2025年豪威集团公司研究报告:非手机业务正在起势,龙头成长动能已然切换

  • 来源:国盛证券
  • 发布时间:2025/12/31
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豪威集团公司研究报告:非手机业务正在起势,龙头成长动能已然切换。近期受存储涨价影响,消费电子产业链普遍回调较多,聚焦豪威公司本身,我们认为市场过于悲观,究其原因还是在于市场对豪威的认知仍然将其定位为一家纯正的手机CIS芯片供应商,然而回归本质,我们看到从今年开始,豪威的业务结构正在悄然发生变化:汽车CIS:25年收入有望超越手机,中高端市场地位稳固。首先是汽车业务,我们认为今年汽车CIS收入便有望超越手机CIS,2024、2025H1汽车CIS收入分别达到59.1亿元(yoy+30%)、37.9亿元(yoy+30%),我们预计2025全年收入有望迈过80亿元大关。虽然自年初智驾推进以来,产业发...

一、非手机业务正在起势,龙头成长动能已然切换

1.1 营收&扣非归母持续新高,利润率稳健向上

25Q3 营收再创历史新高。公司 25Q1-Q3 实现营收 217.8 亿元,yoy+15.2%;实现归母 净利 32.1 亿元,yoy+35.1%;实现扣非归母净利 30.6 亿元,yoy+33.5%。单季度来看, 25Q3实现营收 78.3亿元,yoy+14.8%,qoq+4.6%;实现归母净利11.8亿元,yoy+17.3%, qoq+1.8%;实现扣非归母净利 11.1 亿元,yoy+20.4%,qoq+0.5%。我们看到,公司 25Q3 营收再次创下历史新高,主要得益于公司 CIS 产品在智驾、全景、运动相机等领域 的持续渗透,市占率稳步提升。

25Q3 利润率保持稳定,扣非归母净利创下历史新高。盈利能力方面,25Q3 毛利率达到 30.3%,yoy-0.1pct,qoq+0.3pct,毛利率基本保持稳定,我们认为手机 CIS 高端新料号 有望从 25H2 开始陆续放量,因此毛利率仍有较大提升空间;25Q3 净利率达到 15.1%, yoy+0.3pct,qoq-0.4pct,25Q3销售/管理/研发费用分别环比增长了2.5%/7.9%/4.1%, 因此净利率波动仍在正常范围内。此外,公司 25Q3 归母净利 11.8 亿元虽然离历史高点 (22Q2 13.7 亿元)还有一定距离,但扣非归母净利 11.1 亿元已经超越历史前高(25Q2 11.0 亿元)创下新纪录,表明公司的盈利质量已经达到新的高度。

1.2 汽车&手机夯实基本盘,新兴业务贡献新动能

汽车 CIS:打入英伟达供应链,中高端市场地位稳固。汽车 CIS25H1 方面, 实现营收 37.9 亿元,yoy+30.0%,占比 37%接近手机业务。目前公司已进入英伟达供应链,成为 NVIDIA DRIVE AGX Thor 生态核心合作伙伴。此外根据豪威集团公众号,公司新一代 8MP 高端 CIS OX08D20 已于 2025.10.7 发布,作为 OX08D10 的升级版本,专为高级驾 驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶(AD)中的汽车外部摄像头设计,OX08D20 不仅具备 OX08D10 的所有优势,还新增了以下特性: 1)与 Mobileye 合作开发的创新拍摄方案,可显著减少(行驶过程中)近处物体的运动 模糊,并提升暗态性能。 2)帧率提升至 60 帧/秒,支持摄像头双用途 。3)升级网络安全功能,符合最新行业标准 MIPI CSE 2.0 除行业领先的暗态性能外,OX08D20 传感器还具备低功耗优势,并采用 a-CSP 封装,尺 寸比同类外部传感器减少 50%。该传感器已于 2025 年 11 月出样,预计 2026Q4 投入量 产。当前智驾产业趋势稳步向上,公司作为全球龙头已经牢牢把握中高端市场领先优势, 我们认为随着 2026 年国内及海外车企的陆续拉货,公司汽车业务将领先行业平均速度 持续成长。

手机 CIS:产品换挡短暂降速,新品频出接力成长。手机 CIS 方面,25H1 实现营收 39.2 亿元,yoy-19.5%,占比 38%。手机业务同比下滑主因 OV50H 等产品型号已近生命周 期尾声,产品需求逐步收敛,但公司 50MP 一英寸 CIS OV50X 已于近期实现量产交付, 2 亿像素 CIS 也已获得客户验证导入,同时公司将陆续推出 50MP 0.6um-1.6um 不同规 格的新产品以期在主摄、长焦、超广角等多个料号全面扩大市场份额。 根据豪威集团公众号,公司 OV50R 已于 2025.9.26 发布,拥有 5000 万像素,像素尺寸达 到 1.2µm,专为智能手机、运动相机、vlog 相机、便携相机等高端消费电子产品打造, 将于 26Q1 投入量产。OV50R 作为业界领先的图像传感器,采用 1/1.3 英寸光学格式, 专为高端主摄设计,支持 4K 三通道 HDR 以及 60 帧/秒的高帧率。与上一代 1.2µm LOFIC OV50K 相比,全新的 TheiaCel 传感器 OV50R 功耗降低了约 20%,在确保系统稳定性的 同时,有效延长 HDR 视频拍摄时长。

