元宇宙行业专题研究元宇宙投资,半导体先行

(报告出品方/作者:华泰证券,黄乐平)

1元宇宙投资,半导体先行

我们认为,一个技术成熟、稳定运转的元宇宙仍需要5-10年的软硬件基础设施建设。人们理想中的元宇宙指一个脱胎于现实世界,又与现实世界平行、相互影响,且始终在线的虚拟世界,能够为用户提供沉浸式娱乐体验和内容社区综合体。当前我们仍然处于元宇宙的概念期,离这样的设想仍然十分遥远。想要建成这样一个成熟的虚拟世界仍然需要持续的5-10年的基础设施建设。

基础设施建设主要聚焦于互操作系统、价值结算系统、信息基础设施、内容生产系统四个方向。我们认为元宇宙世界将由包括应用、治理、身份、激励的一系列要素构成,而这些要素都需要建立于基础设施上,未来主要建设方向包括互操作系统(ARVR终端)、价值结算系统(区块链)、信息基础设施(数据中心、云计算、通信光模块、边缘计算)、内容生产系统(游戏引擎等)四个方向。

4G时代设备商、手机终端等板块建设率先进行。回顾4G时代,从产业链角度看,历史上板块发展顺序依次为设备商(华为、爱立信、中兴、诺基亚),手机终端(华为、苹果),电信服务(中国通信、中国联通)与移动互联网应用(腾讯、阿里巴巴、京东、百度)。

半导体需求随4G普及持续扩张。引领生活方式发生改变的是科技硬件的持续创新和随之而来的半导体需求的不断扩张。过去五年,随着4G的普及,移动互联网平台的成熟,以及5G+AI的不断渗透,无线通讯与计算机领域半导体销售额持续大幅增长。根据IDC,年全球半导体行业销售额约3,亿美元,年达5,亿美元,CAGR为9%。

类比4G时代,我们认为元宇宙相关硬件基础设施如引擎和芯片、VRAR终端发展也将率先开始,带来半导体需求的继续扩张。类比4G时代,我们认为元宇宙产业链板块的发展顺序将会为软硬件设备商(英伟达,高通,Epic,Unity),VRAR终端(苹果,Meta),元宇宙平台(微软,字节跳动,Meta,腾讯),以及元宇宙应用(微软,腾讯,Keep,Meta等)。硬件基础设施和VRAR终端的率先铺开将显著带动半导体需求,根据我们测算,-年间,全球半导体市场仍会维持5%左右的复合增速。

具体来看,元宇宙对计算/近眼显示/人机交互/通信四个方向提出了全新的需求。我们认为元宇宙的底层核心技术包括AI/区块链/通信技术/硬件接口。随着各类技术的持续投入和元宇宙应用拓展,从信息硬件基础设施角度来看,分别对高新能计算/近眼显示/人机交互/通信四个方向提出了全新的需求:需要高性能计算作为底层基础设施支撑生产出高质量的虚拟内容,需要的高带宽、灵活调度的通信能力支持内容高速率低时延的传输,需要多样化的传感器为人机交互和内容生产提供海量数据,需要高性能的近眼现实屏幕提供更具有沉浸感的体验。

对应微处理器、无线通讯芯片、传感器、显示相关半导体投资机会。与4G/5G/AI时代一致,元宇宙终端需求的升级也将带动半导体应用的扩张,显示、微处理器、无线通讯芯片、传感器等行业国内外厂商都将迎来成长机会。

方向1:元宇宙有望大幅提升AI、图像渲染、区块链需求

在深度学习理论等算法,大数据,以及GPU等新芯片架构的发展的推动下,过去几年高性能计算实现质的飞越。而元宇宙虚拟和现实的创作和体验也需要高性能计算作为底层基础设施支撑。元宇宙推动下,数据中心作为计算和存储的重要硬件设施将有望保持10%以上增速,打破周期性波动。算力需求推动AI芯片市场持续扩大,国内创业公司有望打破国际大厂垄断迎来机遇。游戏作为最接近元宇宙的应用形态,有望通过云游戏的方式将本地渲染搬移到云端,降低对终端硬件设备算力的要求,将端游体验推向手游。而我们认为,云游戏将是一个突破口,未来更多应用的出现都将带来算力上的庞大需求,从而在形态上相较过去有新的变化。此外,随着元宇宙、NFT、Web3.0的繁荣,区块链技术被广泛应用,将会促使IPFS带动存储需求,从而带来SSD相关的存储需求。

