元宇宙|引领未来20年科技发展浪潮

许英博   陈俊云   联系人:李雷

       廖原   贾凯方


核心观点

我们认为,元宇宙将是继移动互联网之后下一次20年量级的创新巨浪,但当前仍处于早期概念和营销阶段。回望过去十几年,智能手机的普及掀起移动互联网浪潮,全球用户数激增,带来了ToC互联网成长和ToB产业数字化萌芽;展望未来,下一代智能终端和元宇宙将进一步拓展人类的数字化能力,带来用户时长的持续提升,驱动产业数字化的蓬勃发展,最终实现人类的数字化生存。元宇宙不是对现实生活的替代,而是现实世界的映射和补充,有机会成为提升生产力的效率工具。元宇宙是不能被低估的未来趋势,对于iPhone和移动互联网的复盘将有助于寻找元宇宙的主题投资机会和长期投资机遇。

元宇宙为什么在2021年破圈?资本市场对元宇宙概念的关注源于Roblox和Meta。Roblox是第一家把元宇宙写入招股书的公司,2021年3月登陆纽交所,上市首日市值大涨54%。2021年10月Facebook正式更名为Meta,掀起全球关注高潮。微软、英伟达、腾讯、百度、网易等公司跟进。自元宇宙1992年在《雪崩》中首次被提及,近30年后,资本市场再度集中关注的原因到底是什么?我们认为,AI和视觉技术持续进步、成本下行是最核心的原因。2016年至今,全球算力总规模复合增速约32%,中国算力复合增速约44%,中国智能算力占比从3%提升至41%,全球单AI芯片算力提升182倍,部分领域AI训练成本下降90%以上,模型训练时间显著下降,AI在机器视觉和NLP领域的表现接近或超过人类水平。人工智能技术的发展,使得人们对于元宇宙的期待成为可能。

元宇宙到底解决什么问题?我们认为元宇宙是互联网的延伸,将提升人类的数字化水平,提升认知和决策的效率,从而提升生产力。智能手机降低用户上网的硬件门槛,移动互联网显著提升用户规模;下一代科技硬件将使得人们更便利地穿梭于网络和现实世界,预计元宇宙将显著提升用户的在线时长,提升工作效率和娱乐体验。2007年苹果iPhone拉开移动互联网大幕,当前智能手机已成长为年销13.5亿部的市场,全球互联网人口高达46亿;中国互联网人口超10亿,普及率达71.6%。2020年,中国数字经济核心产业增加值占GDP比重7.8%,预计2025年占比将达10%。当前,中国互联网用户日均上网时长约5小时,互联网行为涵盖社交、视频和直播、网购等,预计未来元宇宙将通过AI和视觉技术,帮助提升工作效率、改善体验,使得用户在网时长持续显著提升,影响更广泛的工作和娱乐领域。元宇宙将引领未来20年的全球科技浪潮,成为人类数字化生存的路上最重要的工具,也是科技系统化创新的载体和前沿。

元宇宙会如何发展?我们判断,元宇宙的终局是人类基于下一代科技硬件的数字化生存,3D数字世界对物理世界的复刻和相互影响。在终局图景下,下一代科技硬件可以类比iPhone,元宇宙平台公司可以类比当前的互联网巨头,但规模和外延更大。受制于当前的技术进展,元宇宙的终局距离我们依然遥远,可能需要20-30年,甚至更久的时间。未来3-5年,预计元宇宙发展将沿着三条主线展开:1)基于手机和PC的内容创新:游戏公司、视频公司以及新业态公司将是创新主力,探索数字孪生、开放世界游戏、虚拟人、3D社交、3D会议等领域;2)VR/AR等下一代科技硬件渐进式成长:VR年销量从1100万台(2021)向5000万台(2025)跨越,游戏、影视等应用和内容进入发展初期,但VR年销量能否过亿,还需要看光学、显示、交互、数据传输、电池储能等硬件技术领域是否有显著突破;3)元宇宙与智能汽车等计算平台融合:自动驾驶需求驱动智能汽车算力显著提升,车上空间提供良好的封闭应用场景,蔚小理等造车新势力开始在产品中融合VR和元宇宙应用。我们判断未来2-3年是元宇宙上车的探索期。

