1.元宇宙发展历程、价值和产业链
1.1.元宇宙的发展历程
元宇宙是指借助人工智能、虚拟现实、云计算、数字孪生、区块链等高技术手段，将物理世界映射成由数字、因特网构成的虚拟世界。这是一个虚拟的世界，无论是个体的身份、感官、意识形态等属性，还是社会系统、经济结构、组织等社会属性，都能全面呈现。但元宇宙又不完全是个虚拟的世界，它和现实世界之间虚实共融，成为一体。元宇宙的出现，模糊了主客观的界限，而其发展到极致，或将对生存进行重新定义，一崭新新的世界，或许就在眼前。
人类传递信息的方式经历了文字、图片、视频的阶段，似乎已经走到了现有技术的穷途。而元宇宙的出现打开了传递物理空间信息的可能，或许正是信息传递新方式。1992年，科幻小说《雪崩》中首次提出了“metaverse”和“化身”这两个概念，书中情节发生在一个现实人类通过VR设备与虚拟人共同生活在一个虚拟空间的未来设定中。1999年的《黑客帝国》、2018年的《头号玩家》将对元宇宙的解读和想象搬到了大屏幕上。从1992年小说《雪崩》对这一概念的提出，到2018年电影《头号玩家》的具象表现，随后2021年Roblox上市，元宇宙逐渐进入探索和发展加速期。
以各大互联网巨头纷纷抢滩布局“元宇宙”为标志，2021年或许可以称作“元宇宙”的元年。游戏开发商EpicGames在今年4月份宣布完成10亿美元的巨额融资，用于打造“元宇宙”空间；今年7月，Facebook创始人扎克伯格在Q2财报会上宣布，将成立元宇宙项目团队，最终目标是在5年后将Facebook完全转型为“元宇宙”公司。除此之外，在图像技术领域有着较深厚技术积累的英伟达也看中了这一领域，8月初，公司宣布将联手Adobe和Blender，对Omniverse进行重大扩展，在未来会向至少数百万“元宇宙”用户开放。
国内巨头中，腾讯、字节跳动、网易、百度等也是“元宇宙”的忠实追随者。早在2012年腾讯就已瞄准这一赛道，并在Roblox上市前就对此进行了投资，此前更购入EpicGames超40%的股份，用于打造社交、直播、电商等全业务领域的元宇宙生态；2021年8月，字节跳动斥巨资收购VR公司Pico。
1.2.元宇宙的价值
元宇宙备受关注，主要是由于元宇宙蕴含着巨大的价值。元宇宙的存在将会带动整个社会人力成本、资源成本、时间成本、交易成本的降低，从而提升各方面效率。
元宇宙可以大大提升现实世界的效率。世界的三大构成要素：信息、能量和物质。在元宇宙中，通过数字孪生技术，可建造一个模拟真实世界运行规律的虚拟世界，本质上是把现实世界的能量与物质转化成了信息。而这将带来节本的大幅度地降低，一是移动物体的成本显著降低到几乎为零。在真实世界中移动物体需要消耗大量的能量，尤其是轮船、火箭这种大型设备更是需要巨量的能量，而在数字孪生世界其成本基本为零。二是犯错的成本显著减低到几乎为零。真实世界中交通出现事故或者某些社会改革失败都会带来巨大的生命财产损失，而在数字孪生世界可以轻易地从头再来。三是可以通过调整时间来大大提高世界运行的速度。我们很容易在数字孪生世界中一秒内完成数万次在真实世界需要数十年才能完成的实验。
这三点变化使得做实验的成本得到了极大地降低。同时实验可以以极高的速度完成。而科技的进步基于大量的实验，如果我们能够极大地降低实验的成本，那么科技的发展速度就能够极大地提高。又由于科学技术是第一生产力，所以通过在元宇宙中的数字孪生技术可以极大地提升生产力。
如英伟达在发布会上提到了几个极大提升效率的案例：一是宝马的数字孪生工厂。在这个工厂里，可以通过不断地调整运输机器人的算法，调整流水线的顺序结构，来做各种各样生产线的优化实验；二是西门子通过数字孪生模拟水流，从而可以做大量的实验调整设备，大幅减少能源设备的维护时间，节省大量的成本；三是爱立信做了整个城市的数字孪生，用来模拟在哪些位置放置5G基站效果更好，成本最低。可见，通过元宇宙虚实结合，可以大大提升现实世界的效率。
元宇宙市场空间广阔，各大分析机构预计差异较大，数量级上看2024年将达到万亿美元市场。对美国彭博社称，元宇宙市场规模将在2024年达到8,000亿美元，到2030年或将达到2.5万亿美元。普华永道则预计到2030年元宇宙市场规模将达到1.5万亿美元。摩根士丹利分析师预测，元宇宙2024年市场总额将达到8万亿美元。中研普华预测元宇宙2025年国内市场空间在3,400~6,400亿元量级，加总元宇宙各细分领域，元宇宙市场空间3,400亿元，通过梅特卡夫定律对元宇宙网络效应的测算，市场空间约6,400亿元。
1.3.元宇宙的产业链
Roblox在上市招股书中的定义指出，元宇宙包含着八大要素，即身份、朋友、沉浸感、低延迟、多元化、随时随地、经纪系统和文明。也就是说元宇宙是属于用户自己的世界，可以更快速地表达信息，交互资产，并沉浸化的表达具体的场景。
而要达到上述要求，就要求元宇宙的产业链具备相应的基础。腾讯提出的“全真互联网”可以认为是在当前移动互联网和元宇宙最终形态之间的一座桥梁，通过分别构建基础设施和沉浸式体验两大核心系统实现初期的元宇宙世界。
在去中心化为核心的基础设施层面，一边是以元宇宙平台为主的基础设施提供商，如Cyptovoxels，TheSandbox和Decentraland；另一边是基于区块链技术和NFT合约构筑的身份系统。当然，这两者的发展都离不开人工智能算法、云计算、5G甚至6G通信技术等基础技术的支持。
