专访「瑞声科技」陶洪焰:老牌供应链企业如何绽放XR新花?

🤖 由 文心大模型 生成的文章摘要

在刚刚落幕的2023上海世界移动通信大会(2023MWC上海)上,我们领略了快速发展的5G时代所带来的云计算、人工智能等技术的融合新态势,XR、数字人、裸眼3D等技术也纷纷在此次大会上一展风采。

作为感知体验解决方案领导者,瑞声科技(AAC Technologies)则在本次大会上携多款XR领域新品以及新技术方案登台亮相,其首次展出的高性能2P VR Pancake光机模组以及行业领先的3P Pancake光机模组和6DoF手柄方案、AR-HUD以及单层彩色光波导镜片等均引发热烈反响。

瑞声科技在感知体验技术领域已深耕多年,近年来,瑞声科技还在凭借自身积累的卓越优势,持续强化XR领域的布局。如今,瑞声科技已打通声、光、触等核心感知技术壁垒,建立起整机产品的一栈式解决方案,为全球XR行业带来了极具创新型的XR解决方案,致力于推进全球XR行业发展。

苹果前不久掀起的“空间计算”浪潮,给整个XR行业都带来了全新的机遇与挑战。作为一家国内老牌供应链企业,瑞声科技在此风口上也顺势而为“新花”频开。为进一步了解瑞声科技在XR领域的产业及技术布局,以及国内XR产业目前的发展现状,我们与瑞声科技市场部副总裁、AR/VR业务负责人陶洪焰进行了深入交流。

从智能手机到XR,老牌供应链企业拓展新赛道

瑞声科技作为一家老牌的供应链企业,智能手机解决方案一直都是其主战场。

多年来,瑞声科技秉持着“推动智能手机革新,为用户开启全新感官体验”的理念,先后与小米、三星等手机厂商合作,搭建起了智能手机声音播放系统、触觉反馈系统、声音采集系统、影像采集系统以及内外结构系统一站式解决方案,为智能手机提供了全新的感官体验。

但随着中国智能手机市场日趋饱和,消费者对新设备的需求逐渐放缓。自2019年起,国内智能手机销量便开始逐年显著下降,2022年,全球智能手机出货量仅为12.1亿部,同比下跌11.3%,创十年来新低。随着智能手机行业的发展进入了瓶颈期,瑞声科技开始开疆拓土。

XR技术是公认的下一代互联网平台载体,近年来发展如火如荼。与此同时,苹果掀起了“空间计算”的巨浪,用空间计算的概念画了一幅更广阔的蓝图,Vision Pro也引起了更多人对XR领域的关注。XR市场显然是一片值得开拓的「新蓝海」

探究制造XR设备所需的各类核心元器件,正巧覆盖了瑞声科技所专长的声学、光学、触感、传感器以及半导体、精密制造五大领域。作为一家全栈式老牌供应链企业,瑞声科技具备得天独厚的技术优势与在手机行业形成的深厚壁垒,自然地形成了从点到线的一栈式XR解决方案集成。

在这场拓荒者的大浪淘沙中,瑞声科技显然更有底气。

正如陶洪焰所说:“从智能手机业务到XR解决方案的延伸,是瑞声科技技术实力的自然延伸。尽管智能手机业务在未来依然是瑞声科技的主体业务,但瑞声科技在声、光、触等核心感知技术上长达三十多年的积淀,在XR这样一个新产品领域反而显得更加契合,瑞声科技也得以将其核心价值更好地发挥出来。由此来看,瑞声科技进军XR领域是一个必然结果。”

由点及面,撬动XR增量市场

基于对Pancake VR光学技术、AR衍射光波导技术、XR声学传感元件、音频算法、XR摄像头、仿生振感马达等核心技术的研发,瑞声科技先后推出了Pancake VR光学模组、XR音频软硬件解决方案、自追踪6DoF触觉反馈手柄等多款行业领先解决方案,最终形成了由点到面的一栈式XR解决方案布局。

