漫威迷們都熟悉這樣一個場景:當鋼鐵俠戴上頭盔,眼前立即出現立體全息影像,他可以基于注視、手勢乃至眼神,與周圍産生實時交互。如今,這種類似科幻電影的場景早已經悄悄融入現實生活。
自 2021 年 " 元宇宙元年 " 概念橫空出世,元宇宙市場熱鬧程度便堪比 1995 年互聯網崛起,也激發了人們對于未來數字世界的無限想象。
2021 年 " 元宇宙元年 " 概念橫空出世
但喧鬧之下,唯有硬核技術的創新,才是支撐産業持續前行的動力,這其中,面向用戶端的終端設備的發展極爲關鍵。如同 iPhone 帶來了移動互聯網的革新,全新數字變革的到來,引爆點在于 AR/VR 等終端設備的演進。
01 01 瞄準 AR/VR 核心光學元件,耐德佳靠長期主義跻身一線供應商
AR/VR 在國内的繁榮并不是第一次,早在 2014-2016 年期間,行業曾經曆一次發展高潮。2014 年,Facebook 公司耗資 20 億美元收購 VR 頭顯品牌 Oculus;2015 年,微軟推出了第一代 AR 眼鏡 HoloLens;憑借一段 3D 鲸魚演示視頻刷爆網絡的美國 AR 硬件公司 Magic Leap,在未做出任何産品的情況下,截至 2016 年共獲得超 10 億美元融資;這些重磅事件引發了一場轟轟烈烈的 XR 投資和創業熱潮,餘溫至今未散。
反觀如今的二度繁榮,這種樂觀态度被進一步放大。但不同于曾經的概念驅動,國内的這一波浪潮依托的是政策及産業鏈的硬核支持。從 2016 年起,工信部等各大部委推出的利好政策層出不窮:2016 年工信部聯合國家發展改革委制定了《智能硬件産業創新發展專項行動》,提出要加快虛拟現實設備的研發及産業化。2017 年工信部将近眼顯示、GPU 渲染等五大虛拟現實核心技術列入《産業關鍵共性技術發展指南》。去年 11 月份,工信部等五部門更是聯合發布《虛拟現實與行業應用融合發展行動計劃》,目标定在 2026 年國内虛拟現實産業總體規模超過 3500 億元,虛拟現實終端銷量超過 2500 萬台。
宛如投石入水,政策極大地刺激了産業鏈的聯動和發展,上下遊廠商也全方位加碼投入、強化合作。根據 IDC 統計,2021 年全球 AR/VR 總投資規模接近 146.7 億美元,2026 年有望增至 747.3 億美元,五年複合增長率(CAGR)将達 38.5%。其中,中國市場五年 CAGR 預計将達 43.8%,增速位列全球第一。
賽道的火熱讓不少玩家重拾信心,但這也意味着更加激烈的競争環境:這将是一場從技術積累、落地能力到生态資源的全方位綜合競争。
作爲 AI 和視覺體驗的融合,AR/VR 的其基本原理可以概括爲:近眼顯示系統将微顯示器上的圖像,通過一系列光學成像元件放大形成虛像并投射到人眼中,從而将屏幕上的二維圖像變成 3D 眼鏡裏的立體畫面。這一過程中,光學元件對于用戶體驗幾乎發揮着決定性作用。
" 光學元件是整個 AR/VR 行業裏面最核心的環節。一方面,它成本很高,一小片光學模組會占據整個 AR 眼鏡三分之一乃至以上的成本。同時,光學元件的亮度、清晰度、大小,都直接決定着用戶體驗。"AR/VR 光學模組頭部供應商耐德佳創始人程德文在接受 36 氪企服點評訪談時表示。
程德文從 2004 年年便已開啓了對 AR/VR 頭戴顯示技術的研究,北京理工大學攻讀完本碩博之後,程德文留校任教,其方向始終聚焦在光學設計領域。在美國亞利桑那大學光學中心攻讀聯合博士時,程德文曾連續獲得 2009 和 2010 年光學設計領域頂級獎項,這個獎項由本領域最具權威的組織——國際光學工程協會 ( SPIE ) 頒發,每年全球範圍内僅表彰一名光學設計領域有突出貢獻的獲獎者。
