Metaverse是一個混亂的世界，充斥著AR、VR、XR、MR等不同的術(shù)語。

事實(shí)上，Metaverse與其說是一個地方，不如說是一系列思想。許多這些替代現(xiàn)實(shí)還沒有變成實(shí)際和商業(yè)的現(xiàn)實(shí)，但這是初創(chuàng)公司試圖抓住機(jī)遇的最佳時機(jī)。一群有趣的年輕公司正在提出可能使這些替代性沉浸式現(xiàn)實(shí)開花結(jié)果的創(chuàng)新。

撇開創(chuàng)建和支持Metaverse可能需要的高性能計(jì)算不談，這些初創(chuàng)公司大致分為兩大陣營：從事HMI工作的公司和提供通信以處理生成的大量數(shù)據(jù)的公司。HMI初創(chuàng)公司涉及音頻、視頻和觸覺反饋等領(lǐng)域。

顯示技術(shù)

HMI最活躍的領(lǐng)域是microLED顯示屏，這是一種主要基于GaN LED的新型屏幕類型。像Micledi Microdisplays BV（比利時魯汶）、Poro Technologies Ltd.（英國劍橋）和NS Nanotech Inc.（密歇根州安娜堡）這樣的公司，在藍(lán)寶石或硅晶片表面外延層制造的器件的寬帶隙物理方面處于領(lǐng)先水平。

microLED是最新發(fā)展的顯示技術(shù)之一，理論上比LCD和OLED等現(xiàn)有技術(shù)提供更好的對比度、響應(yīng)時間和能效。這些老技術(shù)已經(jīng)在量產(chǎn)，為電視顯示器等既定應(yīng)用提供了價格優(yōu)勢，但可能無法滿足AR和VR設(shè)備的需求。MicroLED還可以制作成柔性、透明和節(jié)能的設(shè)備。

其他新來者正在投資制造顯示屏的能力（通常是與GaN LED設(shè)備制造商合作）。其中有兩家上海公司，NextVPU Ltd.（肇觀電子）和Jade Bird Displays（JBD），以及VueReal Inc.（安大略省滑鐵盧）和PlayNitride Inc.（臺灣新竹）。

Micledi是一家microLED顯示模塊fabless開發(fā)商，于2019年從IMEC研究所分離出來。其技術(shù)基于III/V材料加工、3D集成和300mm硅基加工，結(jié)合專有的專用集成電路，提供獨(dú)立、緊湊、單片的AR顯示器。與GlobalFoundries達(dá)成的制造協(xié)議旨在實(shí)現(xiàn)Micledi產(chǎn)品所需的分辨率、功率、尺寸和規(guī)模經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)使消費(fèi)者負(fù)擔(dān)得起的產(chǎn)品。

Poro Technologies是2018年從劍橋大學(xué)分離出來的公司，擁有制造多孔GaN的能力，這使得在多種基片上的單一GaN薄層中形成可調(diào)諧和卓越的LED成為可能。該公司提供發(fā)光紅色，黃色，綠色和藍(lán)色二極管并排在一個襯底，沒有堆疊。其他GaN-on-silicon的microLED公司必須疊層來獲得多種顏色。Porotech與晶圓工程供應(yīng)商IQE plc簽訂了上游供應(yīng)協(xié)議，與JBD簽訂了下游供應(yīng)協(xié)議。

NS Nanotech成立于2017年，致力于制造GaN半導(dǎo)體和nano-LED技術(shù)，為遠(yuǎn)紫外線消毒應(yīng)用提供不可見紫外光譜，并為下一代LED顯示技術(shù)提供可見RGB光譜。完善這樣的顯示技術(shù)并不容易。技術(shù)上的障礙，以及新冠疫情提供的機(jī)會，是NS Nanotech目前專注于遠(yuǎn)紫外線消毒應(yīng)用的原因。

microLED顯示器明亮的發(fā)光特性使其成為智能眼鏡和VR頭盔的明顯選擇。在透明AR智能眼鏡中，microLED的亮度、對比度和響應(yīng)性都優(yōu)于OLED。