沉浸式体验的实现，需要内容提供商和交互模式两者的相互配合。前者可以进一步分为专业生产内容PGC、用户生成内容UGC和人工智能生成内容AIGC三类，目前在包括游戏、社交、短视频等领域已有相关应用产品，Roblox和《堡垒之夜》就是其中代表。交互模式最基础的当属智能设备，受到疫情带来的宅家需求催化，VR头显设备出货量快速增长，预计未来5年复合增长率超过30%。随着技术的进一步成熟，脑机接口、全息投影等仿真交互技术将得到广泛应用。
2.元宇宙的参与者
2.1.国内外互联网巨头积极布局元宇宙
2016年Roblox宣布将登陆OculusRift平台，用户可以在平台上设计自己的VR游戏世界和体验，2021年元宇宙第一股Roblox上市，2021年11月，Roblox决定做教育游戏。2021上半年Roblox共收入9.41亿美元，Q2收入环比增长127%；截至6月30日，Roblox的预定量为6.66亿美元，同比增长35%。
腾讯提出全真互联网概念，认为伴随着消费互联网和产业互联网的发展，一个线上线下一体化、数字技术与真实世界融合的全真互联时代正加速到来。海量算力上，针对AI计算的“紫霄”、用于视频处理的“沧海”以及面向高性能网络的“玄灵”三块芯片研发已取得实质性进展。实时分析上，腾讯云的日实时计算次数已做到了业界第一，超过200万亿。传输效率上，腾讯在国内部署了2,000多个网络接入节点，海外则有800多个节点。腾讯云目前在亚太地区默认Anycast，公网接入延时小于50ms。
2019年9月Facebook发布VR社交平台Horizon，2020年8月推出公开测试版，用户可以在其中构建环境和游戏，与朋友社交。2021年Facebook改名Meta，正式引燃市场对元宇宙的广泛讨论。其旗下AR/VR设备OculusQuest2销量快速增长。在对Oculus的投入上，扎克伯格表示将投入2,000人的研发团队到VR业务。
2021年4月，显卡大厂英伟达CEO黄仁勋宣布将布局元宇宙业务；NVIDIAOmniverse目前已经应用在建筑、娱乐等领域。超过400家企业合作开发Omniverse，搭载AI芯片的自动驾驶汽车也可以在该平台测试。英伟达的目的是在真实建造物理世界前，所有的一切都能设计成虚拟产品，把之前仅仅用于游戏的虚拟渲染，应用到所有的物理建造环节。英伟达本身做GPU起家，超大算力和渲染是它产品的比较优势，所以投资数亿美金希望打造一个工业级B端的全能宇宙。
2.2.我国不同层级元宇宙协会开始兴起
元宇宙产业委员会
全国首个元宇宙机构—中国移动通信联合会元宇宙产业委员会直属中国移动通信联合会，是负责推动元宇宙产业健康与可持续发展的聚合平台，共筑“元宇宙共识圈”。
中国移动通信联合会，是民政部登记注册的中国移动通信领域唯一一家全国性的社会团体，工信部为业务指导单位。所属元宇宙产业委员会于2021年10月15日批准成立，是全国首家元宇宙产业社团，是负责推动元宇宙产业健康持续发展的聚合平台。中国移动通信联合会元宇宙产业委员会揭牌仪式11日正式举办。仪式上，元宇宙产业委宣布将11月11日设立为“元宇宙日”并发布《元宇宙产业宣言》。
元宇宙工作委员会：元宇宙全国社团机构成立
2021年10月13日，中国民营科技实业家协会元宇宙工作委员会在京成立。据元宇宙工作委员会秘书长吴高斌介绍，元宇宙工作委员会由“产学研用金服”等近70家机构发起，得到了包括文化、智慧、乡村振兴、智能制造、VR、人工智能等十几个领域的机构与协会的大力支持。10月17日，在中国电博会上，中国元宇宙第一个城市加速基地——杭州正式启动，并在深圳、杭州启动工作会，据悉，元宇宙委员会由中国民营科技实业家协会秘书处对该工作委员会进行指导、管理和监督。
元宇宙工作委员会的成立，旨在推动包括VR/AR、智能穿戴、生物识别、数字孪生、工业互联网、区块链、NFT、人工智能、算力等新技术的融合与集成低成本普及应用，同时作为行业机构协同“疫情、双边关系、国际关系、产业脱钩等外围因素，推动技术落地。引导协会会员企业及社会各机构和人士理性看待当前元宇宙热潮，推动元宇宙产业健康发展，共识、共建、共享元宇宙+赋能千行百业。
3.元宇宙涉及的领域
3.1.新网络、新算力：元宇宙基础底座
元宇宙需要构建一个宏大的虚拟世界，并实现虚拟世界和现实世界的互通融合。这样一个虚实互联的世界，需要新网络和新算力作为基础资源底座。工信部《“十四五”信息通信行业发展规划》对这一基础资源底座已经做出了规划：加快推进“双千兆”网络建设，统筹数据中心布局，积极稳妥发展工业互联网和车联网，构建以技术创新为驱动、以新一代通信网络为基础、以数据和算力设施为核心、以融合基础设施为突破的新型数字基础设施体系。我们聚焦新网络和新算力两个主题，从泛在接入网络、万物互联、高效算力、边缘计算四个维度，梳理元宇宙基础底座相关行业。
泛在高速接入网络：5G为重点，加快“双千兆”网络建设
元宇宙需要一张泛在的，超宽带，低延时的网络，5G网络建设是数字经济发展的基础底座，也是元宇宙构成互联互通虚拟世界的基础底座。
ITU定义了三个5G应用场景：增强型移动宽带(eMBB，EnhancedMobileBroadband)、大规模机器类通信(mMTC，massiveMachine-TypeCommunication)、高可靠低时延通信（uRLLC，UltraReliableLowLatencyCommunication)。5G技术的标准化工作主要通过国际标准化组织3GPP开展，5G技术标准涵盖R15、R16、R17三个版本。3GPP在三大应用场景基础上，进一步归纳了5G主要应用范围，包括：增强型移动宽带、工业控制与通信、大规模物联网、增强型车联网等。