高性能计算趋势(HPC):数据膨胀,算力、算法迭代更新速度加快

根据OpenAI测算,自年以来,全球头部AI模型训练算力需求3、4个月翻一番,每年头部训练模型所需算力增长幅度高达10倍。算力革命超越摩尔定律,对应集成电路中的晶体管数量大约每两年翻一番。深度学习正在逼近现有芯片的算力极限,人工智能发展正在进入加速阶段。随着运算规模的不断扩大,预训练模型在文本、图像处理、语音、视频等领域实现突破性进展,年OpenAI以亿参数的GPT-3直接将参数规模刷到千亿级别,而微软和英伟达在年11月联手发布了亿参数的Megatron-Turing自然语言生产模型(MT-NLG)再次突破极限,模型进化速度再不断加快,成为元宇宙的主要支撑。

英特尔高级副总裁RajaKoduri在英特尔RTC上表示,理想中元宇宙可供数十亿人实时访问,因此需要将计算能力从目前最先进水平再提高倍。现在虽然处在元宇宙旅程的最初阶段,但从开始就会呈指数级增长,并期待在接下来的5-6年看到从1%到90%的发展。

元宇宙场景下,AI、图像渲染、区块链成为高性能计算的主要用途。元宇宙所需要达到的完全沉浸式虚拟环境,要求对底层海量资源调动更加高效。从元宇宙架构上看,芯片、服务器、区块链等核心资源将充分受益,算力需求将持续扩大。元宇宙在高性能计算方面的投资机会主要把握三个方向:1)深度学习和机器视觉技术发展程度相对较高,而自然语言处理技术仍在提升阶段,未来在人机交互、语音语义方向的应用将逐步走向成熟,对应AI芯片和应用场景落地需求提升;2)相较于传统场景,元宇宙更注重三维立体效果,需要应用三维建模、图形渲染等通用技术,随着所需GPU算力提升,类似云游戏的云端渲染可快速突破硬件限制;3)去中心化趋势明显,存储需求扩大,带动以太坊日平均算力使用量的提升。(报告来源:未来智库)

机会1:元宇宙高算力提升数据中心及高计算芯片等基础硬件需求

数据中心回暖,全球超过亿美金市场,是支撑元宇宙发展的重要基础设施。目前数据中心成为主要的AI算力落脚点,主要承载元宇宙新应用所需的计算、存储等需求,以支撑虚拟世界和现实世界的融合。根据Factset一致预期,Meta、苹果、谷歌及微软四者合计资本开支/年有望分别同比增长24%/22%,其中Meta拟加码在元宇宙、数据中心等领域的投入,年资本开支同比增幅预计达52%(E:+26%)。下游资本开支拉动数据中心呈现快速发展趋势,预计NVIDIA、Intel和AMD三家公司在数据中心方面的收入在年将接近亿美元,年平均增速将保持在10%以上。

在AI元宇宙等新应用推动下,数据中心用高计算芯片(HPC)也呈现加速发展趋势。服务器和数据中心用的处理器芯片市场规模不断增长,目前计算仍主要依赖CPU。随着AI算力需求的提升,数据中心算力呈现多样化趋势,主要用于AI计算的GPU或ASIC占比不断提升。据我们测算,目前全球服务器GPU占据服务器级处理器的市场份额小于20%,预期未来三年CAGR约为25%。目前我们看到,一方面英伟达等龙头厂商正积极从计算芯片提供商,向元宇宙和人工智能软件平台提供商拓展。另一方面,中国也出现了大量创业公司致力于AI芯片设计。这些企业通过和客户合作克服英伟达的软件壁垒,长期有望在快速扩大的AI芯片市场取得一定份额。