(一)光学解决方案

1、2P VR Pancake光机模组

截至目前,VR光学经历了非球面透镜、菲涅尔透镜和Pancake方案三个阶段,目前菲涅尔透镜以低成本和可控的成像质量,成为当前多数VR头显选择的方案。但随着VR在消费级市场逐步渗透和起量C端消费者对VR的轻薄、以及成像质量、佩戴体验提出了更高的要求,折叠光路原理的Pancake的方案以轻薄、优秀的成像质量以及逐步成熟的量产工艺,逐渐成为消费级VR光学的发展和进化方向。

在此次的2023MWC上,瑞声科技展出了在此前发布并已投入量产的高性能定制3片式Pancake模组,还首次展示了拥有大FOV、大Eyebox、兼容IPD调节、屈光度调节、高性价比五大产品优势的2P VR Pancake光机模组。在VR光学领域屡获佳绩的瑞声科技也因此收获了颇多关注。

实际上,瑞声科技在光学领域早已深耕多年,其早在2008年便成立了专注于光学研发的子公司辰瑞光学,目前辰瑞光学已成为全球三大光学镜头供应商之一。而在VR光学领域,瑞声科技也早有布局。

据陶洪焰介绍,瑞声科技在2015年便开始关注VR光学领域,在经过长达6年之久的积淀后,于2021年开始正式着手VR光学研发。基于自身雄厚的研发实力,瑞声科技跳过了菲涅尔镜头方案,直接投入到超短焦光学折叠光路(Pancake)方案研发当中,并仅用两年时间就达到了全球领先的研发水平。

不过,在陶洪焰看来,采用菲涅尔透镜方案还是Pancake方案、采用3片式Pancake模组还是2片式Pancake模组,其实都不是瑞声科技所关注的重点,产业的需求关键点才是瑞声科技前行途中的风向标。

如陶洪焰所言:“作为一家上游关键器件和关键技术供应商,瑞声科技的关注点始终在于如何将研发和制作工艺做到最优,用更高超的工艺水平和更高的生产效率来让更多的客户群体满意。”

从镜头产品研发到VR光学研发,瑞声科技始终以解决市场需求为目标,以自身雄厚的研发实力和精湛的制作工艺向我们诠释了“一行精,行行精”的工匠精神。

2、AR单层彩色光波导镜片

目前市面上的AR设备为了满足大视角或者高质量彩色图像的显示要求,通常采用多层光波导镜片。但多层光波导镜片由于层间对齐公差,杂散光反射,会导致严重彩虹纹以及MTF降低,影响成像效果,存在着成像质量差的缺陷。

为解决这一难题,瑞声科技联合Dispelix研发制造了新一代单层彩色光波导镜片,这一解决方案拥有更高光效,更强解析力,更优色彩均匀性等多重优势,实现了单层光波导镜片设置与大视角高画质的平衡,带给消费者更清晰的画面和更通透轻薄的佩戴体验。

陶洪焰表示:“尽管AR光学研发对于瑞声科技来说是一个全新的领域,但多年的光学研发经验让瑞声科技对AR光学有着更加丰富的差异化理解,再加上与Dispelix等厂商的战略合作,瑞声科技得以将两个领域的壁垒打通,并在此基础上能够得出更多领先行业发展水平的新认知。”

作为全球领先的高精度晶圆光学解决方案提供商,瑞声科技凭借在微纳光学设计与加工、半导体精密加工、高效自动化检测等环节的深厚积淀以及行业领先的光波导制程工艺,为AR光学方案提供了更优解,为进一步布局AR市场奠定扎实的技术和量产基础。

3、AR-HUD

AR-HUD是一种将增强现实(AR)技术应用于抬头显示(HUD)的汽车智能座舱系统,他是在HUD的基础上,进一步将虚拟的图像和信息叠加到现实的路面上,形成虚实融合的效果。AR-HUD可以根据车辆的位置、方向、速度、路况等数据,动态地调整投影的内容和位置,来和实际道路和环境相匹配,这样就可以大大增强驾驶员的感知和交互能力。