" 我們是國内最早從事 AR/VR 硬科技設計開發的團隊之一,20 世紀 90 年代就開始了 AR/VR 頭戴顯示的研究,積累了大量專利。随着 Google Glass 的發布以及 Facebook 20 億美元收購 Oculus 等重磅事件的發生,我們團隊當時認爲産業化的時間點來臨了,便在 2015 成立耐德佳公司,緻力于推動自由曲面技術的産學研轉化和商用落地,其中一個重要方向即爲 AR/VR 光學顯示。" 程德文表示,自由曲面光學技術是一種設計難度高、制造難度大、應用範圍廣的底層平台級技術,除了 XR 領域,在高端光學設備及消費電子産品上均也有廣泛應用,例如車載 HUD、短焦投影、手機鏡頭、光刻機、物鏡等。
厚積薄發,在這條備受矚目的賽道上,耐德佳僅用 7 年多時間便成爲國内 AR/VR 光學模組頭部企業,入選北京市 " 專精特新 " 中小企業名單。耐德佳對行業最大的貢獻是成功推動自由曲面光學技術的産業化落地與商用,并将自由曲面光學技術做到全球領先,與蔡司、愛普生等國際巨頭水平處于同列。同時,爲進一步推進自由曲面光學技術的商業化落地和大規模量産應用、研發新技術以及擴建産線等,程德文透露,耐德佳近期即将開展 C 輪融資計劃。
前期,耐德佳主要是将自由曲面技術應用在 XR 領域,推出了自由曲面 AR 光學系列解決方案、Pancake VR 光學系列解決方案,爲行業提供了許多高品質 VR/AR 光學模組産品,并得到高通、聯想、惠普、小米等國内外消費級電子巨頭的認可與采用,推出了功能強大富有創新的 VR/AR 眼鏡整機,有力推動了 VR/AR 行業的進一步發展和普及。後期,耐德佳在光波導光機微型化方面取得了重要技術突破,研發團隊創新性地将自由曲面技術引入投影光機,并采用照明 / 成像光路複用技術,有效縮減光波導投影系統的體積和重量,将體積減小至 1cc,并提高了投影系統的光效。
聯想首款搭載 Pancake 方案的 VR 一體機—— ThinkReality VRX,采用了耐德佳 Pancake VR 光學解決方案
高通、米家、聯想 AR 眼鏡産品采用了耐德佳自由曲面 AR 光學解決方案
" 耐德佳光波導光機微型化研發成果可應用于二維陣列、表面浮雕光栅、全息光波導産品線。采用耐德佳微型化投影光機,可将 AR 光波導光機放在一個和普通眼鏡的鏡腿接近的空間裏,從而使光波導顯示系統更加接近普通眼鏡的造型。如果未來 Micro-LED 等高亮微顯示技術進一步成熟,光波導微型化投影光機的體積還可以進一步縮減。" 程德文表示,這項技術對 AR 眼鏡終端行業未來進一步普及推廣具有非常大的促進作用,同時耐德佳光波導微型化投影光機保持開放合作,希望能夠與更多廠商的光波導片産品進行适配使用。
在 VR/AR 核心顯示業務之外,經過大量調研、設計和研發,通過與行業合作夥伴一起攻堅研發,耐德佳成功利用自由曲面光學技術優勢研制近視離焦護眼顯示産品,解決了眼健康領域的一些痛點,該護眼顯示産品已在市場端得到良好驗證,程德文表示,未來将繼續對産品進行叠代升級,推出更好的産品方案,爲青少年視力防護提供新思路和解決方案。
耐德佳近視離焦護眼顯示産品解決方案
"AR/VR 光學模組的設計和制造需要我們秉承工匠精神,耐德佳會沿着這一方向走下去,保持精益求精和追求卓越的态度,向打造國内頂尖的光學設計和制造團隊的目标前進。" 程德文說。
02 聚焦場景和量産交付缺一不可
VR/AR 行業曆經大浪淘沙之後,最終篩選出的往往是業内最爲優秀的那一批玩家。在談及發展經驗時,程德文認爲,除了長期主義的理念,VR/AR 企業還需要在以下兩點下功夫。
首先是聚焦場景的設計能力。
随着消費者對于 VR/AR 這一元宇宙 " 入場券 " 的期待越來越高,再加上元宇宙、5G 等新技術的普及,傳統球面和非球面可供光學設計使用的自由度已經無法滿足設計需求。設計方法的創新,疊加不同技術的有效融合,才能創造出真正符合用戶需求的産品。譬如,在解決方案層面,爲了讓 AR 回歸 AR,充分發揮 AR 虛實融合的效果及交互優勢,耐德佳在自由曲面鑽石的基礎上進行了大幅升級,推出了自由曲面鑽石 Pro AR 光學解決方案,通過提升造型、透視和顯示效果,拓展 AR 的應用場景和使用範圍,以協助終端廠商打造更爲強大的 AR 終端計算平台,讓用戶充分參與和享受 AR 所帶來的交互變革新體驗。