2018年6月14日，3GPP已完成R15标准化工作，批准了SA和NSA，全球5G标准统一。R15主要聚焦eMBB场景，针对个人通信市场。随着R15冻结，5G商业化启动，设备厂商、运营商、终端厂商启动商业化。之后，R16标准已于2020年7月份冻结，R17标准计划于2022年6月完成。
我国的5G网络于2019年开始试商用，2020年12月，工信部向中国移动、中国电信、中国联通等三大运营商颁发5G中低频段频率许可证，实验频率正式“转正”进一步坚定中国5G产业发展信心。2020年，我国新增5G基站59万站，达到72万站。2021年预计全国5G基站达到135万站。当前基于5G场景的，元宇宙等相关产业还处于孵化期。要依靠网络催生行业应用高速发展，除了5G用户渗透率的提升，网络连续覆盖率是另一个重要基础指标。2021年底，我国5G基站预计达到130万站，距离4G的575万站还有不小的差距。根据工信部《“十四五”信息通信行业发展规划》我国每万人拥有5G基站数将从2020年的5个增加到26个，十四五时期，5G产业将处于基础设施建设期。根据第七次全国人口普查接口，我国人口141178万人，十四五期间需要建成5G基站367万个，2022-2025年，我国将新建基站232万站，平均每年新增58万站。略低于2020年的72万站和2021的63万站的新增量。随着5G基站数量增长，5G网络覆盖质量不断提升，对元宇宙等相关产业产生明显的催化作用。
5GeMMB场景下，下行峰值速率可达20Gbps，而上行峰值速率可能超过10Gbps，是4G网络的几十倍。从统计数据看，受益于5G商用，从2020年9月开始，我国移动互联网流量始终保持了大于30%的同比增长率。三大运营商5G套餐用户渗透率相继突破30%。
千行百业万物互联：物联网、5G行业专网
物联网即“万物相连的互联网”，是互联网基础上的延伸和扩展的网络，将各种信息传感设备与网络结合起来而形成的一个巨大网络，实现任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通。物联网技术是构建元宇宙的重要支撑技术，它是真实宇宙与虚拟“元宇宙”的链接，是元宇宙提升沉浸感体验的关键所在。
疫情之下，全球物联网连接数持续上升，特别是产业物联网加速发展。5GR16标准冻结，将加速工业互联网、车联网等5G下游行业应用的落地。2020-2021年，我国蜂窝物联网用户规模持续扩大，截至10月份末，三家基础电信企业发展蜂窝物联网终端用户13.85亿户，比上年末净增2.5亿户，其中应用于智慧公共事业、智能制造、智慧交通的终端用户占比分别达22.3%、17.6%、16.7%。
通信模组作为为物联网终端设备提供联网通信功能的关键部件，反映出物联网需求和通信制式的发展变化。2021年上半年，全球疫情好转，蜂窝通信模组市场需求复苏。多家供应商报告称智能计量、工业和医疗保健应用需求很好。根据Counterpoint数据，2021年全球蜂窝通信模组出货量增速屡创新高，第一季度同比增长50%，第二季度同比增长53%，二季度单季出货量首次突破1亿大关，第三季度同比增长70%。
更加高效的算力：大规模、云数据中心
2020年IDC行业增长增速趋势扭转向上。根据科智咨询统计，2020年中国数据中心市场规模达到2,238.7亿元，同比增长43.3%，扭转了2016~2019年连续增速放缓的趋势。科智咨询预计2022年中国数据中心市场规模将超过3,200.5亿元。
IDC报告显示，2020年中国IaaS市场规模达到119.3亿美元，同比增长53.7%；2021年上半年IaaS市场同比增长47.5%。2021年上半年中国公有云服务整体市场规模达到123.1亿美元。
公有云是数据中心主要市场，根据Cisco发布的统计数据，2016-2021年，全球IDC计算实例增长，主要由云数据中心贡献。根据Gartner数据，2020中国公有云服务整体市场规模达到129.62亿美元，同比增长38.6%。
为推动数据中心合理布局、供需平衡、绿色集约和互联互通，构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络体系，促进数据要素流通应用，实现数据中心绿色高质量发展，2021年6月，国家发展和改革委员会与中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》。统筹围绕国家重大区域发展战略，根据能源结构、产业布局、市场发展、气候环境等，在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝，以及贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等地布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点，发展数据中心集群，引导数据中心集约化、规模化、绿色化发展。国家枢纽节点之间进一步打通网络传输通道，加快实施“东数西算”工程，提升跨区域算力调度水平。同时，加强云算力服务、数据流通、数据应用、安全保障等方面的探索实践，发挥示范和带动作用。国家枢纽节点以外的地区，统筹省内数据中心规划布局，与国家枢纽节点加强衔接，参与国家和省之间算力级联调度，开展算力与算法、数据、应用资源一体化协同创新。
按需获取的算力：日益成熟的边缘计算产业
2020年12月，边缘计算产业联盟（ECC)与工业互联网产业联盟（AII)联合发布了《边缘计算与云计算协同白皮书2.0》，边缘计算2.0：边缘计算主要包括云边缘、边缘云和边缘网关三类落地形态；以“边云协同”和“边缘智能”为核心能力发展方向；软件平台需要考虑导入云理念、云架构、云技术，提供端到端实时、协同式智能、可信赖、可动态重置等能力；硬件平台需要考虑异构计算能力，如鲲鹏、ARM、X86、GPU、NPU、FPGA等。