根据IHS markit的预测,从2022年开始全球抬头显示的渗透率将快速攀升,到2027年会达到每六台车中就有一台有抬头显示,年出货量达到1700万台;其中中国市场需求占比将近1/3,每年将近600万台,AR-HUD占比会达到7%将近50万台。由此可见,AR-HUD的发展前景非常广阔。

依托光学领域的深厚积累和近年来在智能座舱领域的探索,瑞声科技开始布局智能座舱光学业务,带来了基于DLP技术的新一代车载AR-HUD样机。瑞声科技AR-HUD通过紧凑的结构设计,体积仅为13L,可在前方7.5米处投影出60英寸的大画幅,覆盖11°×5.5°的超大视场角,图像畸变<1%;兼备1152×576的高清分辨率、12000nits的高亮度和1000:1的高对比度等特点,无论晴天还是雨雾天,画面都清晰呈现;通过矫正双目视差及动态畸变,避免晕眩感,大幅提升了舒适度。瑞声科技AR-HUD提供AR导航、安全辅助驾驶等丰富场景应用,助力提升智能驾乘安全和实现更沉浸式交互体验。

(二)声学解决方案

1、XR音频软硬件解决方案

《星球大战》系列电影的制片人和创作者乔治·卢卡斯认为,”声音是体验的一半”。XR技术为人类提供了一个近乎真实的虚拟空间,在这个由技术创造的虚拟空间中,人们的感知力会大大加强,声音在XR体验中则起到了举足轻重的作用,通过声音可以营造氛围、传达情绪、增强XR体验的故事性,能够让用户达到更佳的沉浸感和舒适感。

XR硬件不仅仅是一套近眼显示系统,还是一个近耳声学设备。陶洪焰认为,“一款好的近耳声学设备,必须达到以下标准:首先用户可以听得清,其次音效好,同时还要保证声音的私密性,即他人无法听到设备的声音”。

瑞声科技以声学器件起家,更是全球领先的微型扬声器先行者和领导者,在相关领域拥有三十年的技术积累。在智能手机领域,瑞声科技已与全球排名前十的手机品牌厂商达成合作;在XR领域,瑞声科技则通过高精密扬声器声学器件与空间声学等算法,为XR设备提供声学解决方案。

瑞声科技在空间音频领域的布局也与苹果的Vision Pro不谋而合,Vision Pro同样搭载全新空间音频系统,能够将环境声音进行智能处理,以确保用户的最佳听感。

在本次展会上,瑞声科技展示了声学、触觉一体化Combo方案、BoomBox新一代大音量扬声器、AR/VR超线性扬声器SLS0820、商用体积最小的大师级扬声器1115E。通过空间音频算法,瑞声科技的声学解决方案可以为XR设备提供沉浸式空间音效,同时对采集到的声音进进行音效处理,在保证高品质音效的同时扩大声场范围,为用户提供身临其境的临场感。

2、MEMS麦克风模组

近年来,瑞声科技在车载领域持续加大研发力度,为完善车载产品矩阵,瑞声科技于今年2月份成功开发出全套车载MEMS麦克风模组新品,包括语音麦克风模组、E-call麦克风模组、防水麦克风模组、振动传感器模组等,可全面满足分区通话、语音控制、主动降噪、紧急车辆监测等功能需求。在本次大会上,相关产品也有展出。

MEMS麦克风是通过MEMS工艺在硅晶圆上蚀刻压力感测膜片而制成的微型麦克风,相比传统的ECM麦克风,MEMS麦克风在声学性能、可靠性、功耗等方面具有明显优势,目前已广泛取代传统的ECM麦克风,成为智能汽车上实现人机语音交互及声音环境感知的核心基础器件。

瑞声科技的系列新品从传感器芯片的设计封测到结构的设计组装,实现了全流程自主化、国产化。相比MEMS麦克风单体,模组化产品在单品价值量上提升数十倍,将有效助力业务的整体发展。如今,瑞声科技MEMS麦克风出货量已位列全球前三,并与全球多家头部汽车厂商达成了长期稳定的合作。