元宇宙带来的投资机遇?长期推荐高壁垒领域,重视VR硬件产业链,关注应用和内容端。1)高壁垒龙头公司:在高性能GPU领域,英伟达等公司具有较强竞争优势,国产GPU公司值得关注;在图形渲染领域,Epic   Games的Unreal虚幻引擎具有显著的先发和领先优势,Unity亦不可小视。2)VR/AR硬件及产业链:未来5年,VR/AR硬件年销量有望成长至5000万台,如果硬件技术进一步突破,中长期销量规模上亿可期,目前仍处于硬件和内容探索期。Meta的Quest产品具有先发优势,索尼、字节跳动Pico、NOLO、苹果拟上市VR产品等亦值得关注。3)ToC端内容先行:基于现有硬件载体,利用AI+视觉技术,实现内容和服务突破,互联网巨头和传统内容公司探索游戏、视频、直播、客服等领域的内容和服务升级,数字人、动作捕捉等技术开始应用,Meta、Roblox、腾讯、字节跳动、百度等公司值得关注。4)ToB端数字孪生技术发展:传统千行百业的数字化,以数字孪生为基础,进行模拟以降低成本,提升研发和管理效率。

风险因素:VR硬件和基础技术进展显著低于预期的风险;下一代硬件平台爆款出现的进程低于预期的风险;元宇宙早期产品盈利能力和长期竞争力的不确定性;技术创新和新技术路线可能带来的行业变革;各国对元宇宙政策和监管的不确定性等。

投资建议:我们判断,元宇宙将引领未来20年的科技浪潮,带来中长期持续且广泛的投资机会,但受制于技术和硬件进展,中短期仍以主题性投资机会为主。我们建议在全球范围长期关注真正具有核心竞争优势的龙头公司,如:英伟达、腾讯、Unity、Roblox、Meta、苹果、微软、百度等。另一方面,在A股和港股市场上亦有多家公司宣布涉足元宇宙领域,这些公司中可能成长出未来的新龙头,但亦需要经历时间和周期的考验。在一级市场上,与元宇宙高度相关的公司亦值得重点关注。我们梳理了美股、A股、港股和一级市场相关公司,供投资人参考。

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正文(节选)

技术进步推动元宇宙概念在2021年全面爆发(节选)。

通常认为,元宇宙(Metaverse)在1992年的科幻小说《雪崩》中被首次提出,而这一概念于2021年重回人们视野,成为全球热点,受到产业和资本市场的高度关注。探寻原因,我们认为,背后的推动力是近年相关技术出现创新和突破,逐渐进入落地阶段。算力供应快速增长、云计算价格持续下降、人工智能软硬件持续发展、VR技术逐渐成熟等一系列的技术进步让人们重燃对未来数字化发展的展望,推动元宇宙重新进入视野。

算力供应快速增长。

2020年全球算力总规模同比增长39%,算力规模连续三年增速超过30%。根据中国信通院2021年发布的《中国算力发展指数白皮书》,2020年全球算力总规模依旧保持增长态势,总规模达429EFlops,同比增长39%,其中基础算力规模313EFlops,智能算力规模107EFlops,超算算力规模9EFlops,智能算力占比有所提高。我国算力发展节奏与全球相似,2020年我国算力总规模达到135EFlops,占全球算力规模的39%,实现55%的高位增长,并实现连续三年增速保持40%以上。

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在算力规模增长中,人工智能受益最大,智能算力占比增长迅速。算力结构上,我国与全球发展情况相似,智能算力增长迅速,占比从2016年的3%提升至2020年的41%。而基础算力占比由2016年的95%下降至2020年的57%,在下游需求驱动下,以智能计算中心为代表的人工智能算力基础设施发展迅猛。同时在未来需求方面,根据华为2020年发布的《泛在算力:智能社会的基石》报告,随着人工智能的普及,预计到2030年,人工智能算力的需求将相当于1600亿颗高通骁龙855内置AI芯片,相当于2018年的约390倍,2020年的约120倍。

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云计算价格持续下降。

整体上看,AWS EC2各个产品的标准化价格下降明显。根据ICEAA数据,对Linux和RHEL多个产品的价格进行标准化处理后,发现标准化价格从2013年到2018年下降了44%,平均每年降价8.5%,其中曲线向下倾斜表示新一代产品比上一代价格更低。虽然在一段时间内价格小幅上涨,但又降回原来的价格,说明尽管有市场波动,EC2价格依旧保持长期下降。