新兴业务:影像设备全面渗透,AI 眼镜未来可期。新兴市场 CIS 方面,25H1 实现营收 11.7 亿元,yoy+249.4%,占比 11%。首先在市场规模高速成长的全景相机、运动相机 领域,公司图像传感器作为影像捕获核心部件,凭借高像素、高分辨率、宽动态范围、 出色的低光性能与低功耗等优势,即使在高速运动场景下仍可提供清晰、稳定、流畅的 画面,为全景及运动相机的成像质量与稳定性提供关键支撑。 梳理下游两大品牌龙头大疆和影石的产品序列,我们可以看到豪威 CIS 的身影频繁可见: 1)2024.9.19:大疆 Osmo Action 5 Pro 运动相机发布,传感器升级成 1/1.3 英寸的豪威 OV50H 。2)2024.10.22:影石 Insta360 Ace Pro 2 运动相机发布,传感器同样升级成 1/1.3 英寸、 5000 万像素的豪威 OV50H。 3)2025.7.31:大疆 Osmo 360 全景相机发布,搭载 2 颗豪威的 1/1.1 英寸、6400 万像 素的正方形传感器 。4)2025.9.23:大疆 Osmo Nano 穿戴相机发布,同样搭载豪威的 1/1.3 英寸 OV50H。

其次在 AI 眼镜领域,公司推出的图像传感器,实现了 CIS 中集成 NPU 的技术路径,通 过将感知与 AI 计算在芯片级紧密融合,为解决智能眼镜在实时性、功耗、隐私和体积等 方面的核心挑战提供了非常理想的解决方案。最后在机器视觉领域,公司在 2024 年成 立机器视觉部门,依托 Nyxel、BSI 和全局快门(Global Shutter)等核心技术,推出多款 创新视觉解决方案,满足客户多样化需求,并获得市场高度认可。

LCOS 全产业链布局十余年,静待下游需求爆发。此外值得关注的是,早在 2010 年,豪 威便通过收购全球前三的 LCOS 设计公司 Aurora 进军 LCOS 产业,2011 年开始在上海 松江建立生产基地,2014 年成功实现量产,2016 年通过车规认证,到 2023 年已经建立 起全球第一条全自动 12 英寸无机配向(VAN)生产线。通过持续的研发投入和创新,豪 威已经完成从 LCOS 芯片设计研发到生产的全产业链布局,一举成为 LCOS 产业的全球 技术领导者和最大产能制造基地。

豪威的 LCOS 产品采用特有的一体化驱动设计,具有体积小、像素密度大、像素间距窄、 功耗低和显示效果好等特点,正在多个新兴领域展现出应用潜力: 1)AR/XR/MR 眼镜领域:2023 年发布全球最小、最低功耗 LCOS 单芯片集成的 0.14 英 寸模组;此外,豪威集团的 LCOS 产品获得头戴式智能眼镜设备行业龙头公司的量产导 入,加速尖端 XR 技术的创新和部署。 2)汽车电子 AR HUD 和微型投影领域:2022 年公司的 AR HUD 模组通过了车规级认证。 LCOS 作为反射式投影技术,表现出了更好的透光率及更高的耐热性,能保证更好的性能 从而也能更好地保护驾驶员的安全。目前公司 LCOS 产品已在汽车 AR-HUD 方案中实现 量产交付。 3)全光通信传输网的波长选择开关(WSS):LCOS 技术方案在 AI 数据中心光电路交换 (OCS)中因其作为无机械运动部件的固态技术,具有独特的性能特点,通过施加不同 电压改变液晶分子排列方向,调制入射光相位,可像编程衍射光栅一样将光束偏转到指 定输出端口,可靠性和寿命优于 MEMS,成本更低。

二、影像设备:受众场景正在破圈,市场规模加速扩张

2.1 全景相机多领域渗透,国内市场快速成长

智能影像设备以运动相机、航拍无人机、全景相机等设备为代表。智能影像设备是指具 备计算处理能力的影像设备,系由传统影像设备演变而来,是传统影像设备与计算机技 术、数据处理技术、传感器技术、网络通信技术、电力电子技术等结合的产物,主要包 括航拍无人机、全景相机、运动相机、可穿戴摄影设备等。智能影像设备外观精致且便 于携带,以无人机、手机配件、组合拼装相机、眼镜、项链等非传统形态呈现,用户不 局限于手持拍摄,且无需掌握专业的摄影技术,即可通过智能影像设备的自动剪辑、快 速编辑处理功能,便捷地呈现精彩影像。