(三)触觉解决方案

前面提到的视觉和听觉都是隔空感受,唯有触觉是必须依靠直接接触,通过人体对外界机械信号的刺激产生快速的信息处理,并将信息迅速反馈给大脑的感官神经系统。

作为全球第一个发明并量产线性马达的公司,瑞声科技于2022年1月发布了首款超宽频线性马达:CyberEngine,具体型号为ESA1016。随后,瑞声科技于2022年12月发布了Android史上体积最大、振感最强的仿生振感马达,具体型号为CSA0916,并在一加11上实现商用。CSA0916拥有超宽频、超强振感、超省电、超安静、超舒适的特点。在此之后,瑞声科技还将这种沉浸式触感体验进一步延伸至触控板、游戏手柄、VR设备等。

在此次大会上,瑞声科技展出了基于主流的光学红外定位系统、集软硬件于一体的自追踪手柄方案。手柄在硬件上集成了瑞声科技自研的RT6010驱动芯片、超宽频线性马达等部件,能够为用户提供更加逼真且细腻的触觉反馈,阻力调节、姿态识别等功能则能根据不同的使用场景,实时调整手柄的阻力和反馈,从而进一步增加用户的沉浸感和代入感。

一直以来,手柄都是VR设备的主要交互工具,尽管苹果即将发布的Vision Pro以眼动、手势、语音命令的交互方式直接取代了手柄,但毋庸置疑的是,手柄控制在未来很长一段时间内将依然是VR设备的主要交互方式。

陶洪焰认为:“眼动、手势以及语音命令等交互方式只适用于空间计算领域,但在VR游戏等其他场景中,手柄依然是无法被替代的最佳解决方案。”

在此基础上,陶洪焰表示:“既然手柄是为了游戏等场景而生,那么自适应扳机或者是触觉振动等功能便显得格外重要,在某种意义上来说,这些功能实际上是一个完整的生态中必不可少的一环。”

为了让用户拥有更加逼真的震感体验以及更加舒适的触感体验,瑞声科技打通了从智能手机振动触感到手柄振动触感的技术壁垒,还联合腾讯公司共建了专门从事振感研发的联合实验室,用腾讯的游戏内容对振动触感进行研究。最终,瑞声科技为产业链提供了一套完整的解决方案。

(四)光学镜头/摄像头模组

1、晶圆级非球面玻璃(WLG)技术

光学镜头主要分为玻璃镜头和塑料镜头两大类,相较于塑料镜头,玻璃镜头具有透光性高、折射率高、温度稳定性好等优势,但玻璃镜头同时也存在着工艺复杂、量产难度大、成本高等问题。

目前,玻璃镜头的制备工艺主要分为GMO模造成型、WLO晶圆级光学元件技术、WLG晶圆级玻璃技术三种,其中WLG工艺具有明显优势,包括生产效率高、可生产多种异型镜片、制造成本低、尺寸小、精度高等,可应对终端产品轻薄化、小型化发展趋势。

在光学镜头领域深耕十年之久的瑞声科技,目前已掌握独家晶圆级非球面玻璃(WLG)技术,且该技术也是瑞声科技在光学镜头领域的一项核心优势技术。

瑞声科技自主研发的WLG玻塑混合镜头采用“晶圆级玻璃+塑料混合镜头”技术,配有多层抗反射镀膜,可大幅提升图像品质,同时可有效应对复杂光、暗光及容易发生眩光等多元环境,还原真实灯光色彩。

作为目前全球唯一掌握晶圆级玻璃镜片量产技术的企业,瑞声科技晶圆级WLG产品已完成48M、64M、108M及潜望G+P的开发认证。未来随着WLG技术水平提升,玻璃镜头生产及应用规模将进一步扩大。