云边缘：云边缘形态的边缘计算，是中心云服务在边缘侧的延伸，逻辑上仍是中心云服务的一部分，主要的能力提供及核心业务逻辑的处理依赖于中心云服务或需要与中心云服务紧密协同。如华为云提供的IEF解决方案、阿里云提供的LinkEdge解决方案、AWS提供的Greengrass解决方案等均属于此类。
边缘云：边缘云形态的边缘计算，是在边缘侧构建中小规模云服务或类云服务能力，主要的能力提供及核心业务逻辑的处理主要依赖于边缘云；中心云服务主要提供边缘云的管理调度能力。如多接入边缘计算、CDN、华为云提供的IEC解决方案等均属于此类。边缘网关：边缘网关形态的边缘计算，以云化技术与能力重构原有嵌入式网关系统，并在边缘侧提供协议/接口转换、边缘计算等能力，部署在云侧的控制器提供边缘节点的资源调度、应用管理与业务编排等能力。
目前，国内各从业者积极投身尚在起步阶段的边缘计算，其中包括三大运营商、主要网络设备提供商以及中国大型云服务企业。众多小型ICT公司、云和边缘技术专业公司。
中国运营商是边缘计算领域最活跃参与者之一。中国移动2019年边缘计算蓝图涵盖了300项具体的边缘措施，包括测试节点评估、开放API接口以及携手合作伙伴推广边缘商业应用。自2018年以来，中国联通在20个省市开展了60多项MEC试点和商用项目。
2020年各行业边缘计算部署验证增多，部分测试转为小规模部署。在这个阶段，边缘计算的部署大多是私有及定制化应用，专门设计用于满足企业需求，如智慧港口、智慧园区或智能工厂，而且边缘技术主要在本地部署。像现场直播这类公共应用的测试验证及示范也会出现在这一阶段，不过规模有限。
随着传输到云计算分析解决方案的数据量的增加，原始数据的延迟以及处理速度等问题也随之出现。边缘计算由于拥有可就近提供计算、网络、智能等关键能力，提高服务性能，支撑物理和数字世界，已经成为计算体系中的新方向，同时也是产业行业数字化转型不可或缺的技术手段。
当前很多行业已经以各种形式参与了边缘计算部署。专门为具有边缘计算特征的物联网所设计的平台也越来越多，如中国移动物联网公司的OneNET、中兴的ThingxCloud、华为的OceanConnect以及阿里巴巴和英特尔推出的联合边缘计算平台等。
边缘计算在产业数字化领域的重要价值已得到普遍认同，正迎来了新一轮发展机遇。据CBInsights数据，到2022年，全球边缘计算市场规模预计将达到67.2亿美元。与之伴随着的是，未来将有更多创新型企业加入，边缘计算将逐渐渗透于数字化领域的各个角落。
3.2.虚实之间：VR/AR设备放量在即
OculusQuest引领VR走向大众消费者，VR/AR全球快速放量
以VR/AR技术为代表的XR是元宇宙萌芽期最主要的应用形式，VR头显、VR一体机、AR眼镜等设备也将是初期最主要的消费级硬件产品。
VR/AR行业的发展呈现出波折上升的趋势，阶段性受资本推动形成泡沫，随后破裂，同时伴随着技术限制和应用场景落地困难，出现阶段性低潮。过剩、落后的产能以及无法落地的技术逐渐被淘汰、搁置，行业重新步入上升通道。
2012年谷歌推出全球第一款AR眼镜GoogleGlass，带上谷歌眼镜后，用户会看到在视野的右上方有一块虚拟的屏幕，并且可以通过它实现拨打电话、发送信息、录制视频、实时导航等操作，沉浸感比较有限。2014年Facebook以4亿美元现金外加2310万股Facebook普通股，总计20亿美金收购OculusRift的开发商OculusVR。
2019年起，随着5G建设落地，其核心应用场景之一的VR/AR再次走进消费者和资本市场的视野.依托于菲涅尔透镜、FastLCD等技术成熟，VR/AR产品用户体验提升、成本不断下降，逐步成为消费者可以接受的电子产品。2020年，Facebook发布了VR一体机OculusQuest2，首发价格直接下降到299美元，成为一款里程碑式的“元宇宙”消费级硬件产品。2022-2023年，苹果的AR眼镜或将问世。
目前VR/AR设备可以分为三类，分别是头显、一体机、手机盒子，其中头显需要外接电脑主机等设备，以提供运算、存储及其他软硬件层面的支持；一体机集成了处理器、存储、显示等所有核心模块，相当于微型的计算器或者头显级别的智能手机；手机盒子仅提供结构件和镜片，核心功能的实现依赖于插入其中的智能手机。目前VR眼镜中一体机占比已经提升至80%以上，预计未来将是行业内主流的产品类型。
受益于技术成熟带来的用户体验提升，以及材料成本下降，未来几年VR/AR设备有望迎来高速增长期。根据IDC的统计，2020年VR设备出货量555.3万台，其中头显、一体机和手机盒子出货量分别约为130、405、21万台，预计到2025年VR设备出货量将达到2,867.1万台，5年CAGR为38.86%，其中头显和一体机分别出货约633、2,235万台，一体机将占据主流位置，占比约78%。
AR设备则会以更快的速度增长，2020年AR设备出货量仅有28.4万台，其中头显7.5万台，一体机20.9万台；2025年AR设备出货量预计将增长至2,098.2万台，5年CAGR高达136.43%，其中头显和一体机出货量分别为1,398、701万台，占比分别为67%、33%。
