風險提示：本文內容參考各研究所相關研報及公開資料（詳見附錄，需要原報告請私信），不代表本人觀點，也不構成任何投資建議。您看過本文後做出的任何投資決策與本人無關，市場有風險，投資需謹慎。
相關股票：
整機廠商 - 創維數字
偏光片 - 深紡織A、三利譜
微型傳動 - 兆威機電
VR檢測或測試 - 傑普特、華興源創
投資要點：
1、Pancake方案正成為Meta、Apple、華為等頭部企業的VR光學首選方案。
2、消費級VR頭顯出貨量翻倍增長，VR產業進入加速發展階段。作為VR設備核心組件的光學模塊，也將進入快速發展期。預計到2030年，光學模組市場規模500億。
3、Pancake生產的核心環節在透鏡貼膜，光學膜成本佔70%左右、收益最大。光學模組相關監測設備、瞳距調節的微型傳動器件等也將受益於市場的快速增長。
導讀：全文4000字，完整閱讀需要十五分鐘。共分Pancake方案是什麼、Pancake方案優缺點、Pancake方案的實現和優化、Pancake光學模組市場概況、Pancake概念龍頭股 這五個部分。
隨著元宇宙概念的爆發，2021年全球VR出貨量突破1000萬，標誌著VR產業正式進入消費級市場。2022上半年，全球出貨量約684萬臺，在大廠新品缺席情況下仍實現同比翻倍以上增長。隨著下半年字節、創維、蘋果等重點廠商的新品發佈，VR產業將進入加速發展。
作為連接顯示屏和人眼的重要橋樑，VR光學是VR設備的核心組件，必然隨著VR市場進入快速發展期。VR光學方案技術主要經歷了非球面透鏡、菲涅爾透鏡和Pancake方案三個階段，而Pancake有望成為未來3-5年VR升級的首選光學方案。
一、Pancake方案是什麼
Pancake方案主要源於其形狀薄如“薄餅（pancake）”，通常代指小巧輕便的薄型透鏡。方案主要利用偏振光原理，採用摺疊光路設計，圖像源進入半反半透功能的分束鏡之後，光線在鏡片、相位延遲片以及反射式偏振膜之間多次折返，最終從反射式偏振膜射出進入人眼。
按照光路設計，VR光學存在垂直光路方案（非球面透鏡、菲涅爾透鏡）、摺疊光路（Pancake方案、液晶偏振全息）、複合光路（多疊自由曲面、異構微透鏡陣列）、特定光路（超表面/超透鏡）這四類方案。目前菲涅爾透鏡是多數VR頭顯選擇的方案，但隨著消費級市場的發展，體驗更優的Pancake方案正成為頭部企業的首選。
二、Pancake方案有什麼優點和缺點
Pancake方案採用摺疊光路設計，主要優勢在於減重和變焦。具體來說，有三大優勢：
1、舒適度高。Pancake模組厚度相對傳統菲涅爾方案減少了一半，相應地，頭顯重量減輕50%以上，降低了對臉頰和眼眶的壓迫，有效提升了使用舒適度，進而提升用戶使用時長。
2、視覺體驗好。通過透鏡組合，提高了透鏡邊緣成像質量，降低圖像畸變，提高成像對比度、清晰度和細膩度。傳統菲涅爾透鏡因為鏡片本身鏡片問題，邊角會出現暗角、模糊和畸變。
3、近視用戶可摘掉眼睛佩戴頭盔。Pancake方案為組合透鏡，可以通過控制其中一片透鏡進行屈光度調節，目前普遍支持的調節範圍是0°-700°。而傳統菲涅爾方案只能通過增加透鏡實現。
主要不足在於：
1、圖像失真，包括形狀和色彩。光線在透鏡中折返，由於光的雙折射現象，容易產生失真。雙折射現象與透鏡材質有關，塑料材質通常有較大雙折射。增加透鏡或改變透鏡形狀、改善材質、優化光路等均可以降低雙折射現象。
2、對屏幕亮度要求高。受制於光學原理，光每次經過半透半反鏡會損失25%，反射偏振膜也會損失10%，總體上，Pancake方案的光學利用率僅10~20%。這也意味著更高的成本和功耗。