然而，根據(jù)市場分析公司TrendForce的數(shù)據(jù)，在智能眼鏡中采用microLED還有一系列困難。

TrendForce表示，問題在于光波導(dǎo)技術(shù)、光引擎、電池存儲和圖像傳輸方面。雖然microLED的高亮度和高分辨率適合戶外使用，但紅色器件的量子效率仍然存在問題。因此，不疊加透明層是很重要的。

其次，microLED層需要很小才經(jīng)濟(jì)，導(dǎo)致FoV很小，通常被認(rèn)為在功能上不令人滿意。TrendForce表示，如果采用光波導(dǎo)設(shè)計(jì)方法，可以增加FoV，但光學(xué)效率會下降到不到1%。必須使用更明亮的光引擎來提供足夠的亮度，以滿足戶外使用所需的規(guī)格。

再加上電池壽命或容量的成本。如果設(shè)計(jì)師選擇更大的電池，這種方法會對重量、尺寸和產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。此外，如何將眼球追蹤傳感器和邏輯集成到一起來傳輸和處理圖像數(shù)據(jù)也是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

玻璃上透明microLED片的一個替代方案是在玻璃邊緣產(chǎn)生光學(xué)信號，然后引導(dǎo)穿過玻璃表面，然后直接進(jìn)入用戶的眼睛。

兩家致力于光波導(dǎo)方法的初創(chuàng)公司是Dispelix Oy和Swave Photonics NV。Dispelix（芬蘭埃斯波）成立于2015年，開發(fā)了特殊的光柵和光波導(dǎo)，可以將位于智能眼鏡框內(nèi)的顯示引擎中的圖像直接傳輸?shù)脚宕髡叩囊暰W(wǎng)膜。Dispelix研究人員成功地消除了與這種方法相關(guān)的一些典型問題，即彩虹效應(yīng)和透射衍射造成的衍射模式。

2022年6月，Dispelix宣布與JBD建立長期合作關(guān)系，為不同價位的AR眼鏡和頭戴設(shè)備開發(fā)一系列新的參考設(shè)計(jì)。Dispelix表示，JBD和Dispelix將匯集microLED顯示器、光引擎和衍射波導(dǎo)組合器方面的專業(yè)知識，并將開發(fā)至少一種雙目波導(dǎo)和多色microLED投影儀相結(jié)合的設(shè)備模型。

Dispelix還與奧地利激光投影儀開發(fā)商TriLite Technologies GmbH合作，該公司成立于2011年。兩家公司正在為AR智能眼鏡開發(fā)超小型化顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)合了TriLite的Trixel 3激光束掃描儀和Dispelix的波導(dǎo)。

Swave Photonics是IMEC的另一個衍生公司。該公司成立于今年早些時候，在種子輪融資中籌集了700萬歐，以幫助其開發(fā)基于專有衍射光子技術(shù)的全息芯片。

Swave將其技術(shù)稱為全息擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（HXR），使3D圖像可以用肉眼看到，而不需要觀看者佩戴智能AR/VR頭盔或特殊的眼鏡。HXR芯片采用標(biāo)準(zhǔn)CMOS技術(shù)制造，適合規(guī)模化生產(chǎn)和低成本的要求。

Swave的像素尺寸小于220nm。這是不到一半的波長可見光，這使它成為一個合適的全息術(shù)。Swave聲稱，可以用激光掃描芯片上的2D全息圖，從而完全重建出代表所有場景的3D光波，在空間中的任何一點(diǎn)都能完美聚焦。

大芯片版本的HXR微芯片尺寸為20mm20mm，正被設(shè)計(jì)用于全息顯示應(yīng)用；5mm5mm的版本將針對可穿戴設(shè)備。HXR芯片預(yù)計(jì)將在2023年出樣。

目前尚不清楚Swave將如何應(yīng)對實(shí)景拍攝。就目前而言，也許一個可以通過其他方式投射實(shí)景的全息環(huán)境將是許多人渴望的沉浸式體驗(yàn)。