近年来,随着WLG工艺水平进步,玻璃镜头在生产、精度、效率等多方面均实现了巨大突破,面对逐步增长的市场需求量,玻璃镜头将有望在XR、智能手机、智能汽车、运动相机等领域持续扩展,行业发展前景极广。

2、摄像头模组

除掌握先进的镜头制造工艺以外,瑞声科技也拥有丰富多元的镜头产品组合及强大的模组生产制造能力、业内领先的高精密成型工艺和专业算法。

瑞声科技将硬件产品与图像调整算法等软件算法深度结合,进一步研发、制造了品类完整的摄像头模组产品,能够匹配大尺寸图像传感器芯片,实现高像素和高清晰度的拍摄效果。

其中,AR/VR设备集成摄像头数量最多可达16颗,能够协同支持客户更多数量摄像头的应用,实现以垂直整合布局技术生态。

发挥研发优势,大步迈向「空间计算」时代

“就像Mac电脑把我们带入个人计算时代,iPhone把我们带入移动计算时代,苹果Vision Pro将把我们带入空间计算时代。”苹果公司首席执行官蒂姆·库克在发布会上说的这句话,让“空间计算”这个专业术语火出了圈。空间计算重新定义了人与空间的关系,各种空间都成为了虚实融合的元宇宙入口,蕴藏着巨大的产业价值。

陶洪焰认为:“Vision Pro的问世虽然并没有完全解决困扰整个行业的所有疑难杂症,但却从设计、交互以及内容等多方面给行业与产业带来了信心,也指明了方向。而瑞声科技处于产业链的上游,则更肩负着巨大使命,而要实现这一使命,则需要依托瑞声科技自身具备的三大优势。”

在陶洪焰看来,决定XR产品体验的核心要素即视觉、听觉触觉,而这三个板块正是瑞声科技过去重点布局与积累的板块,现在成为了瑞声科技进军XR领域的第一大核心优势

其次,瑞声科技的定位尽管是一家生产型企业,但却一直以技术和产品来驱动,除了研发基础器件,还为整个行业提供了一套完整的解决方案,上述的Pancake VR光学模组、XR音频软硬件解决方案以及自追踪6DoF触觉反馈手柄等多款行业领先解决方案就是最好的证明。

“瑞声科技从来不是一家单纯的器件工厂,而是要通过技术、通过提升用户体验去赋能整个产业,为产业提供更强力的支持”,陶洪焰对我们表示。

最后,瑞声科技之所以能够横跨多个领域却仍然表现出色,凭借的是其对科技研发的高度重视与海量投入

据陶洪焰介绍,公司每年在技术研发上的投入几乎占到营收的10%,公司的研发人员更是占全部员工的三分之一;除此之外,瑞声科技还自建了一个专门研发先进技术的研究院,许多具有前瞻性的技术研发均产自该研究院。瑞声科技对技术研发的重视程度始终位列行业前端,这一差异化优势也让瑞声科技始终承担着行业领导者和先行者的角色。

“XR行业经历过一次又一次的起伏,如今苹果提出的空间计算概念又让我们再一次看到了曙光,XR行业很有可能在未来3-5年内再次迎来爆发式增长阶段,XR产业上游也必将重新洗牌,而瑞声科技作为一家产业链上游企业,势必会在这场竞赛中迎难而上,依托自身优势赋能XR产能升级,进一步推动XR行业发展”,在采访的最后,陶洪焰对我们表示。

结语

空间计算时代,谁能够成为下一个苹果?如今一切都还是未知数,但可以确定的是,这是一个全新的赛道,XR行业在未来的发展道路上仍有很大的想象空间。

正如陶洪焰所说,作为新晋XR产业的厂商,瑞声科技入局时正值XR产业的复兴,避开了早期入局的历史包袱和长时间XR产业沉寂期的大量消耗,可谓踩准了产业发展的关键节点。

合适的时间节点、自身的雄厚实力与坚定的信念,瑞声科技这家具备了天时地利人和的老牌厂商,终于要在XR产业上游一展拳脚了。

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