十五年峥嵘岁月,智能影像设备发展进入快车道。随着计算机网络技术、智能控制技术 等信息技术的不断发展,智能化的概念开始逐渐渗透到影像设备行业,以运动相机、航 拍无人机、全景相机等设备为代表的智能影像设备行业开始快速发展。2010 年,GoPro Hero HD 摄像机问世,实现用极小的机身完成 1080P 视频拍摄,运动相机开始受到广泛 关注和规模化生产;2014 年,大疆推出第一代消费级航拍无人机 Phantom 2 Vision,消 费级航拍无人机逐渐形成规模;2013 年,日本理光推出了第一款全景相机;从 2017 年 开始,Insta360 影石、三星、尼康等多个品牌纷纷推出全景相机,推动全景相机市场快 速发展。 从日常拍摄记录工具向高精影像设备转型,手持智能影像设备崛起。根据 Frost & Sullivan 的数据,随着自媒体的兴起和手持影像设备的性能提升,近两年消费需求持续增长,全 球手持智能影像设备零售市场规模从 2017 年的 164.3 亿元攀升至 2023 年的 364.7 亿 元,年复合增长率(CAGR)达 14.3%,预计到 2027 年规模将进一步扩大至 592.0 亿元, 2023-2027E 年的 CAGR 或达 12.9%;2023 年,全球手持智能影像设备出货量达到 4657 万台,2017-2023 年 CAGR 达 20.8%。预计 2027 年其出货量将达到 7223.3 万台,2023- 2027 年的 CAGR 或达 11.6%。

产业链上游集中海外,国产新兴科技品牌接过中游接力棒。手持智能影像设备产业链上 游核心零部件供应以海外供应商为主导,涵盖芯片、镜头模组、结构件、连接器、包材 及电池等关键环节,其中 CMOS 图像传感器和 DSP 处理芯片等核心技术仍主要依赖欧美 及日韩企业,而光学镜头领域已实现完全的国产化替代。中游环节则见证了显著的产业 转移,国内新兴科技品牌凭借消费电子领域的技术积累,逐步终结了欧美日企业的传统 垄断地位,特别是在全景拍摄技术领域,国内企业已建立起技术优势并持续扩大市场份 额。产业链下游应用场景呈现多元化特征,既包括个人消费市场,也覆盖智能安防、影 视媒体等企业级客户。

全景相机广受消费者关注,市场规模持续扩大。2015 年,日本理光推出全球首款 360° 全景相机,全景相机市场正式开启。因其具有捕捉视角全面、创意多变且内容适配于手 机等各类终端设备等特点,全景相机受到越来越多消费者的关注。根据 Frost & Sullivan 的数据,2023 年全球全景相机市场规模达到 50.3 亿元,同比增长 21.79%,2017-2023 年 CAGR 达 12.3%,2027 年预计将达到 78.5 亿元。2023 年,全球全景相机出货量为 196.0 万台,2017-2023 年 CAGR 达 14.2%,预计 2027 年将达到 316 万台。随着全景 相机在户外运动、远程医疗、智慧城市等专业领域的持续渗透,其市场规模有望实现进 一步扩张。

欧美系主要消费市场,中国市场规模快速扩张。根据 Frost & Sullivan 数据,2023 年全 景相机在北美市场的销售份额占比最大,亚洲市场紧随其后位列第二。中国市场呈现快 速增长态势,其市场份额已达到约 21%左右。从消费市场来看,欧美市场合计贡献了全 球一半左右的出货量。2017-2023 年中国全景相机市场规模 CAGR 高达 23.4%,出货量 CAGR达25%,位居全球首位,未来中国全景相机出货量规模将继续快速上涨,预计 2023- 2027E 年复合增长率可达到 27.1%。