欧美及亚太地区仍然是VR/AR消费主力军。2021年全球VR/AR设备预计有47.5%的出货量位于美国，中国和西欧分别占比19.60%、18.60%，位列二三名。其余地区占比均在5%以下。而从各地区的增速来看，大部分地区处于高速增长态势，尤其亚太地区2021年出货量增速高达116.20%，中国在保持近五分之一市场份额的情况下增速仍然高达88.70%，仅次于亚太。预计随着5G等基础设施趋于完善，VR/AR设备成本的进一步下降，高中低端产品阶梯的形成，发展中国家和地区的出货量或将快速提升。
从VR/AR/MR等虚拟技术的下游应用场景来看，ToC的游戏和媒体娱乐仍然是最大的领域，合计占比51%，其中游戏占33%，媒体娱乐占18%。目前ToB端整体占比约为42%，预计元宇宙发展步入中期较为成熟的阶段之后，工业元宇宙有望加速落地，B端应用占比或将有所上升。
硬件基础设施支撑元宇宙技术架构，市场空间打开
元宇宙是虚拟和现实交互的各项技术的集合，包括AI人工智能、区块链、NFT、5G通信、Wi-Fi6通信等等。这一产业链涵盖了从硬件到软件、内容、应用的完整链条，硬件部分作为基础设施，是一切软件和应用实施的根本，核心模块是芯片、传感器、光学器件、存储等电子元件，在此基础上通过模拟芯片等硬件端口实现人机交互，最终经过加工组装形成终端产品及配套外设。
元宇宙产业链硬件部分主要包括光学镜头、显示面板、主控芯片、传感器、存储、其他配件等，以及最终的整机制造环节。在各环节中，我国硬件供应商均有深度参与：
光学镜头：舜宇光学科技，三十年光学研发制造厂商，VR镜头下游客户包括行业头部企业，是OculusVR镜头的核心供应商。
显示面板：京东方，公司应用于VR、AR等领域的显示产品已实现出货，可提供VR/AR显示模组及系统解决方案。
整机制造：歌尔股份，公司已与全球主流VR头显品牌达成长期深度合作，包括OculusQuest和索尼的PSVR等，并占据绝大多数份额。
主控芯片：在核心主控芯片部分，高通骁龙XR系列是行业内最主流的选择。高通早早布局XR相关主控芯片的研发并率先量产，推出专用于VR/AR等领域的骁龙XR系列芯片。国内产商中，全志科技和瑞芯微均有针对VR应用推出的专用芯片。
从VR头显设备的成本结构来看，以OculusRift为例，总成本约为206.10美元，由6.50美元的人工成本+199.60美元的材料成本构成。OculusRift主要可以分成头显设备、探测装置、遥控装置、包装盒相关配件四个部分，成本分别为138.56、22.47、5.28、33.28美元，占比分别为69.42%、11.26%、2.65%、16.67%。
在核心装置头显设备中，显示器成本占比最高，达到49.80%，接近一半，采用的是三星的两块AMOLED显示器；其次是机械器件，占比17.39%，包括各类精密结构件和功能件，材质以塑料和金属为主；机电元件占比16.24%，主要包含PCB板、连接器、扬声器等。由于头显设备需要连接外部主机使用，因此存储功能主要借用外部的存储能力，头显设备内部的存储配置较为简单，成本占比仅有0.46%。
探测装置作用是探测头显及控制手柄的位置和视角，主要包含摄像头、处理器、电源管理IC等部件。其中摄像头占比最高，达到48.95%，处理器和机械器件分别占比23.50%、14.37%。
遥控装置主要包括机械器件、处理器、机电元件和杂项电子器件，分别占比36.93%、28.98%、14.39%、19.70%。
包装盒相关的配件主要包括无线控制器、无线适配器、配件、资料和包装四个部分，分别占比54.09%、18.78%、2.04%、25.12%。
VR一体机的成本结构和VR头显既有相似也有不同之处。屏幕依然是成本占比最高的模块，在一体机中达到33.9%。而存储和处理器因为无法借用外部的存储空间和运算能力，成本占比相比于头显有了较大幅度的提升，分别达到27.3%、16.4%。三个核心模块相加已经占到总成本的77.6%，剩余的光学器件、壳料等组件共占22.4%的成本。
元宇宙将推动流量增长迈向新阶段
全球虚拟现实市场规模高速增长。IDC数据显示，2021年第二季度由于OculusQuest2产品实现了巨大增长，VR硬件市场Facebook保持领先地位，占有率达到75%。Pico、DPVR、HTC分别位居二、三、四位，市场占有率分别为6.0%、5.7%、4.5%。在AR硬件市场，HoloLens2产品的销量同比大幅增长，微软出货量接近2万台，同比增长26%。IDC预测VR头显全球出货量预计将于2025年增长至2,860万台，五年CAGR为41.4%；预计2025年VR/AR总出货量将达到5,400万台。
IDC预测，中国元宇宙相关的IT支出未来五年复合增长率达到20.2%，其中包括了VR/AR、游戏、AI、区块链、公有云服务以及大数据分析。2020年我国VR/AR市场规模约为300亿元，其中VR市场规模约230亿元。VR/AR终端出货量稳步增长，2020年出货约120万台，其中VR终端出货量比96%。
3.3.工业元宇宙，赋能高端制造
数字孪生与智能工厂助力工业元宇宙先行一步
工业4.0的概念最早出现在德国，指利用物联信息系统，将生产中的供应、制造、销售信息数据化、智慧化，最后达到快速、有效、个人化的产品供应。工业4.0与前三次工业革命有本质区别，其核心是CPS的深度融合，即把传感器等智能装置嵌入到各种物体和环境中，并且通过网络加以连接，形成物联网，再通过超级计算机和云计算将物联网和互联网整合起来，实现人类社会活动与物理系统的整合。而数字孪生技术是CPS的技术核心。
工业4.0提出的智能制造是面向产品全生命周期，实现泛在感知条件下的信息化制造。基于工业4.0构思的智能工厂将由物理系统和虚拟的信息系统组成，称之为信息物理生产系统(CyberPhysicsProductionSystem,CPPS)。