掃描方案

在激光掃描方面，OQmented GmbH（德國Itzehoe）成立于2018年，致力于開發(fā)和銷售MEMS鏡和激光掃描技術(shù)。

OQmented的基礎(chǔ)技術(shù)被稱為Bubble MEMS。該公司是Fraunhofer研究所衍生出來的，該研究所最早研究了Bubble MEMS技術(shù)。OQmented針對的是技術(shù)、汽車和光學(xué)公司，為消費(fèi)級AR、機(jī)器人和3D相機(jī)應(yīng)用提供組件。

Bubble MEMS的掃描鏡是密封真空封裝在晶圓級透明罩下的。真空消除了鏡片振蕩的空氣阻尼，確保了長期的可靠性和最大的性能。OQmented的Bubble MEMS解決方案掃描頻率高達(dá)100kHz，超寬掃描角度可達(dá)180°的FOV。

2021年3月，OQmented宣布與ST合作開發(fā)用于AR和激光束掃描3D傳感市場的MEMS鏡。

2021年5月，OQmented和Dispelix同意將OQmented的MEMS激光束掃描技術(shù)與Dispelix的波導(dǎo)顯示技術(shù)相結(jié)合，這兩種技術(shù)是天然的互補(bǔ)。2021年11月，合作伙伴展示了帶有全彩圖像的智能眼鏡技術(shù)。

如果說AR眼鏡革命中有什么典型人物，那可能就是Kura Technologies Inc.（加州）的創(chuàng)始人、CEO兼CTO Kelly Peng。

Kelly Peng 2019年被列入Forbes的Under 30。Peng的公司開發(fā)了Kura Gallium AR眼鏡，該眼鏡基于通過波導(dǎo)的microLED圖像投影，提供了該公司所稱的8K分辨率和150度FoV。這款眼鏡在CES 2022上獲得了獎項(xiàng)，但價格不菲。費(fèi)用約為1200美元。電池壽命尚不清楚。

盡管如此，這款新眼鏡還是讓Kura在今年6月贏得了與TSMC的一筆交易。TSMC已同意為Kura生產(chǎn)一套定制的microLED顯示芯片，據(jù)推測可以在外形尺寸和功耗方面進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)。

音頻與觸覺反饋

但Metavers不僅僅局限在視覺領(lǐng)域。

USound GmbH（奧地利格拉茨）是一家fabless的MEMS公司，成立于2014年，以生產(chǎn)基于MEMS技術(shù)的移動應(yīng)用音頻系統(tǒng)為使命。USound與德國Fraunhofer研究所和硅技術(shù)研究所合作開發(fā)基于MEMS的壓電致動器，與現(xiàn)有的電動力換能器相比，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的系統(tǒng)集成、更小的體積、更低的成本和更好的硬件性能。作為制造合作伙伴，該公司專注于智能手機(jī)、耳機(jī)、頭戴式設(shè)備和助聽器的應(yīng)用。

USound的Danube音頻模塊是一款智能眼鏡的快速原型設(shè)計(jì)套件。它包括一個MEMS高音喇叭和一個電動低音喇叭。該模塊及其夾具旨在作為有聲眼鏡的參考設(shè)計(jì)。

Sonical Inc.（加州圣馬特奧）是一家成立于2020年的初創(chuàng)公司，試圖將計(jì)算機(jī)放入耳朵中，以實(shí)現(xiàn)包括語言翻譯在內(nèi)的一系列新穎應(yīng)用。為了使該平臺易于訪問，該公司正在創(chuàng)建EarOS操作系統(tǒng)。然后，hearables將使用AI和音頻處理實(shí)現(xiàn)個性化聽力。創(chuàng)始人兼CEO Gary Spittle曾在Cambridge Silicon Radio、杜比實(shí)驗(yàn)室和Knowles公司從事音頻工作。

然后是觸覺領(lǐng)域。

Hap2U SA（法國格勒諾布爾）成立于2015年，致力于設(shè)計(jì)和開發(fā)觸覺反饋。該公司使用壓電致動器在顯示表面下產(chǎn)生超聲波振動。這會在指尖下產(chǎn)生或多或少的摩擦感，也可以用來產(chǎn)生按鈕或開關(guān)點(diǎn)擊的感覺。