细分产品上看,标准性能算力与中高性能算力产品价格皆呈阶梯式下降。从过去云厂商各类产品的报价中可以发现,以AWS与Google产品为例,美国东部地区的Linux按需使用价格正在阶梯式降低。从图中可以看到,具有2个vCPU,2个ECU和7.5GiB的m1.large产品价格从2008年的约0.4美元/小时,持续下降到了目前的约0.18美元/小时,而Google Cloud具有8个vCPU与30GB内存的n1-standard-8产品的按需使用价格也从2014年的0.5美元/小时下降到目前的0.38美元/小时,可见云计算价格呈全面下降趋势。

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人工智能行业:软硬件过去几年发展迅速。

人工智能(AI)指利用技术学习人、模拟人,乃至超越人类智能的综合学科。人工智能技术可以显著提升人类效率,在图像识别、语音识别等领域快速完成识别和复杂运算。此外,面对开放性问题,人工智能技术亦可通过穷举计算找到人类预料之外的规律和关联。自1956年“人工智能”概念首次被提出,AI技术“三起两落”。本轮人工智能腾飞受益于持续提升的AI算力、神经网络算法的优化,有望在图像识别、语音识别、训练和推理领域领域进一步提升效率。

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硬件:得益于AI芯片算力的提升,全球AI训练的成本、时间相比过去得到大幅降低。

▪ AI芯片算力过去9年提升约315倍。目前,AI芯片主要应用于数据中心、边缘计算等领域,按照功能的划分,可以分为训练和推理两种应用场景。以全球AI芯片领军者英伟达的发展状况来看,公司AI芯片算力由2012年的4Tops提升至2021年的1248Tops,9年时间提升了约315倍。

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▪ AI硬件训练成本近5年降幅约55%。ImageNet是一个包含超过1400万张图像的数据集,用于训练人工智能算法。根据斯坦福DAWNBench团队的测试,2020年训练一个现代的图像识别系统仅需约7.5美元,比2017年的1100美元下降了99%以上,主要受益于算法设计的优化、算力成本的下降,以及大规模人工智能训练基础设施的进步。训练系统的速度越快,评估并用新数据更新系统的速度就越快,这将进一步加快ImageNet系统的训练速度,提高开发和部署人工智能系统的生产力。

▪ 训练时间分布上看,训练所需时间全面降低。斯坦福大学AI年度报告显示,Imagnet训练时间,在过去3年时间大幅降低。其中模型训练时间的最高值,由2018年的1万分钟降低至2020年的1分钟;模型训练时间的最小值,由2018年的9分钟降低至2020年的0.6分钟。训练时间大大缩短,且训练时间的分布更加集中,主要受益于加速器芯片的广泛使用。

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软件算法:从CV向NLP延伸。由于底层算力的提高,以往算力无法支持的算法得以实现,尤其是深度学习方面,正在向深度神经网络过渡。计算机视觉通过机器学习取得巨大突破,这一方法正逐渐向自然语言处理(NLP:Natural Language Processing)延伸,可处理数据类型也从图像延伸至文本,使得计算机有处理人类自然语言的能力,并因此催生出搜索引擎优化、推荐算法等实际应用场景。

▪ 计算机视觉准确率测试成绩明显提升,正处于产业化阶段。计算机视觉在过去的十年里取得了巨大的进步,这主要归功于机器学习技术(特别是深度学习)的应用。Top-1准确度测试可测试AI系统为图像分配正确标签的能力,尤其用于测试单次预测是否与目标标签相同。近年来,研究人员开始专注于通过额外的训练数据(例如来自社交媒体的照片)对他们的系统进行预训练来提高性能,根据斯坦福大学AI年度报告,2021年1月在Top-1准确度测试上每10次尝试中会出现1次错误,而2012年12月每10次尝试中会出现4次错误。而另一项精确率测试Top-5会让计算机回答目标标签是否在提供的5个预测中,其准确率从2013年的85%提高到2021年的99%,近乎接近零误差。

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▪ NLP语言测试任务中,人工智能表现超过“人类基线”。近年NLP技术的进步导致数十亿人访问的大规模系统发生了重大变化,并已开始对世界产生有意义的经济影响。谷歌和微软都在他们的搜索引擎中部署了BERT语言模型,而OpenAI等公司也开发了其他大型语言模型。此外,NLP的性能也得到了极大提升,在任务测试表现上达到甚至超过人类水平。SuperGLUE是2019年推出的单指标基准,用于评估模型在已建立数据集上的完成语言理解任务的性能。SuperGLUE标定的“人类基线”的平均得分为89.8,而微软的DeBERTa模型目前得分为90.3,这意味着AI系统在整个套件的平均性能超过了人类基线的表现。

