报告摘要 - 在投影市场，LCOS优势开始凸显。当前投影类市场的显示技术主要为DLP和3LCD两种，然而3LCD芯片开发能力的设备厂商均选择美国德州仪器TI的DLP技术方案。与DLP技术相比，LCOS较DLP同级产品成本更低，且在分辨率、动/静态对比度等方面表现更佳。在4K+时代，LCOS芯片像素尺寸更小、分辨率更高的优势开始凸显，国产LCOS芯片有望打破美国德州仪器DLP技术垄断，实现国产替代 [8] - 在AR/VR市场，长期来看MicroLED光机在小型化上更有优势，但现阶段LCOS光机的图像表现更好。与AR/VR领域其他显示技术相比，LCOS具有像素尺寸小、分辨率高、技术成熟度高等优势。当前市场主流的Google Glass、Hololens等AR/VR标杆产品均已采用LCOS显示方案 [8] - 在车载HUD市场，LCOS方案较为成熟，已实现量产落地。目前在AR-HUD领域，TFT、DLP和LCOS方案都已实现量产落地，LBS方案由于成熟度不高暂时不是主流的技术方案。对比来看，TFT-LCD显示效果一般，温升控制表现不佳，但其成本较低；DLP方案可较好地解决温升问题，但DLP由于其固有的技术特性，在图像分辨率提升上具有一定的局限性，同时成本相对较高；LCOS实现了图像分辨率的提升，以及成本一定程度的降低，且已实现量产装车 [8] 行业综述 定义与分类 - LCOS即硅基液晶，是结合了CMOS集成电路设计工艺和液晶封装技术的硅基微显示技术，具有体积小、分辨率高和帧率高等特点，可以广泛应用于便携激光投影、AR眼镜、车载HUD和智能制造等领域 [9] - LCOS屏剖面结构：LCOS的下方是硅基芯片，芯片上制造了数据传输电路和像素控制电路，芯片顶层是分立的像素电极，像素之上是液晶取向层、液晶层、取向层，顶部是带ITO的玻璃。LCOS与传统LCD屏的区别在于其像素驱动采用了硅基CMOS集成电路，液晶盒厚小，间隔粒子掺杂在框胶中而不是散布在整个屏幕。与普通IC的区别在于，芯片顶层不做厚钝化层保护，而是制造液晶屏用于显示。像素上的电信号调制液晶的偏转方向，从而调制入射光的幅度，形成图像 [9] - LCOS制造流程：LCOS生产可分为前工序和后工序两部分。前工序的任务是制作微型显示器的空盒，其制作过程可粗略分为以下几步：前清洗、图形制作、取向层涂布、摩擦、后清洗、丝网漏印、合盒和固化；后工序的任务是将前工序制造的空盒制作成微显示器，其过程可分为：盒厚检测、切割、断裂、液晶关注、封口、清洗和检查 [10] LCOS芯片关键技术 - LCOS芯片的显示性能涉及到分辨率、填充因子、反射率、帧率、功耗、显示区面积、灰阶精度与线性度等指标。其中，分辨率、显示区面积、帧率和功耗的设计取决于具体的应用场景，而对比度与算法和材料更加相关，越高越好。填充因子和反射率都更受工艺和结构设计的限制，需要在制造工艺和制程设计上有所突破。灰阶精度通常越高越好，但由于人眼的分辨率有限，目前一般采用8 bit的灰阶 [12] 应用场景 投影类市场 - 当前投影类市场的显示技术主要为DLP和3LCD两种，然而3LCD技术是日本投影设备商自主研发，且大部分以自用为主，如SONY等。其他不具备显示技术及芯片开发能力的设备厂商均选择美国德州仪器TI的DLP技术方案，如极米、坚果、明基、小米等。在该类市场，DLP基本已形成垄断态势。与DLP技术相比，LCOS较DLP同级产品成本更低，且在分辨率、动/静态对比度等方面表现更佳。在4K+时代，LCOS芯片像素尺寸更小、分辨率更高的优势开始凸显，国产LCOS芯片有望打破美国德州仪器DLP技术垄断，实现国产替代 [14] - 根据IDC，2023年中国投影机市场总出货量为473.6万台，同比下降6.2%。预计2028年中国投影机市场出货量有望超过930万台，五年复合增长率仍将达到14% [14] AR/VR市场 - 轻量化是AR眼镜未来的发展趋势，为了缩减尺寸，AR眼镜厂商尝试了多种方案。长期来看，MicroLED光机在小型化上更有优势，但现阶段LCOS光机的图像表现更好。与AR/VR领域其他显示技术相比，LCOS具有像素尺寸小、分辨率高、技术成熟度高等优势。