對于VR應(yīng)用，Ultraleap Ltd.（英國Bristol）使用了一個緊湊的超聲波換能器陣列，通過空氣發(fā)送聽不到的聲波，利用相移技術(shù)控制聲壓的焦點(diǎn)和強(qiáng)度，轉(zhuǎn)化為觸覺反饋。

2021年11月，該公司完成了6000萬英鎊（當(dāng)時約為8200萬美元，現(xiàn)在約為7100萬美元）的融資，以幫助解決Metaverse的問題。D輪的投資者還包括騰訊，使Ultraleap的融資總額達(dá)到約1.7億美元。

Emerge Inc.（加州Marina del Rey）成立于2015年，致力于研發(fā)一種與Ultraleap公司類似的技術(shù)，其基于MEMS的桌面設(shè)備將半空中的超聲波包裹在虛擬物體和互動上。

Ultraleap的成功之一是使用超聲波反射進(jìn)行手動跟蹤。Ultraleap早在2020年就與Qualcomm簽署了協(xié)議，其Gemini手部跟蹤軟件可用于多個平臺、攝像頭系統(tǒng)和第三方硬件。它內(nèi)置在Qualcomm Snapdragon XR2芯片組中。Varjo的VR-3和XR-3耳機(jī)已經(jīng)和Gemini一起出貨了。

此外，Qualcomm還推出了自己的AR眼鏡參考設(shè)計(jì)，這是該公司首款帶有無線接口的設(shè)計(jì)。這款Wireless AR Smart Viewer由中國Goertek（歌爾）制造，基于Qualcomm的5G XR2芯片與Goertek的近耳聲學(xué)模塊。兩塊1920*1080像素的OLED屏幕來自中國的SeeYA，其設(shè)計(jì)支持高達(dá)90Hz的幀率。

無線技術(shù)

無線技術(shù)初創(chuàng)公司也在尋求加入Metaverse的生態(tài)。它們的作用可能很重要，因?yàn)樾枰幚砗凸蚕淼臄?shù)據(jù)量很大，而UC（umbilical cable）的想法從人體工學(xué)上是不可接受的。

Clop Technologies Pte. Ltd.（新加坡）成立于2015年，開發(fā)了基于IEEE 802.11ad標(biāo)準(zhǔn)的60GHz無線基帶芯片CT6100。支持高達(dá)4.6Gbps的峰值數(shù)據(jù)速率，適用于要求低延遲的數(shù)據(jù)應(yīng)用，如實(shí)時視頻流、Wi-Fi Direct和其他快速傳輸。

另一家IMEC的子公司Pharrowtech（比利時魯汶）于2019年成立，以十多年來基于CMOS的毫米波無線電算法、芯片和天線設(shè)計(jì)的研發(fā)為基礎(chǔ)。該公司利用波束成形來增加回程、接入點(diǎn)和家庭單元的FoV范圍。該公司表示，使用Pharrowtech技術(shù)可以消除通過光纖連接個別場所的成本，同時還可以創(chuàng)建無線VR/AR和其他超高容量無線連接。

今年早些時候，Pharrowtech完成了1500萬歐的A輪融資，繼續(xù)開發(fā)60GHz無線射頻收發(fā)器和天線技術(shù)。這筆資金將用于推動其CMOS 60GHz收發(fā)器（PTR1060）和相控陣天線模塊（PTM1060）的市場推廣，用于5G固定無線接入和消費(fèi)級應(yīng)用。該公司正在向消費(fèi)者提供演示和評估套件，并將在今年第三季度加大生產(chǎn)力度。

Metaverse初創(chuàng)公司的生態(tài)在繼續(xù)增長，以上的列表并不全面。事實(shí)上，像Google、Meta、Microsoft、Qualcomm等老牌玩家很可能會繼續(xù)主導(dǎo)Metaverse技術(shù)的發(fā)展。不過，這些巨頭也可能會利用或收購初創(chuàng)公司的開創(chuàng)性努力。

審核編輯 ：李倩