隨著科技的不斷進步，汽車行業(yè)也在不斷演進。其中，增強現(xiàn)實型抬頭顯示（AR-HUD）技術備受車廠青睞，逐漸嶄露頭角，為未來的智能汽車市場創(chuàng)造了無限可能。
AR-HUD將低價上車
當前，汽車行業(yè)尤其是中高端車型對抬頭顯示（HUD）的導入正呈現(xiàn)迅速增長。
2023年8月，中國市場（不含進出口）乘用車前裝標配W/AR HUD交付18.12萬臺，同比增長29.89%，環(huán)比下滑4.08%。
廣汽第二代GS8 AR HUD
AR-HUD技術是一種能夠將虛擬信息與道路實景相結合的技術，提供了一種更安全和便捷的駕駛方式。隨著技術的不斷成熟和成本的逐漸下降，AR-HUD技術逐漸進入了低價位汽車型號，最終有望成為智能汽車的“標配”。以2023年3月初亮相的長安深藍S7為例，它取消了傳統(tǒng)的儀表盤，取而代之的是一塊53英寸的AR-HUD全息式增強現(xiàn)實系統(tǒng)，這一創(chuàng)新由水晶光電提供支持。這一例子表明，AR-HUD技術正在成為汽車制造商爭相采用的技術。
AR-HUD技術與產業(yè)鏈分析
AR-HUD技術的產業(yè)鏈包括圖像生成單元（PGU）、光學鏡面、玻璃、軟件等零部件供應商。其中，PGU被認為是產業(yè)鏈中的核心板塊，它占據(jù)了AR-HUD總成本的50%，其次是光學鏡面，占比20%。、
當PGU和光學鏡面的成本下降時，整體AR-HUD的成本也會相應下降，這將極大地推動AR-HUD技術在汽車中的廣泛應用。近年來，這兩大組件的新技術發(fā)展迅速，不斷推動技術的進步。
新興投影技術：LCoS和LBS正在侵占市場
在AR-HUD技術中，PGU用于生成圖像并控制亮度。目前，最成熟的PGU技術路徑是DLP技術，但由于其高成本和專利壟斷，供應商相對單一。國內供應商開始深入研究新興投影技術，以爭取市場份額。
LCoS技術——利用LCoS面板來調變由光源發(fā)射出來投影至屏幕的光信號，但發(fā)射出來的光并不會穿透LCoS面板，屬于反射式。優(yōu)勢：1、光利用效率高，可達40％以上；2、分辨率高，能夠做4k甚至8k的真實分辨率，色域寬；3、工藝成熟后，成本低。
LCoS投影原理圖
華為的AR-HUD產品采用了LCoS投影技術，擁有小體積和大畫幅，支持多種應用。
華為HUAWEI xHUD AR-HUD車規(guī)級光學成像模組
來源：華為智能汽車解決方案
華為AR HUD與HUAWEI xHUD AR-HUD對比
另一種新興技術是LBS（激光掃描投影），它使用激光作為光源，通過MEMS微振鏡形成投影。
其優(yōu)勢在于：1、光學引擎大幅簡化，體積??；2、對比度高，可以輕松達到7000：1；3、亮度高，色域廣（>150%）；4、功耗低（<4-6W），發(fā)熱量很小。但由于激光二極管對溫度較敏感，不能達到85℃的工作要求等原因，LBS尚未成熟應用。
龍馬璞芯成立于2021年，是國內專注于MEMS芯片和激光掃描微型顯示模組研制與產業(yè)化應用的企業(yè)，針對AR-HUD，目前已開發(fā)出完整的基于LBS的解決方案LM-PGU-1000提供給合作伙伴，主要合作伙伴有舜宇光學、歐菲光、安波福等。LM-PGU-1000特點為：
解決顯示散斑問題，散斑對比度<4%；
能夠提供更高的水平分辨率和水平FOV；
更低的功耗和更高的亮度；
更高的對比度。
龍馬璞芯LBS解決方案參數(shù)
來源：龍馬璞芯
波導技術將成為光學顯示的終極方案
AR-HUD安裝體積過大、成本過高是行業(yè)目前的痛點所在。而波導技術（Waveguide）可以去掉傳統(tǒng)HUD內部的機械光學機構，省略掉三重反射中的前兩重，直接將光源信息投射到風擋玻璃之上。其占用體積可以是傳統(tǒng)機械方案的1/10。此外，光波導方案透光度高、 視場角大、 顯示效果好。
光波導HUD原理
來源：大陸集團
光波導技術分為幾何光波導和衍射光波導，其中衍射光波導技術是AR-HUD發(fā)展的主要方向，其被分為表面浮雕光柵波導和體全息光柵波導。
表面浮雕光柵波導因在AR近眼顯示設備領域大面積應用，技術成熟度高，且具有輕薄、視場角大、眼動范圍大等優(yōu)勢，目前是AR-HUD光波導的主流方案，如蘇大維格、至格科技等廠商均在布局。
蘇大維格是一家以自主研發(fā)三維光刻設備為核心驅動力，面向信息光子和新型顯示領域，進行光電子材料器件研究和產業(yè)化的股份制民營企業(yè)。2021年6月發(fā)布用于AR-HUD的大幅面光波導模組，具備超薄、大視場、遠虛像視距的顯示效果，基于自主研制的微納光刻設備和平臺，該模組能夠在 20cm x 20cm 的波導表面加工約 2x1011 個納米單元，能夠實現(xiàn)大于15米的投影距離。目前, 該模組已用于AR-HUD并搭載在華為智能駕駛系統(tǒng)上。
基于蘇大維格大幅面光波導模組的AR-HUD顯示效果
AR-HUD顯示效果
體全息光柵波導可以把傳統(tǒng)幾何光學AR-HUD體積縮小到五分之一到十分之一，反射鏡型AR-HUD有22升的體積，而全息光波導只有2.4升；主要成像模塊還可以標準化，量產成本低，潛力巨大。但制作工藝復雜，目前具備量產能力的廠商較少，且相應的AR-HUD產品基本在2023年才開始落地。
三極光電2019年開始布局體全息衍射光波導技術，2021年6月與北汽、TCL華星光電協(xié)力推進全息光波導AR-HUD，2022年1月建成規(guī)?；⒀苌涔鈱W器件生產線，具備年產百萬級片全息衍射元件的能力，可為汽車行業(yè)廠商提供大面積AR-HUD全息光波導產品。
全息光波導原理簡圖
圖源三極光電
布局光波導的企業(yè)發(fā)展情況匯總
來源：公開資料整理