全景相机渗透多领域。全景相机可应用于日常拍摄与分享、新闻播报、赛事直播、影视内容 制作、游戏内容制作等领域: 1)日常拍摄与分享:近年来,短视频拍摄及分享日益普及,用户内容创作热情不断提高。根 据艾媒咨询的数据,中国短视频行业市场规模从 2018 年的 467.10 亿元增长到 2022 年的 3765.2 亿元。全景相机作为创新型视频拍摄工具,能够拍摄全景视频并实现智能剪辑和社交 平台轻松分享的便捷,将受到广大短视频爱好者的喜爱,短视频行业的快速增长亦将进一步 推动全景相机市场的发展。 2)VR 直播:基于新生代消费需求的升级和互联网娱乐习惯的形成,在线直播成为人们日常 娱乐的一大主流。根据艾媒咨询的数据,2021 年中国在线直播行业用户规模达 6.35 亿人; 根据《中国网络视听发展研究报告(2024)》,2023 年我国短视频用户规模已达到 10.74 亿。 除娱乐直播外,VR 全景相机也逐渐被广泛应用于电视台节目及赛事直播中。在 2019 年新中 国成立 70 周年阅兵仪式直播中,CCTV 和新华社采用“Insta360 影石”的 VR 全景相机进行 了国庆阅兵首次 VR 全景直播;2020 年 2 月,影石创新携手 CCTV、中国电信和华为,采用 “Insta360 影石”的专业 VR 全景相机对武汉雷神山医院建设现场进行了 VR 全景直播…… 通过 VR 全景相机生成的 VR 影像在 5G 传输速度下,能为观看者营造身临其境的现场感。未 来 5G 与 VR 技术的融合发展将为全景相机等智能影像设备提供更大的发展空间。 3)VR 视觉输入设备:根据艾媒咨询的数据,2023 年中国 VR 市场规模达 1126.0 亿元, 预计 2028 年可达到 2125.9 亿元。随着 VR 技术的逐渐成熟,市场规模将不断扩大。根 据 Fortune Business Insights 的数据,2023 年全球虚拟现实市场规模为 251.1 亿美元, 预计 2032 年将达到 2448.4 亿美元。近年来,随着全景影像和相关技术的不断发展,全 景技术也开始由全景相机不断渗透应用于运动相机、航拍无人机、VR、安防、教育培训、 影视制作、智慧交通、房地产等各个行业。由全景技术带来的全空间信息采集特性,不 仅为当下 VR 领域提供大量素材和内容,是 VR 行业的重要推动力,也将是未来在各产业 实现人机信息交互的最佳媒介。

2.2 运动相机户外高热度,国产品牌正在崛起

户外运动热度大,推动运动相机市场规模持续增长。随着户外运动参与者数量的增加以 及社交网络视频分享的普及,消费者对视频拍摄的需求持续提升,这一趋势显著推动了 运动相机市场的规模扩张。Frost & Sullivan 数据显示,全球运动相机零售市场规模从 2017 年的 139.3 亿元增长至 2023 年的 314.4 亿元,2017-2023 年 CAGR 达到 14.5%, 预计到2027年市场规模将进一步扩大至513.5亿元,2023-2027 年CAGR预计为13.0%。 与此同时,全球运动相机出货量呈现更快速的增长态势,从 2017 年的 1410.5 万台跃升 至 2023 年的 4461.0 万台,CAGR 达 21.2%,预计 2027 年出货量将达到 6907.3 万台。

目前北美市场需求最旺盛,中国市场需求高速增长。受各地区运动文化和生活方式差异 影响,全球运动相机市场呈现明显的区域分化特征。目前北美市场占据主导地位,贡献 全球市场一半的份额,欧洲市场紧随其后。Frost & Sullivan 数据显示,2023 年北美地区 运动相机出货量达 1875.7 万台,欧洲市场为 1422.9 万台;预计到 2027 年,北美市场 规模将达 205.7 亿元,欧洲市场达 151.1 亿元。中国市场近年来呈现爆发式增长,2017- 2023 年运动相机零售市场规模 CAGR 达 41%((全球体体 CAGR 为 14.5%),出货量 CAGR 达 45.4%(全球体体 CAGR 为 21.2%),增速显著高于全球平均水平。展望未来,中国 市场有望保持强劲增长态势,据 Frost & Sullivan 预计,到 2027 年市场规模将达到 44.5 亿元,2023-2027 年市场规模 CAGR 预计为 26.1%,出货量 CAGR 预计为 17.9%。

市场发展稳健,高端市场国产品牌份额逐步提升。全球运动相机市场保持稳定增长,在 高端领域,以 Insta360、大疆创新、AKASO(塞纳)为代表的中国品牌正凭借技术优势 逐步实现对 GoPro 等欧美产品的替代。Frost & Sullivan 数据显示,按销售额计算,全球 主要运动相机品牌包括 GoPro、影石 Insta360、DJI、深圳塞纳、sjcam 和 EKEN 等企业, 其中前五大品牌合计占据约 74%的市场份额。2024 年,GoPro 以 8.01 亿美元的销售额 继续领跑市场,但自 2022 年第三季度至 2025 年第一季度,该公司已连续 11 个季度出 现收入下滑,主要受限于产品线单一化问题。2023 年,影石 Insta360 在全球运动相机 品牌中排名第二,展现出强劲的市场竞争力。