机会2:元宇宙将端游体验推向手游,推高渲染相关GPU用量

目前全球移动端游戏用户已经成长为PC端游戏用户人数的两倍,伴随游戏向重度游戏发展,对于硬件设备的性能要求愈发提高,硬件配置成为玩家获得优质游戏体验的一大门槛。过去十年间手机芯片算力从iPhone4的3GFLOPS提升至iPhone13的1GFLOPS,与PC显卡算力差距保持40倍左右。云游戏将端游体验带动终端,强调将大量渲染所需算力从本地迁移到云端,可快速实现硬件设备的限制,用手机即可流畅运行3A大作;同时云游戏的高同步性使得在各个终端获得“无缝切换”的游戏体验,无需下载,点开即玩。云端服务器也能更好地对游戏所需算力进行充分分配,减少冗余算力消耗,节约了整体成本。作为元宇宙最早实现的载体,未来云游戏将在算力聚合、音视频整合计算双向传输等方向不断完善。

机会3:分布式记账和存储:以太坊生态加速繁荣,催生存储需求

区块链作为元宇宙的基础设施之一,具有去中心化,安全,可信等特点。其中与元宇宙联系最紧密的当属以太坊,历经6年发展,以太坊已然成为最重要的区块链基础设施之一。从年以太坊网络启动到年以太坊2.0上线,以及年的持续发展。以太坊经历TheDAO事件、企业级以太坊联盟成立、ICO泡沫、DApp游戏热潮、DeFi兴起、NFT兴起等多个关键节点,其公平性、灵活性、简洁性等特点组件深入人心,大量企业开始基于以太坊开发应用。同时以太坊也在致力于从PoW(工作量证明)切换到PoS(权益证明),届时全网能耗将降低至少99.95%,进一步推动以太坊生态繁荣。

以太坊DApp变化明显,NFT占据榜首。DApp是基于区块链的去中心化应用,截止年1月10日,全球DApp总数达到个,其中个基于以太坊,占比高达75.3%。DApp生态也在朝着多样化方向发展,Top10排行榜中,由年的金融、交易所为主发展到年NFT、金融、DeFi、游戏、交易所等多种类别共同发展。其中NFT交易平台OpenSea占据榜首。

NFT支撑元宇宙数字资产确权。NFT全称nonFugibletoken,中文一般翻译为“非同质化通证”。是基于区块链发行的数字资产,其产权归属、交易流转都被记录在了不可篡改的分布式账本上。未来,万物皆可NFT。无论是艺术品、收藏品、游戏道具、域名、门票,还是任何具有独特性的财物,都可以通过上链成为NFT。NFT的出现,让元宇宙中每个人都可以轻易拥有数字物品的所有权。NFT不仅有唯一、不可篡改、永久保存的特点,最主要是解决了数字物品的产权确权和交易流转等问题,从而扩大了流通范围,进而提升了流动性。同时随着NFT的兴起,也带来了相关的存储需求。

IPFS催生存储需求。从用户被动接受内容的Web1.0到用户参与创建互联网内容的Web2.0,流量入口与利益分配均被各个互联网巨头公司把控。同时作为一个中心化系统,在出现安全漏洞时,服务器这个中心节点出现单点故障的影响也会波及到整个用户群。作为元宇宙搭建的重要一环,Web3.0是一个去中心化的网络形式,每一个人都是网络建设的参与者,数据去中心化存储、无法篡改、信息加密等特点。相比于中心化存储更加安全,可信。同时作为Web3.0数据存储的核心技术,IPFS(星际文件系统)是一个基于区块链的分布式存储系统。NFT相关的文件,如艺术品的图片文件,也可存储在IPFS网络上。