元宇宙在智能工厂上应用空间较大，通过元宇宙虚拟工厂与现实工厂同步实现信息交互、监控等，不少制造企业已经实现了这种应用。宝马公司在英伟达的虚拟仿真工作平台Omniverse上打造出了与其现实工厂一一对应的“虚拟工厂”，即其现实工厂的数字孪生体。从产品设计到商品生产，都能在这个数字孪生体中进行。在全球领先的啤酒酿造商百威英博，所有的工厂都有对应的“数字孪生体”，实体工厂的从生产到能源使用和安全管理的信息，都一一复刻在数字孪生体中。我国能够汽车内饰工厂也构建了虚拟工厂，其与现实工厂同时运行，双向映射。订单状态、设备状态、产品状态等信息不再需要去现实的工厂里核实，只需要查看虚拟工厂的状态即可获得；在操纵虚拟世界中的设备的同时，现实世界中的设备也会与虚拟的设备同样反应。
元宇宙可用于智能工厂制造过程的仿真，数字孪生体的状态可以全面监控生产状态，根据实际运行情况进行生产的实时调整。譬如，在智能工厂的设计阶段，先搭建装配完成、可以投入使用的智能工厂的数字孪生体。它不仅包括外部的建筑结构，而且包括内部的产线、生产流程、设备结构等布置，通过这个完善的数字孪生体，可以验证产能配置和设备结构的合理性，工厂的设计问题在其开始建设之前就能被发现和解决。在智能工厂投产前、运行中的产线变动生产要求之前，都可以用数字孪生体模拟智能工厂未来的生产状态，实行生产流程的优化。产品设计完成，实际生产之前，也可以用数字孪生体仿真验证其合理性。智能工厂生产过程中，还可以通过数字孪生体的状态全面监控生产状态，并使用人工智能相关技术根据实际运行情况进行自动实时调整。
在元宇宙中，智能工厂实现了前所未有的信息流动。产品研发活动不再受时空的限制，甚至消费者也可以通过元宇宙进入研发空间，参与产品的研发。供应链里的所有智能工厂都组成一个整体，企业的生产活动可以通过上下游的生产情况实时调整，企业的生产信息也可以实时反馈给上下游企业，从而真正解决供应链内部的协同问题。现实世界的所有活动都被反映在虚拟世界里，并通过区块链技术忠实地记录下来，日后作为企业实行内部控制和面对第三方审查的依据。
在高端制造业的每一个环节上，智能化工业元宇宙的发展都可带来效率的提升。在研发环节，基于虚拟模拟的三维模型将更加准确地模拟各个零部件的作用方式，预测成品中内部环节的安装情况，相比于目前的建模软件为研发人员带来更加直观的对实验品状态的判断。在样品测试中基于人工智能的元宇宙模拟能和样品进行实时信息交互，对材料结构变化进行精确模拟，促进测试的有效性。在生产线环节，通过工厂运行状态的全面模拟和监控，可以更加快速直观地找出故障源头，进一步自动化智能化，为工程师们跨地点，跨产业高效协作科技创新提供基础。
英伟达OmniverseEnterprise平台是工业数字孪生的典型代表。OmniverseEnterprise是一款端到端协作和仿真平台，可从根本上改变复杂的设计工作流程，为团队工作创建更加和谐的环境，帮助企业轻松连接全球各地的员工，缩短生产时间，同时在信息安全方面提供了足够的保障。
德国汽车制造商宝马与英伟达在今年达成合作，引入Omniverse平台协调31座工厂的生产。NVIDIAOmniverse和NVIDIAAI可以模拟宝马生产网络中的生产环节及参与者，不仅涵盖整座工厂模型中的所有元素，还有在执行虚拟工厂规划、自主机器人、预测性维护和大数据分析等模拟任务中的装配零件。Omniverse有望将宝马的生产规划效率提高30%。
通过元宇宙中的数字仿真技术，智能工厂能够在付出实际行动之前对行动方案进行试错；在元宇宙内，时空限制被打破，信息进一步流动，产品的研发、生产、销售环节之间，产业链之间，产商与消费者、监管机构之间也可以实现信息的互通和行动的协同。
工业元宇宙需要配备海量数据的存储、处理、传输能力
工业元宇宙庞大体系带来硬件层面存储、运算、传输、感知等多方面新需求。工业元宇宙相当于在虚拟世界中新建了整个工业生产体系，模拟物体和人在现实中各类特征，抽象出软件层面的接口，包括行业应用层、共性应用层、模型构建层等架构。软件抽象层面之下的是包括大数据、云计算、人工智能、区块链、5G通信等在内的基础技术。而这一切技术框架的搭建都离不开底层硬件的支持，海量数据需要足够的存储空间，大量而频繁的需求需要性能更强大的处理器进行处理，快速通信需要更高级的射频器件等等。
数字孪生提高工业母机效率
工业母机是生产制造最基础的工具。工业母机指金属切削机床，用于对金属或其他材料进行加工，形成机械产品的零件。工作母机类制造业是制造各类装备的制造业，是整个工业体系的基石和摇篮，处于产业链核心环节，决定着一个国家或地区的工业发展水平和综合竞争力。
通过数字孪生技术，可以在元宇宙中建立起工业母机的孪生体，从而实现工业母机装配、工作流程的优化和监控。在工业母机的装配中，在数控系统装配完成后，需要在进行实际使用前对加工程序进行验证。运用数字孪生技术，可以直接在虚拟世界中操作工业母机的数字孪生体运行加工程序，从而替代在现实世界中实际投入物料进行试加工，大大减少了设备调试的时间和成本。此外，在工业母机的生产过程中，还可以根据数字孪生体的运行情况，在真实生产前进行模拟试切；可以对机床加工过程中材料和刀具的物理状态进行实时监控；还可以记录下加工过程，为未来的分析和优化提供依据。
3D打印链接现实世界和虚拟世界
3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等黏合合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品或零部件的直接制造。该技术在工业设计、建筑、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、支以及其他领域都有所应用，甚至有艺术家采用3D打印的方式呈现艺术作品。