运动相机应用领域宽泛。运动相机可应用于户外运动、极限运动、消费者日常生活、真人秀 节目拍摄、赛事直播等领域: 1)记录户外运动:运动相机防抖性能较好,视角范围宽阔,且具有强抗震、防水、防尘、耐 热、耐摔等性能,故在户外运动场景的影像记录通常使用运动相机进行。近年来中国户外运 动的人数不断增加,对运动体验记录和分享的需求也在不断增加,这种增长的趋势成为拉动 运动相机市场规模增长的动力。根据中国登山协会的数据,2018 年中国泛户外运动人数达 1.45 亿人,占运动人数的 33%。根据 Frost & Sullivan 数据,2023 年全球户外运动爱好者人 数 12.2 亿人,2017-2023 年年复合增长率达 19.4%。随着各国政府越来越重视国民健康政 策和教育,根据预测全球户外运动爱好者人数将持续增长,到 2027 年,预测人数将达到 17.7 亿人。 2)电视台节目制作与直播:由于运动相机的小巧、便于携带、防抖防水等多种功能,越来越 多的电视台在拍摄综艺节目、纪录片或者赛事直播会选择使用运动相机进行拍摄。例如中国 多档真人秀综艺节目、美国 CBS 电视台、国家地理频道已在节目制作时使用运动相机进行全 程拍摄。随着运动相机各方面性能的提高,其在电视台节目制作或直播中的适用范围将更广 泛。

三、LCoS:破局 AI 眼镜全彩显示,OCS 应用前景可期

3.1 Meta Display 确立新标杆,夸克入局再添新军

Meta Connect 会议正式发布 5 款核心硬件新品,包括 1 款 Meta 首发的 AR 眼镜、3 款 无显示的 AI 眼镜,以及 1 款基于 SEMG 技术的肌电手环。 1)Meta Ray-Ban Display:首款 Meta AR 眼镜,其重量约 70 克,起售价 799 美元,将 于 9.30 发售。该产品核心搭载了高通骁龙 AR1 Gen 1 芯片组,首次在右眼增加了全彩 单目显示屏,采用豪威集团提供的 LCoS 单片全彩微显示屏与由 Lumus 授权、肖特(Schott) 制造的阵列光波导技术组合。这套光学方案提供了 20°视场角(FOV),其显示屏物理分 辨率为 600×600 像素,像素密度(PPD)为 42,刷新率达 90Hz(内容刷新率 30Hz), 亮度范围在 30 至 5000 尼特之间,并支持根据环境紫外线强度自动开启显示,在提供清 晰图像的同时,其漏光率不到 2%,有效保障了用户隐私。 Meta 选择 LCoS((豪威供应 LCoS 全彩显示屏)+阵列光波导技术路线,该技术在实现 全彩显示、高分辨率、高对比度和控制体积方面更具优势,且技术成熟,成本更低。阵 列光波导的光效(>10%)远高于衍射光波导(<1%),能更好地匹配 LCoS 的亮度输出, 避免了衍射方案的“彩虹效应”和杂散光问题,并采用二维扩瞳技术以增大 eyebox 和视 场角。这套组合为实现全彩、高隐私性显示提供了当前的最优解。根据 TrendForce, Meta Ray-Ban Display Glasses 采用 LCoS 显示技术,预期将可带动 LCoS 显示产品的市 场占比于 2026 年上升至 13%。 体机由歌尔股份代工。眼镜默认配备变色镜片,单次充电续航最长可达 6 小时,配合便 携式充电盒可获得总计 30 小时的续航,并支持快充(放入充电盒 20 分钟可充至 50%电 量)。产品提供亮黑色和亮沙色两种配色,镜框有标准与加大两种尺寸,神经腕带提供三 种尺寸,并支持从-4.00 到+4.00 的度数定制。

2)新一代 Ray-Ban Meta:续航能力提升至上一代的两倍,单次充电可支持长达 8 小时 的连续使用。搭配的充电盒更能提供额外的 48 小时续航,并支持 20 分钟快充至 50%电 量的高效补能。在摄像方面,超广角 1200 万像素摄像头支持最高 3024×4032 像素照片 拍摄,视频录制支持 1200p 60 帧/秒、1440p 30 帧/秒及 3K 30 帧/秒三种模式(所有视 频最长录制时长均达三分钟),功能上,支持 Conversation Focus 新功能,会主动识别和 增强与对话人声频率;Live AI 模型相应增强。3)Oakley Meta Vanguard:与 Garmin 和 Strava 等健身平台集成;采用风镜式设计,其 中间有一颗摄像头,聚焦于骑行、跑步、滑雪等运动场景,软硬件均有较大幅度升级; 摄像头 1200 万像素,支持 3K 视频录制,视野达到 122°。 4)Meta VR:推出了 AI 世界生成工具 Meta Horizon Studio,可自动生成游戏世界的纹 理与音效,并配备 AI 助手以降低创作门槛;同时发布了由内部多年开发的新引擎 Meta Horizon Engine,其目标为取代 Unity,具备更快速度、更优加载表现和更强图形效果。 大会还推出了早期访问版 3D 扫描工具 Hypersafe Capture,支持在数分钟内扫描真实空 间并融入虚拟环境。此外,面向 Horizon OS 的 Horizon TV 影视中心宣布将引入更多 2D 流媒体资源,进一步丰富内容生态。