在传统的中心化存储系统上,用户上传和下载数据均与服务器进行交互。而在IPFS上,用户上传和下载数据会与整个网络上的众多节点进行交互。在存储用户上传的数据时,相同数据只会存储一次,这一点与传统的百度云等网盘节省空间的策略相同。但为了摆脱中心化系统所带来的风险,IPFS需在多个节点上复制相同的数据文件,以保证当部分节点下线之后文件依然安全且在线。我们认为未来随着元宇宙、NFT、Web3.0的繁荣,将会促使IPFS带动存储需求,带来SSD相关的存储需求。

方向2:近眼显示成为新增长点

大尺寸显示领域目前以LCD为主,年全球市场规模约为亿美金。21世纪LCD逐渐取代CRT成为大尺寸显示市场的主导技术。LCD较CRT在成像质量和体积等方面存在明显优势,目前仍然是电视、PC等大尺寸领域的主流显示技术。根据Omdia的数据,年大尺寸显示市场规模达亿美金,LCD出货量份额占比达98.9%,主要厂商及对应份额为京东方(27.0%)、群创光电(15.1%)、LGD(13.9%)、友达光电(13.6%)、TCL(5.6%)等。

OLED在小尺寸显示领域中的渗透率不断提升,年全球智能手机显示市场规模为亿美金。LCD是小尺寸领域最早的显示技术,三星于年发布第一款搭载OLED屏幕的手机,由于其质量体积、对比度及色彩表现较LCD更好,且具备可弯曲的特点,OLED在智能手机中的地位迅速提升,苹果在iPhoneX首次采用OLED屏幕后沿用至今。目前OLED屏幕被广泛应用于智能手机、智能手表、笔记本电脑、VR等设备。根据Omdia的数据,年全球智能手机显示市场规模达亿美金,年搭载OLED的智能手机出货量占比约39.9%,Omdia预计年将增长至43.8%,目前智能手机面板厂商主要包括三星、京东方和LGD等,年按营收市场份额分别为50/15/8%。

微显示领域存在较大成长潜力,将成为全球显示行业新增长动能。微型显示器指具有微型尺寸(小于1寸)和足够分辨率(4K、8K)的小型化显示单元,主要技术包括LCoS、DLP、LCD、硅基OLED及MicroLED等。由于其尺寸小、便携性等特点主要用于近眼式显示系统和投影显示,在军事、VR/AR、工业、安防、医疗等领域有广泛的应用。根据QYResearch的数据,年全球微显示市场规模为7.3亿美金,与大尺寸及小尺寸市场规模相比仍然较小。由于TV、PC、智能手机等传统显示应用领域为成熟市场,其市场规模增长较为缓慢,微显示领域作为新兴市场,有望借VR/AR的快速放量实现高速增长,根据IDC的数据,年全球VR/AR出货量分别为/29万台,我们预计年将分别增长至5,/万台,CAGR分别为55%/77%。我们认为微显示将是未来显示行业的新增长动能。我们观察到索尼、eMagin、奥雷德、合肥视涯、三安光电等厂商正在微显示领域大力布局。

VR显示:Fast-LCD是目前主流,硅基OLED有望在苹果MR实现商用

Fast-LCD为当前VR主流显示技术。VR显示系统主要包括光学透镜及近眼显示屏,光学凸透镜作用在于增大视角、将显示屏的画面放大、增强立体效果。早期由于没有VR专用显示方案,OLED脱颖而出,年推出的OculusRift和HTCVive均采用双AMOLED方案,OLED为自发光原理,其响应速度较快,可有效减少画面延迟,同时对比度优异,但缺点在于分辨率不足而造成“纱窗效应”,同时成本较高。年OculusQuest2推出,采用单块Fast-LCD方案替代上一代Quest的OLED方案,明显改善分辨率不足的问题,同时具备低成本的优势,响应时间上也能基本满足市场需求,目前已成为VR主流显示技术。