当前市场主流的Google Glass、Hololens等AR/VR标杆产品均已采用LCOS显示方案 [17][19][20] - 2023年，中国AR/VR设备总出货量达154.6万台。其中，AR设备出货量为24.1万台，VR设备出货量为130.5万台。预计在Meta的Quest 3、苹果的Vision Pro头显带动下，2024年AR/VR设备出货量将会迎来明显的增长 [20] 车载HUD市场 - 目前在AR-HUD领域，TFT、DLP和LCOS方案都已实现量产落地，LBS方案由于成熟度不高暂时不是主流的技术方案。对比来看，TFT-LCD显示效果一般，温升控制表现不佳，但其成本较低；DLP方案可较好地解决温升问题，但DLP由于其固有的技术特性，在图像分辨率提升上具有一定的局限性，同时成本相对较高；LCOS实现了图像分辨率的提升，以及成本一定程度的降低，且已实现量产装车 [23] - 在车载HUD市场，DLP方案的DMD芯片由德州仪器独供，其余方案成像芯片如TFT、LCOS、MEMS等路线芯片供应商较为充足，且国内厂商都有所布局 [23] 企业推荐 LCOS厂商梳理 - 中国LCOS相关技术厂商包括豪威科技、立景光电、华为海思、芯视元、芯鼎微、晶帆光电等，海外厂商包括JVC、Raontech、Syndiant等 [25] LCOS芯片企业推荐 豪威科技 - 北京豪威前身是美国老牌巨头豪威科技（Omni Vision），成立于1995年，总部美国硅谷中心，专业开发高度集成CMOS影像技术，属于CMOS传感器（CIS）领域最具规模公司之一，多年在高端图像传感器芯片市场排行第一，拥有硅基液晶投影显示芯片（LCOS）、微型影像模组封装（Camera Cube Chip）、特定用途集成电路产品（ASIC）多项核心技术 [27] - 2024年国际消费电子展（CES 2024）期间，豪威科技宣布推出全新OP03050，这是一款低功耗、小尺寸硅基液晶（LCOS）面板解决方案。它将LCOS阵列、驱动电路、帧缓冲器和接口集成在单个芯片中。当用于增强现实（AR）、扩展现实（XR）和混合现实（MR）眼镜和头戴式显示器时，OP03050可为实时视频会议和流媒体提供高分辨率、身临其境的体验。OP03050 LCOS面板的像素间距为3.0微米，它具有120Hz的刷新率，1560x1200显示分辨率。它采用0.23英寸光学设计，小型FPCA封装，支持4通道MIPI-DSI接口。据称该样品现已提供，OP03050将于2024年下半年投入量产 [27] 芯鼎微 - 芯鼎微成立于2020年，是晶典公司（Syndiant Inc.）在国内的合资公司，也是世界领先的硅基液晶（LCOS）微显示方案供应商，专注于设计和生产各类便携式投影的光调制解决方案并提供全面的高清、全高清及超高清微显示屏、图像驱动和光机引擎的产品系列。2021年广东中山金控下属的中山高质量发展母基金增资入股 [28] - 在核心技术方面，芯鼎微采用全数字化尖端技术可有效地支持场色序应用，其独创的Q-View技术采用小像素底板实现高分辨率、低带宽传输及低功耗，领先的液晶工艺可实现极小像素尺寸（最小2um）及高像素密度（12000ppi）。基于硬核技术的加持，芯鼎微量产LCOS产品已全方位涵盖720p/1080p/1440p/4K等系列，超高清8K LCOS也已在研，产品可广泛应用于高亮度投影、超便携设备、车载抬头显等车载显示、元宇宙近眼显示、3D打印等场合，面向这些应用的海内外客户群实现全球销售 [28] 晶帆光电 - 深圳市晶帆光电科技有限公司（简称：晶帆光电）成立于2022年6月29日，晶帆光电作为一家高科技芯片企业，主营PCoS光阀芯片及光学引擎等相关产品的研发、生产和销售。PCoS光阀芯片是一种新型光阀芯片，在传统LCoS技术基础上融合了公司自研的nVEC技术（新一代纳米级超薄无机镀膜技术）和nLCA技术（新一代液晶取向技术）两大核心技术，大幅度提升了芯片的性能和寿命 [29] - 晶帆光电团队在LCOS领域已经积累了超过15年研发经验，曾经开发了中国第一颗自主研发的LCOS光阀芯片。公司的核心能力包括模拟芯片设计能力、nLCA技术、nVEC技术、制盒封装经验。晶帆光电可向客户提供不同规格的PCoS芯片、PCoS光学模组及解决方案，满足客户不同应用行业的需求 [29]