11 月 27 日,阿里巴巴在北京正式发布了其重磅 AI 智能硬件新品夸克 AI 眼镜 S1。其 搭载了由阿里最强模型千问和夸克 AI 能力支撑的“夸克同学”AI 助手。总体来看,夸克 AI 眼镜 S1 最核心的定位有三个,分别为: 1)随身超级助理; 2)全天候多场景可用的智能终端 ;3)美观舒适。 在发布会中,阿里巴巴集团副总裁、阿里智能信息事业群总裁吴嘉进一步宣布了阿里对 AI 眼镜的三个关键思考和判断,即 1)AI 眼镜会真正开启 AI 时代的人机交互革命;2) AI 眼镜+AI 创作会成为未来创作的主流形态;3)舒适美观、可全天候佩戴是 AI 眼镜的 必备素质。在吴嘉看来,夸克 AI 眼镜就是当下市面上最好的 AI 眼镜,是因为选择夸克 AI 眼镜不仅是选择了其外表及硬件,更是选择了阿里巴巴千问大模型和背后阿里的体个 生态。从功能上来看,夸克 AI 眼镜 S1 支持导航、支付、识价、问周边、音乐、AI 语音 问答、AI 图像问答、随身翻译、录音纪要等几乎市面上所有的热门功能。

阿里强大应用生态铸造卓越应用体验。目前阿里内部生态已经可以覆盖搜索、导航、支 付、商旅等垂使用场景。以高德地图为例,夸克 AI 眼镜 S1 深度定制了近眼导航系统和 打车信息显示,以及搜索周边餐厅、收藏位置等功能;联合支付宝,夸克 AI 眼镜则可实 现眼镜直接扫码支付等功能;联合淘宝,夸克 AI 眼镜可实现商品搜索比价;联合飞猪、 阿里商旅后则可定制 AI 眼镜出行信息提醒功能等功能。阿里的生态优势使夸克 AI 眼镜 S1 在软件应用体验方面成为了其最突出的特点之一。

高通 AR1+恒玄 BES2800 双芯架构兼顾不同场景性能需求。硬件方面,夸克 AI 眼镜 S1 采用了高通 AR1 旗舰芯片加恒玄 BES2800 芯片的双芯设计,兼顾不同场景对性能和 功耗的不同需求,搭配安卓加 RTOS 双系统,可以实现动态资源调度,一方面能提升重 载场景下的能效,另一方面可以降低待机场景下的功耗。高通 AR1 是混合现实设备的专 业级处理器,其具备强大的图形渲染能力与 AI 计算性能,可高效支撑复杂 AR 场景的实 时运算;而恒玄 BES2800 则是一颗低功耗语音交互与传感器融合协处理器,高度集成的 设计显著降低了功耗,同时提供了强大的应用处理能力,通过软硬件协同调度,实现性 能与续航的平衡。这种双芯片方案的采用,不仅保障了设备在多任务处理、AR 交互等场 景下的流畅体验,还保障了续航时间。

显示方面,夸克 AI 眼镜搭载了 JBD 单绿色 Micro-LED 光引擎与至格科技衍射光波导片 方案,采用了体积 0.15cc 的 Micro LED 单色光引擎,光波导采用了 1.8 高折玻璃轻薄衍 射波导,具备二维光栅和高通透的特点。其采用的双光机双目显示设计符合人眼双目视 觉习惯,首创合像距可调,显示远近可调节,并且亮度可达 4000nits,强光环境下仍能 清晰呈现导航箭头、翻译文本等关键信息。

3.2 OCS 全光交换空间广阔,LCoS 应用前景可期

AI 产业迅猛发展,光互连发展空间广阔。一方面,传统数据中心的光连接传输速率正经 历着快速的迭代升级:从 40G 到 400G 的升级周期大约为每 4 年速率翻倍,而自 2023 年被视为 AI 元年以来,传输速率迅速从 400G 跃升至 800G,并预示着未来将进一步迈 向 1.6T 和 3.2T 的速率,迭代周期已缩短至每 2 年翻倍。光互连技术凭借其独特的优势, 成为唯一能够满足数据中心复杂架构下带宽需求的互联方案。 另一方面,光模块与 XPU((如 GPU、TPU 等加速处理单元)的比例正持续扩大:以 GPT 系列为例,GPT-3 在由 1000 个 XPU 组成的集群上使用了约 2000 个光模块完成训练, XPU 与光模块的比例为 1:2;而 GPT-4 则在由 25000 个 XPU 组成的集群上使用了约 75000 个光模块进行训练,比例提升至 1:3。展望未来,由 100000 个 XPU 组成的集群 可能需要 500000 个光模块,比例达到 1:5;而对于由一百万个 XPU 组成的超大规模集 群,则可能对应一千万个光模块,比例高达 1:10。这一趋势清晰地表明,光学互连将在 未来迎来重要的增长契机,成为支撑 AI 等前沿技术发展的关键力量。