Fast-LCD技术仍有痛点,中短期硅基OLED有望逐步成为主流显示技术。Fast-LCD作为被动显示技术,痛点在于质量较重且体积大,并且在对比度、视角、功耗、响应速度等方面仍存在不足,无法完全满足现有VR需求。硅基OLED采用成熟集成电路CMOS工艺,并结合了OLED技术的优点,相比于Fast-LCD具有1)轻薄;2)高分辨率(4K-8K);3)高对比度(,:1);4)低功耗;5)工作温度范围宽(-50~70摄氏度);6)响应速度快等优势。我们预计硅基OLED有望在苹果MR实现商用,中短期来看硅基OLED渗透率将会提升,有望取代LCD成为VR主流显示技术。eMagin预计年采用硅基OLED方案的VR/AR设备出货量占比将超过40%。

硅基OLED普及可能会大规模推高全球硅片用量。按照1寸大小的硅基OLED计算,一片12寸晶圆约可切割片硅基OLED,若一副VR眼睛采用双硅基OLED屏幕的方案,5,万台VR销量将消耗10万片/月的12寸晶圆产能。根据中芯国际半年报,截至1H21底,等效12寸产能约为24.96万片/月。由此可见,若VR/AR快速放量,且硅基OLED逐步成为其主流显示技术,将大幅推高全球硅片用量。

AR显示:多种技术处于研发阶段,MicroLED被寄予厚望

AR显示系统较VR更加复杂,技术路线众多。AR显示系统主要涉及微显示屏、光机、透镜组及镜片等器件,微显示屏作为图像源器件,由其产生图像后投射到分光棱镜后通过Prism、Free-space、birdbath、光波导等光学显示器件中,再经反射进入人眼,镜片同时也透过自然光使得人眼能看到真实世界,从而为用户展现虚拟影像与真实世界相结合的场景。当前主流技术及代表产品为LCoS(Hololens1)、DLP(VuzixBlade)、LBS(Hololens2/3)和硅基OLED(EpsonVM-40)等。

LCoS、DLP等当前主流AR显示技术均存在明显弊端,MicroLED被寄予厚望。LCoS是AR早期的显示技术,具有明显的局限性,例如对比度低、必须和PBS配合使用而限制了整体光机的小型化和轻量化进程、低温下无法工作等,年以后LCoS正逐渐淡出微显示领域。DLP存在设计难度大、结构复杂、生产成本高、体积大等劣势,且德州仪器几乎垄断该技术。LBS技术较LCoS等在对比度、响应时间具备优势,但其限制在于分辨率低且显示质量一般。硅基OLED具有LCoS分辨率高、功耗低的优势,还弥补了LCoS对比度较低、极低温下无法工作、体积较大的缺陷,在市场上有对LCoS逐步替代的趋势,但是由于亮度劣势,不足以满足户外AR场景,同时成本较高。我们认为MicroLED将是AR显示的最佳解决方案,年OPPO、Vuzix等公司相继推出MicroLED的AR显示解决方案。

MicroLED较现有技术具有超高亮度(,nits)、超高对比度(,:1)、低功耗、自发光、工作温度宽、结构简单、寿命长等广泛优势。MicroLED是一种基于微型发光二极管(LED)的新型自发光显示技术。显示原理为将OLED中的有机自发光二极管替换成无机材料的LED灯珠,并将LED结构薄膜化、小型化(像素级)、矩阵化,并在一个芯片上高度集成的固体自发光显示技术。MicroLED显示具有自发光、高发光效率、低功耗、高亮度、寿命长、高对比度等优点,被市场认为是中长期的主流显示技术。此外,MicroLED的响应速度极快(纳秒级别)、能够在超小尺寸下实现超高分辨率、设计结构简洁等特点使得其为AR/VR设备未来的最优屏幕选择。

MicroLED的发展瓶颈在于良率低带来的高成本,巨量转移、全彩化等技术问题尚未解决。MicroLED的生产包括芯片和背板制造、巨量转移、接合、驱动和检测维修等环节,由于其晶粒尺寸在微米级,生产单个成品即需要处理数百万甚至数千万晶粒,对技术的效率和良率提出了极为严苛的要求,制造完成后需要将微米级的晶粒转移到驱动电路基底上,现有技术水平还无法满足其量产需求。MicroLED晶粒的发光效率、波长一致性和良率也尚未达到MicroLED彩色化显示的要求。由于技术难题及成本原因,现有搭载MicroLED屏幕的产品价格高昂,年三星推出的4K寸MicroLED电视报价达1.7亿韩元(.5万元)。(报告来源:未来智库)