耐德佳相信,自由曲面鑽石 Pro 的推出意味着 AR 終端廠商打造功能、體驗更強的消費級 AR 産品成爲可能。不僅允許用戶在辦公、社交、娛樂、運動等多場景下全天候使用,在辦公、教培、展陳導覽、騎行導航等運動狀态及戶外環境下使用 AR 眼鏡,同時還能有效提升目前以觀影爲主的消費級 AR 市場的多元化和差異化,增加用戶的可選擇空間,從而加快 AR 在 C 端普及推廣的進程,推動消費級 AR 的 2.0 時代加速到來。
在提升設計能力的過程中,同時需要聚焦不同場景。" 針對辦公場景的産品就需要把顯示作爲一個核心的考慮因素,但這一理念在遊戲場景可能就不适用。用戶需求的場景不一樣,對于光學模組的視場角、亮度、重量、體積、功耗等因素的篩選和排序就不一樣,不能用通用的模組去應用所有的場景 " 程德文說。
其次是産品的量産交付能力。
聚焦到國内激烈的市場競争,企業即便具備了優秀的設計能力,若不繼續向上下遊延展,也會時刻面臨着被取代的風險。基于這一思考,耐德佳于 2018 年在鎮江成立了智能制造基地,搭建了國内領先的自由曲面生産及頭戴顯示模組裝配平台。2021 年下半年開始,耐德佳啓動了鎮江智能制造基地—德伽智能的擴産改造工程,2022 年初擴産改造完成後,實現自由曲面光學模組産能成倍擴張,自由曲面光學鏡片産能從 140 萬片 / 年提升至 260 萬片 / 年,實現近 2 倍擴張,已在 AR/VR 光學領域形成高品質穩定供貨能力。2022 年下半年,耐德佳在上饒成立全資子公司未來光學科研院,協助建設江西省光學檢驗中心,建成國内首屈一指的光學檢測檢驗平台,并負責承接江西省光學檢驗中心的技術運營及産能升級。
耐德佳鎮江智能制造基地
程德文表示,在智能制造基地和光學檢測平台的搭建、運營過程中,耐德佳對于制造、裝調、檢測等工藝技術的理解也在不斷加深,這會逐漸加固企業的核心壁壘。
03 生态共建,耐德佳多赢合作 " 以小博大 "
耐德佳的市場表現也生動地說明,在數字化和智能化的浪潮中迅速起飛,修煉内功與外部借力缺一不可。
耐德佳創始人兼 CEO 程德文
在程德文看來,從一家技術型的中小企業,到成長爲北京市 " 專精特新 " 企業,耐德佳經曆了以下三個發展階段。
第一階段:2015 年 -2018 年,設計爲主。從實驗室走出來的耐德佳,期間主要提供光學模組的設計方案,提供的産品還處于樣品階段,生産制造委托給代工廠,核心聚焦在設計能力的提升和完善。基于該階段的積累,耐德佳擁有了百餘項專利及近百篇國際一流學術論文,10 多項美國專利,參與兩項頭戴顯示國家标準的制定,掌握核心關鍵技術,産品性能指标已達到或超過美國、日本等高科技公司相關産品。
第二階段:2018 年末 -2022 年,鎮江制造基地投産運營,設計與制造能力并駕齊驅。生産制造能力和供應鏈補齊後,耐德佳開始與大廠進行深度的溝通、合作和探索,處于大規模量産前的準備階段。
第三階段:2023 年開始,進入量産起飛階段。基于前兩個階段的鋪墊,耐德佳的産品開始大規模走向市場,面向大衆消費人群。" 我們一些 AR/VR 光學模組和客戶的 AR/VR 眼鏡産品本來計劃是去年底發出來,因爲疫情延遲到了今年發布。例如,在 2023MWC 世界移動通信大會上,高通發布骁龍 AR2 輕量級 AR 眼鏡參考設計,用的是我們的核心 AR 光學模組。" 程德文認爲,2023 年将是一個比較好的起飛狀态,耐德佳一兩年前研發的以及近期剛研發出的光學模組,現在正步入大規模量産階段,會有一批起量的 AR/VR 眼鏡的市場需求到來。