3、視場角較小。雖然Pancake方案的視場角理論上限較高，當前量產的方案真實視場角基本處於60~90度之間，低於菲涅爾方案。
4、成本高，是菲涅爾方案的7~8倍。方案中最核心的是光學膜，全球只有3M等少數企業的產品能達到方案要去；同時對貼膜或者鍍膜的精度和平滑度要求很高，目前依賴人工貼膜。
隨著技術方案的逐步成熟，Pancake的上述不足有望解決。
三、Pancake方案怎麼實現和優化
1、結構
如下圖所示，從光路上看，圖像源進入半反半透功能的鏡片BS（分束鏡）之後，光線在鏡片、相位延遲片以及反射式偏振膜之間多次折返，最終從反射式偏振膜射出進入人眼。
分束鏡（Beam Splitter），它能方便的把入射光分離成反射光和透射光兩部分。在Pancake方案中，分束鏡主要用來做二次反射光線使用。分束鏡可以用部分反射膜替代。
偏光片（Polarizer），是一種能讓自然光變為偏振光的化合物薄膜。自然光是由無數方向橫振動合成的複雜混合光波，偏振光是具有某種規則地變化的廣播。線偏振光是指只沿一個固定方向震動的光，圓偏正光是指偏振面相對於傳播方向隨時間以圓頻率w旋轉的光。
反射式偏振膜（Reflective Polarizer），能夠選擇性的反射偏振光的一種偏光膜。Pancake方案利用了反射偏振膜的選擇性反射和投射偏正光的特點，通過1/4相位延時片，改變了偏振光的狀態，實現了光第一次到達反射偏振膜時被反射，第二次到達反射偏振膜時投射入眼。
1/4相位延時片（Quarter-Wave Plate），通常由塑料薄膜製成，透光性高，在正確的方向時，線偏振光以45度通過則變成圓偏正光、相位延遲1/4波長，同理，圓偏正光通過則變成線偏振光。
此外，Pancake光學模組的入射光必須是圓偏振光。目前Pancake光學模組搭配使用的屏幕分LCD屏和OLED屏。LCD屏發出的為線偏振光，需要在屏幕上增加一塊1/4相位延時片將其轉化為圓偏正光；OLED屏是自發光原理，其光線是非偏振光，需要在屏幕上增加偏振膜先轉化為偏振光、再貼上1/4相位延時片轉化為圓偏振光。
針對光路多次折返的損失問題，需要搭配使用亮度更高的Mini-LED / Micro-OLED屏幕。
2、加工流程
主要包括光學設計、透鏡加工、透鏡貼膜、組裝、檢驗和封裝六個流程。
其中最重要的環節是透鏡貼膜，特別是曲面貼膜工藝能夠擴大視場角，但是工藝難度非常大。一方面，Pancake對光學膜材的要求比較高，僅少數公司產品能達到要求；另一方面，曲面貼膜的邊緣很容易出現不平整，因此也使得產品的良率大大降低。因而，成本和良率是限制Pancake方案迅速放量的關鍵。
總得來看，貼膜是Pancake模組中技術和價值都比較高的環節。其中，反射式偏振膜價值量最高。
四、Pancake相關市場怎麼樣
參考AirPods的發展歷程，市場規模快速擴大為供應鏈帶來發展紅利。以每年全球遊戲機的銷量作為VR設備市場空間的參考，2021年全球遊戲機的銷量預計在5,500萬臺左右，而VR設備的出貨量約為1,500萬臺，滲透率僅為27%。回顧2019~2020年AirPods的滲透率，廣發證券認為2021~2022年的VR設備處在滲透率快速提升的階段。
VR光學作為VR頭顯的核心零部件，其市場規模取決於VR的出貨量規模以及光學模組的價格。2022Q1，全球VR頭顯出貨量356萬臺，同比增長26.6%，市場規模提升的拐點已至。
WellsennXR數據顯示，目前產業鏈單片非球面透鏡價格約為5-10元，單片菲涅爾透鏡價格約為15~20元，單個Pancake光學模組的價格約為150~200元（不含屏幕）。預計2030年Pancake以及其他前沿光學方案佔比提升，彼時市場規模可達500億元。