方向3:交互方式拓展带来传感器增量机会

人机交互方式随着计算平台的变革而迭代,持续向人类本能交互方式进化。主机时代,人机交互需要通过键盘,键入文本命令来实现交互,这要求使用者记住大量的命令语言,门槛很高。伴随着图形界面和鼠标的出现,计算机进入个人PC时代,通过使用鼠标加键盘,结合“点/敲击、滚动、拖拽”等动作,使用者可向电脑发布指令以实现互动。而在手机时代,伴随交互平台从按键手机向触摸屏手机发展,人机交互模式则经历了从“实体按键+按键输入”(按键输入)到“触摸屏/虚拟按键+轻拍/滑动/缩放”(触控输入)的转变。

元宇宙时代,VR/AR或成为新一代计算平台,交互方式不断丰富。VR设备为用户带来虚拟世界中的沉浸式交互体验;AR设备则通过将虚拟对象“叠加”到现实世界中,为用户带来真实世界和虚拟世界相融合的交互感受。相较于PC和手机,VR/AR设备在交互模式上有以下变化:

1)屏幕互动转向空间互动。无论是PC还是智能手机,人们都只能和虚拟世界实现基于显示屏的2D画面互动,而VR/AR设备通过使用计算技术构建三维场景,可为用户提供基于立体空间的3D交互。

2)从CLI、GUI交互转向NUI交互。相较于主机的命令行界面(CLI,CommandLineInterface)和个人PC及手机的图形界面(GUI,GraphicalUserInterface),VR/AR设备使用自然用户界面(NUI,Naturaluserinterface),通过手势、眼动等一系列更加自然的人机交互。

ARVR设备以后,脑机接口技术可能成为下一代人机交互技术,交互方式向更微观的肌电、神经电等方向发展。目前,Neuralink、Ctrl-labs等公司均已积极布局脑机接口领域,对大脑的认知已经有了一定的积累。对于这些公司来说,对大脑结构和其对应的功能的认知、以及电极等材料学上的研发是技术核心。虽然这些公司已经对这些核心技术有了初步应用,脑机接口平台的成型仍需要长时间的等待。

交互方式的升级,需要更多样信息的支撑。随着人机交互由2D走向3D,交互方式逐渐多样化,向人类本能发展,手势交互、姿势交互、眼动交互、语音交互,甚至结合生物信号、周围环境交互的方式不断进化,这对更多种类的信息提出了要求,用户运动类、生物类信息,以及其他环境信息都将为人机交互提供底层支持。

大量信息需求为运动类、生物类、环境类各型传感器提供增量机会。当前苹果手机、手表广泛运用多种运动、生物型传感器,与之对比,VR爆款产品Oculusquest2头显仅搭载了4颗黑白摄像头,手柄配备了两组陀螺仪加速度计传感器。未来,为实现更深度沉浸和更便捷交互,测距摄像头、眼动追踪摄像头、精细化压力传感器,甚至生物型、环境型传感器,都将逐渐配备。

机会1:追踪模式升级,摄像头种类、数量持续提升。当前主流VR设计大都搭载了4颗黑白摄像头用于追踪头手6DoF移动。未来,为实现眼动追踪和全彩混合现实功能,眼动追踪摄像头、全彩摄像头、ToF摄像头等都可能将在头显上搭载。

机会2:3D重建、全身动作捕捉带来更多传感器应用需求。为了在虚拟世界中精确重构现实空间与物品,iToF、双目、dToF、LiDAR、工业三维测量技术等3D感知视觉技术应用空间广阔。同时,各类全身动作捕捉技术也都需要传感器的支持。比如通过读取神经肌肉信号和运动惯性信号的动作捕捉装置,需要肌电图(EMG)传感器、机械肌图(MMG)传感器、超声肌图(SMG)传感器以及加速计、陀螺仪、磁强计、振动传感器配合工作;而红外追踪等装置也需要配备红外光、无线电磁发射和接收器的支持。

