一個1000流明的投影機，投出的面積是1平方米(越相當于60寸液晶屏的大小)，此時你看到的投影畫面的亮度約為100尼特。2）、色域。色域是對一種顏色進行編碼的方法，也指一個技術系統能夠產生的顏色的總和。在計算機圖形處理中，色域是顏色的某個完全的子集。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。例如一個給定的色空間或是某個輸出裝置的呈色范圍。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范圍區域，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。與色域相伴隨的，還有色彩空間，這兩個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，色域范圍也就越大。目前通用的色域標準主要有三個，分別是：NTSC、sRGB、AdobeRGB。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，差異范圍越大代表對比越大，差異范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，白色畫面(最亮時)下的亮度除以黑色畫面(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。對比度是最白與最黑亮度單位的相除值。對比度對視覺效果的影響非常關鍵，一般來說對比度越大，圖像越清晰醒目，色彩也越鮮明艷麗；而對比度小，則會讓整個畫面都灰蒙蒙的。高對比度對于圖像的清晰度、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。飽和度取決于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，當兩個光源的兩列波在空間重疊時，會出現干涉現象，每個點的振動是兩列波在該點震動的合成。當激光照射到投影屏幕表面時，根據惠更斯原理，粗糙表面可以理解為無數多個點（面源）組合，各個點（面源）對入射光進行反射或者透射，不同的點（面源）的反射光或者透射光會產生不同的相位，不同點（面源）光線相遇后就會發生干涉。由于點（面源）數量巨大，且彼此獨立，各光線隨著空間變化而產生劇烈無規則的強弱變化。干涉后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面特性、激光照射角度、激光波長以及用戶觀看角度決定的。二、激光顯示行業的上下游產業鏈和競爭格局1、激光顯示行業上游競爭格局激光顯示行業的上游主要是元器件。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、抗光干擾能力強、全密閉防塵設計壽命更長、機身結構簡單體積小便攜等優勢，實現了對終端產品應用的壟斷。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技術則由于良品率難以把控導致成本無法壓縮，多用于高端市場，份額不足0.1%。從成本拆分來看，光源、DMD芯片、鏡頭約占比3515%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價格成反比，如0.33"DMD芯片僅為0.47"價格的45%。但小尺寸芯片會同時影響分辨率（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芯片對后者影響最大）。2）產業規模效應和集聚效應，及核心零部件的國產化替代。3）增加藍光比重，降低紅綠光比例。2、中游核心部件競爭格局。中游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。近年來國內企業在激光光學引擎、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、下游整機應用。激光行業的下游主要包括：激光電視、激光微投、激光商教投影儀、激光工程投影儀、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純激光技術為主，主打定焦為75-84尺寸電視。峰米主要以ALPD技術為主，激光電視的產品線相對均衡。這兩個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外專利共1439項，授權575項，全球第一。光峰科技則在激光熒光技術專利數量上保持全球領先。2）、智能微投從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格偏高，還沒能成為智能微投的主流。從智能微投的競爭格局來看，極米和堅果處在第一集團，小米、峰米、當貝等處在第二集團。智能微投的競爭格局還沒有達到寡頭壟斷階段，競爭格局還沒有完全穩定。3）、激光商教投影儀2021年Q1索諾克（光峰合資品牌）和光峰合計市占率35%，鴻合21%，兩者處于第一集團。希沃、NEC、愛普生等品牌處于第二集團，市占率分別為12%、6%、6%。激光商教投影儀市場競爭和智能微投類似，頭部企業的市占率并沒有取得絕對優勢。4）、激光工程投影儀激光工程投影儀主要由外資主導，愛普生和索尼是絕對龍頭，兩者合計市占率接近一半。光峰和索諾克（光峰合資企業）市占率9.7%，處于第二集團。激光工程投影儀市場競爭格局類似于寡頭壟斷。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，處于相對壟斷地位。三、激光顯示行業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過。我個人認為激光顯示能預見的未來最大兩個應用場景是激光電視和車載投影。主要邏輯是這兩個行業的體量都非常巨大。1、激光電視行業空間測算。電視是重要的生活場景，對人們的生活質量影響非常大。電視市場的行業體量空間也非常大。2020年中國彩電銷量4600萬臺，銷售額1209億元，而智能微投銷量為370萬臺。根據奧維云網數據，2015年至2020年，激光電視市場的復合增長率達213.8%，成為增長最快的新物種。當前激光電視的價格普遍較高，一般都在一萬元以上。未來隨著核心零部件的國產化加速，如果激光電視的價格能降低到8000元甚至6000元，則將會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20萬臺左右。從下面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54寸。隨著電視機尺寸越來越大，五年以后平均尺寸將達到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7000元計算，則市場規模至少為0.46*10%*7000*0.6=200億，樂觀情況下可以達到800億。未來五年智能微投和激光電視的界限能否逐步模糊，主要還是取決于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光源為主）的市場，則激光電視市場的規模將會進一步擴大。激光電視未來幾年有可能是一個千億賽道（現在僅僅40億）。當然，這里有兩個重要假設前提：一是激光電視的成本要能快速下降，而傳統液晶電視價格沒有大幅下降，這樣激光電視會對傳統液晶電視形成價格優勢。二是激光電視的芯片產能有保障，供應鏈不出問題。目前TI（德州儀器）是激光電視的核心零部件DMD芯片的唯一供應商。2、車載投影行業空間測算。汽車是人們生活中最重要的交通工具之一。2020年汽車銷量2531萬輛，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1743萬輛。按照車載投影儀滲透率10%-30%，均價5000元計算，則市場規模為0.1743*0.1*4000=87億，樂觀情況下規模為261億。目前極米科技與小鵬汽車，華為和光峰都在車載投影上開始合作。2022年以后產業化有可能會加速。3、工程商教等行業空間。工程商教類行業的天花板并不高，行業增長空間相對有限。預計到2025年這類激光投影儀的銷售金額在100億左右。4、長遠來看，由于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，基于激光投影顯示的AR增強現實技術在娛樂、軍事國防、室內設計、房產開發、工業仿真等領域有著廣泛的應用。IDC預計，2020年全球ARVR市場相關支出規模將達到188億美元，其中國內ARVR的市場規模達到57.6億美元，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、體積更小，除了在超高亮度的應用場景下具有無可替代的優勢外，在對體積和效率有嚴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勢，很有可能成為下一代以AR為代表的移動顯示技術的核心技術，具有巨大的市場潛力。目前這個領域還處在技術開發階段。四、激光顯示行業發展過程中面臨的問題（風險）。1、核心零部件的供給是短板。前面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。德州儀器的DMD芯片只占到其營收的很小一部分，這么多年芯片的性能提升一直比較緩慢，疫情期間芯片產能也受到了很大的影響，行業的發展也受到諸多的限制。如果中美關系繼續惡化，不排除會對中國斷供，這將是該行業最大的一個風險。目前國產的LCOS芯片只要是慧新辰在做，無論是芯片的性能還是良率都與TI的DMD芯片存在比較大的差距。短期如果這塊短板不補齊，行業將一直面臨巨大的斷供風險。2、激光核心零部件降成本可能不及預期我們分析激光電視的發展空間的時候，很重要的一個假設前提是其成本能快速下降，否則很難實現對傳統電視機的替代。$光峰科技(SH688007)$$極米科技(SH688696)$$海信視像(SH600060)$xz以上內容由"雪球"上傳發布查看原文一起剪一起剪ZAKER旗下免費視頻剪輯工具 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