然而國内中小企業中,真正踏過了這幾個階段的玩家可謂鳳毛麟角,原因很簡單:盡管外部環境利好,但對于衆多光學元件廠商入局者來說,還不得不面臨一個殘酷的事實:從實驗室樣機到原型機,再到量産産品,最終到消費者手中,中間每一層躍遷都隐藏着巨大的鴻溝。
譬如在企業發展中後期,面對巨大的量産落地需求,生産模式、管理模式需要多維度改進,如何高效率生産出符合規範的産品?如何進一步降本增效,進而促進産品創新?都是擺在眼前的難題。
經曆過這些挑戰與磨砺後,程德文認爲,要從戰場中厮殺出來,不僅要苦練内功,更需要融入和培育業界生态,共生共赢,依托行業産業龍頭的平台和産業鏈資源,互惠互利,攜手共進。而這一路徑其實在國外早有成熟的合作範式,德國、美國、日本等在内的世界 " 隐形冠軍 " 企業都普遍采取這一模式:即大企業充分發揮 " 以大帶小 " 作用,攜手中小企業融入其數字化應用場景和産業生态,推動中小企業在全球産業鏈上站穩腳跟。
爲了錘煉出對标全球一線水準的産品和服務,實現跨越式發展,耐德佳選擇了攜手聯想這樣的行業龍頭企業,融入其生态圈共同發展。
事實上,耐德佳與聯想的合作可以追溯到 2012 年,彼時耐德佳還是一個處于實驗室樣機階段的高校團隊,出于對自由曲面光學技術這一賽道的共同目标,二者通過校企合作的方式共同打造了産品方案。此後,耐德佳更是得到了聯想在業務方面的多維度助力。譬如,在與聯想合作的 ThinkReality A3 AR 智能眼鏡項目中,基于聯想團隊的經驗和場景檢驗,耐德佳前後共計優化了 136 個版光學設計方案。最終,ThinkReality A3 這款外觀類似普通太陽鏡的産品先後斬獲了素有 " 設計界的奧斯卡 " 之稱的德國 iF 設計獎和美國《時代》周刊 "2021 年的 100 項最佳發明 " 榜單。" 基于 ThinkReality A3 的項目經驗,我們共同打造的自由曲面 BirdBath 光學方案後來也被多家巨頭和大廠的 AR 眼鏡采用,撬動了更多的客戶需求 " 程德文表示。
聯想 ThinkReality A3 AR 智能眼鏡
在耐德佳看來,聯想集團實體基因濃厚,在全球擁有 30 多家制造基地,是全産業鏈型行業領軍企業,全面覆蓋研發、制造、銷售及服務,能夠從多維度助力像耐德佳這樣的 " 專精特新 " 企業,賦能其數字化和智能化管理流程,降本增效,釋放更多業務價值。
耐德佳 X 聯想集團
耐德佳在下一代計算平台生态上的價值,也讓其在融資上不斷得到行業龍頭的加持。2017 年,聯想旗下聯想創投獨家投資耐德佳 Pre-A 輪融資,之後又連續多輪加注,爲耐德佳的産品和技術攻關提供了充足的 " 糧食彈藥 "。
耐德佳目前已經成爲了聯想全球供應鏈的認證企業。聯想從 2017 年起率先聚焦内部流程優化以及智能化進程,通過 AI、物聯網、數字孿生等新技術驅動供應鏈轉型,自主研發供應鏈控制塔,打通了 2000 餘家供應商信息系統,可以說對其供應鏈企業有着全方位數字化賦能。程德文表示:" 聯想作爲世界級的頂級企業,在理解行業、開拓市場等方面具備天然優勢,同時擁有生産制造、供應鏈等方面的頂級能力和經驗,可以在很多方面對企業進行深度指導 "。
另外,耐德佳還依托聯想百應一站式智能化服務平台以及聯想 " 星辰計劃 " 等,通過平台聚合的方式,實現運營、企業管理等核心業務的全價值鏈升級,實現企業高質量發展的迫切需求。
星辰計劃
可以說,聯想與耐德佳的合作,打造了 " 雙向賦能 " 的成功樣本。聯想實現了對耐德佳的多維資源賦能,耐德佳也進一步豐富了聯想的産品生态,這樣的模式對于産業的正向發展無疑起到重要的促進作用。
談及 AR/VR 未來形态時,程德文滿是憧憬:"AR/VR 演化的終極形态一定是格外簡化的,沒有‘端’,一切運算都在服務器上進行。當然,要達到手機和 PC 那樣的颠覆性影響力,依然還有很長一段路要走。"