机会3:视觉、听觉、触觉、温觉多重沉浸为传感器打开想象空间。为了提供更具有临场感的沉浸式体验,视觉、听觉、触觉、温觉等对传感器提出了不同要求。比如沉浸声场要求音频跟随着场景变化和人的运动进行切换,精细化触觉手套要求能够读取人手部动作与压力,并根据虚拟场景进行反馈。每一类沉浸式模拟都对传感器和对应的执行器打开了想象空间,也提出了全新要求。

机会4:“元宇宙+健康”为生物型传感器带来机会。Meta等在游戏、社交、办公之外,同样为消费者规划了“健康+健身”相关应用。参考AppleWatch,为实现血氧、心率甚至血糖的非侵入式测量,需要搭载各类LED、晶体电极、光电二极管传感器。我们认为未来随着“健康+健身”类应用的发展和人们各类生物信息,如血压、心率、体温在内容加工中的应用,生物型传感器也将迎来成长机会。

方向4:元宇宙时代光模块和边缘计算有望迎来快速增长

通信是元宇宙发展的重要基础设施。针对元宇宙“低时延、沉浸感”的特征,5G的高速率低时延支持元宇宙的大量应用创新。未来6G时代网络与计算深度融合发展,将实现云边端的高效协同,为用户带来极致体验。光模块作为传输的基础,将从G向G迭代以满足网络带宽的持续增长及实现网络架构的平稳过渡;边缘计算则作为算力的主要承担部分,根据GIA的数据,全球市场规模将从年的34亿美元增长至年的亿美元。

5G融合云边端构筑构建计算网络基础设施,助力VR/AR行业普及

通信是支持元宇宙发展的重要基础设施。移动通信自20世纪80年代发展以来,经历了1G的模拟语音时代、2G的数字语音时代、3G的图像网络时代、4G的视频网络时代,到如今的5G万物互联时代,传输速率提高的同时也丰富了应用场景。5G时期峰值速率可达数十Gbps,提供了eMBB(增强移动宽带),mMTC(大规模物联网)及URLLC(低时延高可靠连接)三大场景。

5G的高速率在网络上保障了VR/AR数据传输的稳定性。5G提供1Gbps的用户体验速率、数十Gbps的峰值速率,相比4G实现了近百倍的提升。大宽带、高传输速率有利于8K及以上超高清内容的实时传输和播放,有效解决当前VR/AR因网络传输速率低所导致的内容质量不佳、画面不清晰问题,可极大提升用户的沉浸感和使用体验。

5G低时延减少了VR/AR眩晕等难题。5G能够提供1ms的空口时延及ms量级的端到端时延。5G通过将用户面网元及业务处理能力下移到网络边缘,实现了分布式的业务流量本地处理,避免了流量的过度集中,从而大大降低了对核心机房和集中网关的规格要求。同时边缘计算也缩短了回程网络的距离,降低了用户报文的端到端传输时延和抖动,使得云VR等超低时延业务在移动网络的部署成为可能,减少因时延而导致的用户眩晕等问题。

“通信网络”向“算力网络”演进以实现云边端高效协同。元宇宙对算力提出了更高的要求,为了满足未来网络新型业务以及计算轻量化、动态化的需求,网络和计算的融合已经成为新的发展趋势。6G网络将对内实现计算内生,对外提供计算服务,重塑通信网络格局。在网络和计算深度融合发展的大趋势下,网络演进的核心需求需要网络和计算相互感知,高度协同,算力网络将实现泛在计算互联,实现云、网、边高效协同,提高网络资源、计算资源利用效率,进而实现实时准确的算力发现、服务灵活动态调度、用户体验一致性。

光模块及边缘计算在元宇宙推动下快速增长

超大带宽发展下光模块向G迭代。光模块作为云-边-端高速网络传输的基础,为了满足元宇宙下网络带宽的持续增长及实现网络架构的平稳过渡,未来将由G向G硅光模块迭代。根据中际旭创

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