光路交换机(Optical Circuit Switch,简称 OCS)不同于传统交换机,可直接进行光 路交换,无需做光电转换。OCS 的设计理念是光纤信号进入交换机后,不再进行光电转 换,而是通过光信号的波分复用、交叉连接等进行转发等操作,光电转换在服务器端进 行;同时配合 3D 环状的网络拓扑结构,OCS 有效降低了通信硬件成本和功耗。光交换 的主要性能指标包括:切换速度、插入损耗、回波损耗、耐用性和可靠性等。 谷歌内部项目 Apollo,在其数据中心大范围部署 MEMS 型 OCS 替换 EPS,带来了数 据中心网络架构的重大变革。图表 41 中左图是传统的数据中心网络结构图,即 spineleaf 结构,其中 Spine 层主要是电网络交换机(electronic packet switch,简称 EPS), SP 与每一个 AB 相连;AB((aggregation block)层为汇聚层,与 TOR 交换机相连。传统 架构中信号经过 Spine 层会涉及到电信号与光信号的多次转换,每一个数据包的信号处 理,都会带来非常大的功耗开销,并且增加了数据的延迟。由于网络数据量的剧增,每 隔两三年,Spine 层都需要进行一次升级,带来了巨大的成本开销。右图为谷歌 Apollo 项 目,直接将 SP 层的 EPS 替换为 OCS,主要是为了降低功耗与成本。

Google 的 OCS 称为 Palomar,其内部结构如图表 42 所示,输入输出为两个光纤准直器 阵列(fiber collimator array),光纤准直器包括光纤阵列和微透镜阵列,输入输出均为 136 个通道。光通过光纤进入到 OCS 系统后,先后经过两个 2D 的 MEMS 阵列。每个 MEMS 阵列含有 136 个平面镜,用于精确调节光的传播方向。信号光的传播方向为图表 42 中的绿线,此外系统中还包含两个监控通道,对应图表 42 中的红色粗线。监控通道 使用 850nm 波长的光,经过 MEMS 反射后进入到监控相机处。通过图像处理来反馈控 制 MEMS 阵列,优化链路插损。

相比于 EPS,OCS 带来了数据中心网络结构的革新,其主要特征有: 1)可配置的网络拓扑结构:根据实际网络中的数据量,灵活地选择数据链路。以图表 44 为例,A、B 和 C 节点都有 500 个端口,AB 间的模块速率为 200Gbps,AC 和 BC 间的模 块速率为 100Gbps。如果按照传统的网络结构配置,两个节点之间分别有 250 个链路, 因此 AB 间的最大数据量为 50T,AC 和 BC 的最大数据量为 25T。但是实际需求为 AB 间 的数据量为 55T,传统网络配置无法完成该需求。如果采用 OCS,可以动态地调体节点 间链路的数量,AB 的链路数调体为 300,而 AC 和 BC 的链路数调体为 200,此时 AB 间 的最大数据量为 60T,可以满足需求。AC 之间的数据一部分通过节点 B 进行传输。2)灵活的网络拓展与升级:如图表 45、46 所示,采用 OCS,数据中心网络可以灵活地 进行网络拓展,与原有的节点形成互联,而不影响业务。当网络中部署更高速率的光模 块和交换机时,原有的低速器件可以继续使用,降低一部分成本。

OCS 也被部署到谷歌 TPU v4 集群中,其拓扑灵活性和部署优势显著缩短了大型语言模 型的训练时间。从图表 47 可以看到,64 个 TPU 芯片形成一个 cube,每个面有 16 条链 路,每个块总共有 96 条光链路连接到 OCSes。为了提供 3D 环面的环绕链路,这些链路 上的对立的双方必须连接到同一个 OCS,因此,最外侧六个面上的 TPU 与 48 个 OCSes 相连((6×16÷2=48 OCSes)。Palomar OCS 为 136×136 规格(128 个端口,外加 8 个用 于链路测试和维修的备用端口),内部的 TPU 之间通过电缆连接,从而实现 4096 个 TPU v4 芯片的预期总数,形成一个大型的超算系统。