五、Pancake概念龍頭股
風險提示：本文羅列出產業鏈條上核心企業及對應的股票，僅為個人分析之用。短期不一定會上漲、甚至可能直接進入調整。是否交易，請依據自己的交易模式。
Pancake模組中的光學膜片至關重要，佔總成本的70%左右，因而光學膜相關供應商收益最大；其次，Pancak方案的另一大難點在於透光性差、需要搭配新型顯示設備，而新型顯示技術的快速滲透也將帶動配套平板顯示檢測設備需求增長；第三，為了降低視覺輻輳衝突，用於變焦的微型傳動器也將受益。
排除不在A股上市和未上市的企業，主要龍頭企業有以下幾家。
1、創維數字：A股唯一的VR一體機標的。
公司在消費電子行業擁有深厚積累，產品已進入谷歌、三星、華為、小米等知名科技企業終端供應鏈中。
在VR業務方面也已積澱多年，2021年發佈首款Pancake超短焦VR分體式眼鏡，並出口美國銷售。2022年7月25日發佈VR新產品PancakeXR系列，多項性能指標做到全球領先，性價比較高，生態豐富度不斷提升，有望實現C端的放量。
2、三利譜：中國產偏光片龍頭
自主研發、佈局多賽道。產品已進入谷歌、三星、華為、小米等國內外知名科技企業終端供應鏈中。Pancake光學膜技術儲備豐富，針對Pancake摺疊光路系統能提供兩類解決方案：一類是偏光片在Pancake模組顯示端的應用，另外一類是在近眼端的線偏側貼合和QWP側貼合，並通過激光切割或CNC切割來對該類偏光片進行加工。
3、深紡織A：偏光片業務佔比超過90%
1995年成立盛波光電進入偏光片領域，從美國引進LCD偏光片產線，是大陸偏光片發展的開端。2011年投產1490mm寬幅生產線。目前共有6條量產生產線，1條在建生產線，年產能2000萬平米，產品涵蓋TN/STN偏光片、TFT-LCD偏光片及OLED偏光片。
4、兆威機電：微型傳動龍頭。
兆威機電的微型傳動系統可以應用於磁感應系統、瞳距調節驅動系統、頭部自動鬆緊裝置等。通過微型傳動模組，可實現智能化VR瞳距調節，提高調節精確度，協助緩解眩暈的感覺。公司有望充分受益於VR行業發展。
5、傑普特：VR/AR眼鏡模組測試。
公司主營業務為激光器以及主要用於集成電路和半導體光電相關器件精密檢測及微加工的智能裝備。針對高速發展的VR/AR市場，公司為客戶定製了一系列廣視場角測試設備，部分設備形成訂單並開始交付。其中VR/AR眼鏡模組測試機可應用於VR/AR透鏡成像畸變檢測，並可以兼容頭戴式眼鏡成品和單眼模組階段產品的檢測，隨著VR/AR下游需求漸顯，相關設備未來將對業績帶來新驅動。
6、華興源創：平板顯示檢測設備。
為搭配Pancake方案的同時、實現更高亮度以及更高分辨率，Micro LED和Micro OLED等新型微顯示技術將漸成主流，而新型顯示技術的快速滲透也將帶動配套平板顯示檢測設備需求增長。公司是行業領先的工業自動化測試設備與整線系統解決方案提供商，產品主要應用於LCD與OLED平板顯示及微顯示、半導體、可穿戴設備等行業。
參考報告（下載源報告請私信）
1、WellsennXR，《VR光學專題研究報告》
2、廣發證券，《VR行業專題跟蹤系列二：元宇宙概念加速滲透，賦能VR內容及硬件端雙輪成長-211102》
3、申萬宏源，《元宇宙系列深度報告之二-VR／AR行業報告：軟硬正循環，奇點已至-220505》
4、廣大證券，《VR／AR行業跟蹤報告之一：創維Pancakexr新品發佈會召開在即，Pancake光學方案大勢所趨-220723》
往期推薦：
一文看懂EDA產業鏈及概念龍頭股
一文理清人形機器人概念股及投資要點
一文弄懂Chiplet及概念股