随着科技的不断进步，汽车行业也在不断演进。其中，增强现实型抬头显示（AR-HUD）技术备受车厂青睐，逐渐崭露头角，为未来的智能汽车市场创造了无限可能。
AR-HUD将低价上车
当前，汽车行业尤其是中高端车型对抬头显示（HUD）的导入正呈现迅速增长。
2023年8月，中国市场（不含进出口）乘用车前装标配W/AR HUD交付18.12万台，同比增长29.89%，环比下滑4.08%。
广汽第二代GS8 AR HUD
AR-HUD技术是一种能够将虚拟信息与道路实景相结合的技术，提供了一种更安全和便捷的驾驶方式。随着技术的不断成熟和成本的逐渐下降，AR-HUD技术逐渐进入了低价位汽车型号，最终有望成为智能汽车的“标配”。以2023年3月初亮相的长安深蓝S7为例，它取消了传统的仪表盘，取而代之的是一块53英寸的AR-HUD全息式增强现实系统，这一创新由水晶光电提供支持。这一例子表明，AR-HUD技术正在成为汽车制造商争相采用的技术。
AR-HUD技术与产业链分析
AR-HUD技术的产业链包括图像生成单元（PGU）、光学镜面、玻璃、软件等零部件供应商。其中，PGU被认为是产业链中的核心板块，它占据了AR-HUD总成本的50%，其次是光学镜面，占比20%。、
当PGU和光学镜面的成本下降时，整体AR-HUD的成本也会相应下降，这将极大地推动AR-HUD技术在汽车中的广泛应用。近年来，这两大组件的新技术发展迅速，不断推动技术的进步。
新兴投影技术：LCoS和LBS正在侵占市场
在AR-HUD技术中，PGU用于生成图像并控制亮度。目前，最成熟的PGU技术路径是DLP技术，但由于其高成本和专利垄断，供应商相对单一。国内供应商开始深入研究新兴投影技术，以争取市场份额。
LCoS技术——利用LCoS面板来调变由光源发射出来投影至屏幕的光信号，但发射出来的光并不会穿透LCoS面板，属于反射式。优势：1、光利用效率高，可达40％以上；2、分辨率高，能够做4k甚至8k的真实分辨率，色域宽；3、工艺成熟后，成本低。
LCoS投影原理图
华为的AR-HUD产品采用了LCoS投影技术，拥有小体积和大画幅，支持多种应用。
华为HUAWEI xHUD AR-HUD车规级光学成像模组
来源：华为智能汽车解决方案
华为AR HUD与HUAWEI xHUD AR-HUD对比
另一种新兴技术是LBS（激光扫描投影），它使用激光作为光源，通过MEMS微振镜形成投影。
其优势在于：1、光学引擎大幅简化，体积小；2、对比度高，可以轻松达到7000：1；3、亮度高，色域广（>150%）；4、功耗低（<4-6W），发热量很小。但由于激光二极管对温度较敏感，不能达到85℃的工作要求等原因，LBS尚未成熟应用。
龙马璞芯成立于2021年，是国内专注于MEMS芯片和激光扫描微型显示模组研制与产业化应用的企业，针对AR-HUD，目前已开发出完整的基于LBS的解决方案LM-PGU-1000提供给合作伙伴，主要合作伙伴有舜宇光学、欧菲光、安波福等。LM-PGU-1000特点为：
解决显示散斑问题，散斑对比度<4%；
能够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；
更高的对比度。
龙马璞芯LBS解决方案参数
来源：龙马璞芯
波导技术将成为光学显示的终极方案
AR-HUD安装体积过大、成本过高是行业目前的痛点所在。而波导技术（Waveguide）可以去掉传统HUD内部的机械光学机构，省略掉三重反射中的前两重，直接将光源信息投射到风挡玻璃之上。其占用体积可以是传统机械方案的1/10。此外，光波导方案透光度高、 视场角大、 显示效果好。
光波导HUD原理
来源：大陆集团
光波导技术分为几何光波导和衍射光波导，其中衍射光波导技术是AR-HUD发展的主要方向，其被分为表面浮雕光栅波导和体全息光栅波导。
表面浮雕光栅波导因在AR近眼显示设备领域大面积应用，技术成熟度高，且具有轻薄、视场角大、眼动范围大等优势，目前是AR-HUD光波导的主流方案，如苏大维格、至格科技等厂商均在布局。
苏大维格是一家以自主研发三维光刻设备为核心驱动力，面向信息光子和新型显示领域，进行光电子材料器件研究和产业化的股份制民营企业。2021年6月发布用于AR-HUD的大幅面光波导模组，具备超薄、大视场、远虚像视距的显示效果，基于自主研制的微纳光刻设备和平台，该模组能够在 20cm x 20cm 的波导表面加工约 2x1011 个纳米单元，能够实现大于15米的投影距离。目前, 该模组已用于AR-HUD并搭载在华为智能驾驶系统上。
基于苏大维格大幅面光波导模组的AR-HUD显示效果
AR-HUD显示效果
体全息光栅波导可以把传统几何光学AR-HUD体积缩小到五分之一到十分之一，反射镜型AR-HUD有22升的体积，而全息光波导只有2.4升；主要成像模块还可以标准化，量产成本低，潜力巨大。但制作工艺复杂，目前具备量产能力的厂商较少，且相应的AR-HUD产品基本在2023年才开始落地。
三极光电2019年开始布局体全息衍射光波导技术，2021年6月与北汽、TCL华星光电协力推进全息光波导AR-HUD，2022年1月建成规模化全息衍射光学器件生产线，具备年产百万级片全息衍射元件的能力，可为汽车行业厂商提供大面积AR-HUD全息光波导产品。
全息光波导原理简图
图源三极光电
布局光波导的企业发展情况汇总
来源：公开资料整理