在元宇宙中，3D打印成为连接虚拟世界和现实世界的一条通道。设计师可以先在虚拟世界里设计产品，经过优化和筛选，确定了最终产品之后，再用3D打印的方式将产品从虚拟世界带到现实世界里。而对于工艺简单、不需要工厂进行生产的商品而言，甚至不用生产出来，只需要设计者或经销商在交易时，将商品的三维模型数据传送给消费者，消费者就可以自行使用家里的3D打印机“打印”出所购产品。
元宇宙与汽车：智能座舱实现虚实结合，带来全新体验
在智能驾驶中，随着人从驾驶全神贯注中解放出来，在汽车的空间中服务驾驶员及乘客就变得重要起来。智能座驶舱将成为趋势，其功能主要包括：1、更加智能与简洁的功能操作，通过语音、触摸屏幕等代替原来复杂的功能按键操作；2、更加直观、清晰的信息显示；3、更加丰富的车载智能娱乐等。
在硬件部分，车载中控屏、液晶仪表盘、抬头显示仪是智能座舱产品的重要组成部分。其中，中控屏与仪表盘作为乘用车不可或缺的部分，正在向液晶屏幕显示转变，以提供给司乘人员更加丰富的信息与视觉体验。抬头显示HUD结合AR、VR技术能够给驾驶员带来更好地体验。
我们在易车网中统计了乘用车不同价位车型的配置情况。统计数据显示，当前，中控CID已经基本普及，搭载率在80%左右。液晶仪表正处在渗透期，10~30万的车型搭载率仅为20%。而抬头显示的搭载率还在萌芽阶段，主要集中在30万元以上的车辆。液晶仪表能够显示车辆电量电压、能量分配、导航信息等丰富的信息，这些都是传统机械仪表所不具备的，随着新能源与高等级智能驾驶汽车的渗透，液晶仪表盘的搭载将会不断上升。根据Marklines的预测，全液晶仪表盘将会从2019年的15%搭载率上升为2025年的40%，对应市场价1,500元，及假设2025年市场价1,200元，可测算得2025年中国液晶仪表市场规模有望达到119亿元规模，增长147%。
抬头显示HUD利用投影技术将导航等信息投影到挡风玻璃，司机不用频繁低头查看导航，能够提升行车安全性，尤其是在夜间及高速行驶时。HUD更多是辅助作用，当前一套成本约1,400元，其渗透速度预计不如液晶显示仪表。根据中汽中心数据，2019年HUD市场规模约22.4亿元，对应约7%的市场搭载率。假定2025年市场搭载率为30%，成本下降至1,300元，则对应市场规模将达到97亿元。液晶仪表屏、HUD的渗透率提升将会是智能座舱领域的重要增长机会。
在中控屏及娱乐信息系统领域，市场格局较为分散。根据ResearchInChina数据，2015年全球前五大供应商集中度为51%，其中排名前三位分别是：哈曼、阿尔派、博世。从国内市场看来，目前，合资品牌和高端品牌市场主要被国外供应商把持，国内厂商凭借成本优势，正在占据中低端和自主品牌市场。
“一芯多屏”将是智能座舱的未来发展趋势
在智能座舱整体设计的理念下，“一芯多屏”将成为趋势，其能有效降低成本，并易于通过OTA实现持续软件迭代。原本相对独立的系统将会围绕座舱域控制器与操作系统，形成一个整体解决方案，对接各个子系统。
为实现“一芯多屏”需要完整的座舱域架构，包括座舱域控制器、多芯片、多操作系统、Hypervisor虚拟技术、交互逻辑和HMI设计等技术融合。
在“一芯多屏”的趋势下，产业链关系可能发生变化，智能座舱Tier1有望成为整合者。原来中控、液晶等各子系统直接对接整车厂的模式，将会被座舱解决方案提供商整合次级供应商、并向整车厂提供一体化解决方案的模式所取代。智能座舱Tier1的将分担整车厂的开发负担，并提供更加专业与经济的方案，实现双赢。
“一芯多屏”对于Tier1提出了更高的产品开发能力、技术集成要求。同时，单车平均收入的上升也会给Tier1带来更大的发展机遇，并有望扩展上游业务范围。
3.4.元宇宙新消费：以体验升级为主线的新消费场景
游戏娱乐：已具备元宇宙雏形，将率先受益
游戏产业变革是硬件终端变革的结果。中国游戏产业最早可追溯至90年代，由于当时网络、硬件均不发达，游戏主要以各式游戏机和盗版单机游戏为主；2000年后，随着个人电脑以及网吧的普及，PC网络游戏迅速发展，2001年《传奇》、2005年《征途》成为当时的现象级网游，使资本注意到了网络游戏强大的吸金能力，因此第一批VC/PE介入，行业得以高速发展。2007年，第一代iPhone问世，智能手机时代来临，从2010年开始，手机的增量主要由智能手机提供，大量游戏公司开始向手游转型。从行业发展历史可以看出，各类型游戏销售额和对应终端产量增速匹配度极高，游戏形态发展主要以硬件终端的普及率决定。放眼未来，VR、AR设备放量将带动游戏产业新一轮变革，硬件算力、5G通讯、相关生态的开源能力则是决定产业变革速度的关键。
游戏已成为目前VR设备的主要应用之一。游戏是VR设备最早的应用方向之一，如爆款VR游戏《BeatSaber》早在2018年就已经上线。根据VR陀螺统计，截至2020年Quest平台共上线VR内容235款，其中娱乐类44款、游戏类154款、应用类37款；VR游戏类中动作、休闲类游戏是主要类型。而据Steam、PlayStation和Oculus商店的数据，目前全球VR游戏数量正以每月超过100款的速度增加，其中收入最高的VR游戏已超过创收超1,000万美元。