2025 年 7 月,开放计算项目基金会(OCP)宣布成立新的光路交换(OCS)子项目。 OCS 子项目将促进开放式 OCS 技术的协作,以满足人工智能等数据密集型应用日益增长 的高带宽、低延迟和高能效连接需求,成员包括 iPronics、Lumentum、Coherent、谷歌、 Lumotive、微软、nEye、NVIDIA、Oriole Networks 和 POLATIS(HUBER+SUHNER)。

波长选择开关(WSS)是现代可重构光分插复用器(ROADMs)中的关键组件,用于密 集波分复用(DWDM)网络。两种主要技术主导着 WSS 的实现:硅基液晶(LCoS)和 微机电系统(MEMS)。随着光网络不断发展,以适应更高的数据速率和更灵活的服务配 置,LCoS 和 MEMS 技术将在塑造基于 WSS 的光交换的未来方面发挥关键作用。 1)硅基液晶(LCoS)技术:采用反射式空间光调制器((SLM),其中液晶单元基于电信 号调制光相位,这实现了无需机械运动的动态波长控制和光束控制。LCoS 的纯相位调制 可实现精确且连续的可调谐性,使其非常适合需要动态调体带宽分配的灵活网格架构。 然而,由于液晶的偏振依赖性,需要额外的偏振分集光学元件来确保所有信号的性能一 致性。 2)微机电系统(MEMS)技术:利用微镜将光信号物理重定向到不同的输出端口,微镜 可以向多个方向倾斜,从而精确控制波长路由。MEMS 系统固有的低插入损耗和高光学 效率使其在需要高功率预算和最小信号衰减的应用中非常有效。然而,由于 MEMS 依赖 于机械运动,因此长期使用可能会出现轻微但明显的磨损,尤其是在需要频繁切换操作 的系统中。

在性能、可扩展性和成本方面,基于 LCoS 和 MEMS 的 WSS 技术均具有独特的优势, 可满足不同的光网络需求。体体来看,基于 LCoS 的 WSS 具有卓越的光谱灵活性、更高 的可扩展性以及对灵活网格架构的适应性,但成本和插入损耗也更高;相比之下,基于 MEMS 的 WSS 则具有低插入损耗、快速切换和成本效益的优势,使其成为对延迟敏感且 注重预算的应用的理想选择。 1)基于 LCoS 的 WSS 能够提供高度灵活且精细的波长选择,因为它可以在像素级控制 相位调制,这使得任意的光谱体形和信道带宽的动态重构成为可能,使其成为灵活网格 DWDM 网络的理想选择;相比之下,基于 MEMS 的 WSS 依赖于具有预定义滤波器形状 的固定通带,这使其对动态频谱分配的适应性较差,但适合标准的固定网格网络。 2)在插入损耗和光学性能方面:基于 LCoS 的 WSS 通常会因衍射效应和偏振敏感性而 表现出更高的插入损耗,需要额外的偏振分集光学元件;基于 MEMS 的 WSS 插入损耗 和偏振相关损耗(PDL)较低,因为它主要依赖于直接反射,且光路复杂度极低。3)切换速度方面:基于 LCoS 的 WSS 由于液晶切换动力学,响应时间在毫秒级,但由 于它没有活动部件,因此具有出色的长期可靠性;相比之下,基于 MEMS 的 WSS 的切 换速度更快,在微秒级,因此非常适合对延迟敏感的应用,尽管其机械部件可能会带来 潜在的长期磨损问题。在需要快速重新配置光路的网络应用中,例如动态光网络,MEMS 技术可能因其较低的延迟而具有性能优势。 4)可扩展性是基于 LCoS 的 WSS 的强大优势,凭借其二维光束控制能力,它可以支持 更多端口,并轻松扩展到高阶 ROADM;基于 MEMS 的 WSS 虽然适用于中等端口数,但 由于微镜阵列的物理尺寸而受到限制,这使得高端口数的实现更具挑战性。LCoS 技术中 基于像素的控制允许更精细的光谱调谐分辨率,随着网络向更灵活的网格范式发展,这 一点变得越来越重要。相比之下,基于 MEMS 的 WSS 在固定网格配置中具有良好的扩 展性,但在端口数较多的高度网格化架构中会遇到实际限制。 5)成本和复杂性方面,基于 LCoS 的 WSS 由于需要复杂的控制电子器件和偏振管理, 初始成本较高,其运行依赖软件进行光束控制和波长控制,LCoS 运行所需的高级数字信 号处理((DSP)虽然也提供了广泛的可配置性,但也增加了另一层复杂性;基于 MEMS 的 WSS 受益于成熟的 MEMS 制造工艺,单位制造成本较低,其更简单的硬件设计也有可能 降低体体系统成本,尤其是在光谱灵活性并非主要要求的部署中。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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