相比VR游戏，中国网络游戏均具备更多元宇宙游戏初级形态，有望率先受益。在元宇宙第一股Roblox的招股书中总结了元宇宙的8个关键特性，分别为：Identity、Friends、Immersive、LowFriction、Variety、Anywhere、Economy、Civility。目前较为火爆的VR游戏中，如《BeatSaber》和《Half-Life:Alyx》均为单机游戏，以沉浸感为主要卖点，基本不具备元宇宙的其他要素；而网络移动游戏中，尤其是MMORPG类手游已经可以满足其中的身份、互动、低门槛、随地玩四条要素，同时随着技术推进也在加强其他特性如沉浸感方面的体验。我们认为，当前中国移动端网络游戏产值已居世界第一，随着未来VR设备普及，中国游戏产业有望率先受益于元宇宙游戏。
虚拟人：元宇宙虚拟分身，具备多元化落地场景
虚拟人指的是通过CG技术创造出的拟人化形象，以代码或数据的形式运行，通过显示设备呈现。严格定义来看，数字人指的是人类设计运行于计算设备上的代码和数据，可以是1：1按真人还原的数字孪生，也可以是虚拟现象，虚拟人强调与真人外表相似的虚拟形象，而虚拟数字人强调智能交互能力。AIIA对虚拟数字人的定义为：具有数字化外形的虚拟人物。存在于非物理世界中，依赖显示设备存在，并且具有人的外观、行为和思想。
按照核心功能，虚拟数字人可以分为服务型和身份型。服务型数字人定位于替代真人提供某种服务，从而实现降本增效，目前应用场景包括虚拟客服、虚拟主播、AI助手等，处于持续渗透期，未来元宇宙场景中，服务型数字人将替代目前移动互联网场景下的app，承担人与场景的交互功能；身份型数字人具有特定身份，包括特定IP、以及个人的虚拟身份。
目前应用场景主要是虚拟偶像，商业路径已经得到证实，而未来的元宇宙场景下，每个人都需要拥有自己的虚拟分身，基于个人身份的变现机会初步得到验证，长期来看具有较高的空间。
NFT：非同质化货代币，赋能数字内容资产化
NFT指的是非同质化代币，用于表示数字资产的唯一加密货币令牌。其特点可总结为，唯一性与真实性、锚定非同质化资产价值，具体来看表示一种不可分割，且独一无二的数字凭证，通过将某一特定资产相关的权力内容、历史交易流转的信息等记录在智能合约的标示信息中，从而将该数字凭证映射至特定资产，在对应的区块链上生成无法篡改的特定编码，保证该资产的真实性与唯一性。
应用方向：资产认证。目前NFT主要应用于产权认证领域，包括艺术品、游戏，甚至房地产等，理论上可用于任何需要唯一认证的领域。据行行查研究，2020年NFT应用于虚拟世界、艺术品、游戏、体育活动、收藏品、虚拟资产占比分别为25%、24%、23%、13%、11%和4%。
旅游：元宇宙重塑旅游产业模式形态
互联网+旅游已成为旅游行业发展趋势。互联网极大地缩短了时间和空间的距离，越来越多的用户通过网络来规划自己的行程路线，根据西班牙旅游局统计，2019年有70%游客的出行目的由互联网决定。国内随着携程、去哪儿网等旅游软件的发展，在线旅游市场交易规模逐年增长，虽2020年因疫情导致旅游行业整体受到冲击，但整体仍处向上趋势。
目前VR在旅游行业的应用上仍以线上营销为主。受制于硬件设备普及率，现在大部分“线上旅游”功能指在电脑或手机上提供部分2D图片和视频，以“线上种草，线下拔草”的营销为主要目的，其中OTA平台为主要的服务提供方。而VR端中的“虚拟旅游”大都是定制内容的单人体验，细节和内容不足，有些则作为景区内的增值服务，变现以吸引游客线下消费为主。
元宇宙+旅游是从线上营销到虚拟旅游的转变。虚拟旅游是利用虚拟现实技术模拟或超越现实景观，营造出虚拟旅游环境，游客则能够通过多种交互设备来驾驭该环境，从而获得身临其境的体验。随着算力和设备体验感升级，VR+旅游的定位将逐渐从营销到真正的VR虚拟旅游转变，相比于普通的以2D/3D展示，VR虚拟旅游有以下的几点优势：
1.短期看，体验增强，提升线下转化率。在VR设备下游客可以全方位体验景区在不同天气，时间下的风景，也可以和一同游览的游客互相交谈，在特定条件下更容易取得用户的共鸣，用户沉浸感更强，对景点的印象也会更加深刻，所以从营销角度考虑，VR虚拟旅游将有利于景点的品牌形象宣传，进一步提升具体景点线下转化率。
2.足不出户感受各地风光。现代快节奏生活是线上旅游发展的主要催化因素，根据美国PewInternet&AmericanLife的调查数据，45%的美国成年网民曾经有过网络虚拟旅游的体验，其中城市居民和教育程度更高的网民占比更高；中国的去哪儿网主要用户也以一线/二线城市人群为主。这些人群可自由支配的旅行时间较少，因此VR虚拟旅游将同时满足他们社交+旅游的需求。另一方面，此类人群的付费能力更强，因此虚拟旅游也具备较大的市场空间。
3.突破时间界限，可展示范围更广。除了传统意义的现存景观的虚拟旅游，未来通过3D建模等技术，我们可以实现再现景观或未建成景观的虚拟旅游，帮助游客更好地了解历史或填补遗憾。因此元宇宙+旅游将突破时间、空间界限，而中国作为5000年历史文化大国，在题材上也具备非常广阔的空间。
疫情推动VR虚拟旅游相关产业落地，海外领先一步。由于疫情打击线下旅游行业，海内外公司已开始布局VR虚拟旅游相关产业，部分项目已初步落地。海外公司如Matterport通过和各国旅游局合作，目前已经可以使VR用户高清在线体验包括埃及金字塔、日本国立博物馆、大英博物馆、美国百老汇等多个著名景点；国内方面，今年11月18日，张家界元宇宙研究融合发展研讨会暨张家界元宇宙研究中心挂牌仪式在武陵源区大数据中心吴家峪门票站举行，张家界自此成为全国首个设立元宇宙研究中心的景区。
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