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VR技术日趋成熟,具备逐步落地预期。

经过多年发展,VR设备所需的显示、光学、定位等关键技术逐步完善,电子产业链可以供应稳定成熟的解决方案,同时,在软硬件结合上,出现了Video See-through解决方案,结合摄像头和实时渲染,打破VR使用者对于周围区域未知的体验限制,带来VR显示内容与环境渲染的结合,整体推动VR终端设备开始走向下一发展阶段。

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元宇宙:下一代互联网和更广义数字化的总和(节选)。

元宇宙:下一代互联网和更广义数字化的总和。

从缘起思考,全球科技巨头布局元宇宙的本质是去探寻未来信息技术的发展方向和市场机遇。回顾过去20年,信息技术和互联网将社会中人和人的关系大量在线化、数字化,已经深刻改变了人类生活和社会经济。信息技术将继续发展,其在社会中的形态也将进一步演进,在科技巨头寻找未来数字生活形态时,元宇宙作为一个具有吸引力的愿景被发掘、进而受到市场关注。

我们认为,元宇宙是下一代互联网和更广义数字化的总和,以3D化、UGC、更长在线时间为突出特点,包含XR、AI、5G等技术在C端和B端的全面应用,最终指向人类未来数字化生存。元宇宙内涵极为丰富,包含互联网、产业数字化、智能化、物联网、高算力设备、高速无线通信等领域和技术。

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我们认为元宇宙将有以下几个突出特点:

1.元宇宙的呈现方式将从2D向3D演进,从平面视觉向更丰富的感官体验发展,带来沉浸式体验,同时虚拟与现实的结合也将更为紧密。

过去20年,无论PC还是手机,互联网呈现方式都是依托于屏幕,提供2D平面视觉体验。我们认为,未来互联网将出现升维的过程,呈现的方式将从2D向3D发展,元宇宙有望通过VR/AR设备,以及目前仍存在于概念阶段的触感设备,甚至脑机接口等,来提供3D视觉,甚至触觉、嗅觉等更丰富的体验,核心是用户在使用体验上的全面升级。

元宇宙所带来的沉浸式体验,包含完全虚拟、数字现实结合等多种内涵。以VR为代表的沉浸式完全虚拟世界是对元宇宙的重要愿景,同时,通过AR/MR等设备,虚拟与现实的结合也有望更加紧密,带来数字世界与物理世界的融合,在生活、生产等各方面发挥更重要的作用,带来更大的想象力。

2.人类在线时间的极大拉长,伴随千行百业的数字化变革。

由互联网继续发展、下一代智能交互终端、智能可穿戴设备(如带有血氧、血压、心电图等健康功能的可穿戴设备)、沉浸式体验等众多因素催化,我们认为往元宇宙发展的过程中,人类的在线时间会极大拉长、直到接近每日24小时在线。物理世界和数字世界的界限将会模糊,人类大部分时间将同时存在于物理世界和数字世界中。(注:在线时间是指人类与互联网的连接时间,不等于主动上网时间)

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回顾互联网发展,用户在线时长的提升会持续带来行业的发展机遇,同时伴随各行各业的数字化变革。在过去20年,消费互联网巨头对我们日常生活和娱乐进行了大量的数字化改造,出现了电商、社交软件、在线游戏、短视频等众多大赛道,生活和娱乐的在线化已经造就了中国顶级互联网公司。当前时间点,人类的工作时间在线化、数字化发展正在进行中,产业互联网、产业数字化的机遇被不断提及,云计算、IDC、工业软件、数字孪生等行业持续受到关注。

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往元宇宙发展的过程中,我们认为人类在线时间进一步拉长将成为突出特点,时间拉长将是多方面共同作用的结果:

1)沉浸式体验带来的感官体验升级,会让人们愿意在虚拟世界中停留更长的时间;

2)工作时间的在线化和数字化,使得人类在线时间拉长;

3)智能汽车、物联网等陆续落地,中远期AR/MR、智能可穿戴设备等有望带来数字世界与现实世界融合,使得人类长时间保持在线状态等。

在线时间不断拉长的过程中,我们认为将伴随千行百业的数字化变革,对多行业产生挑战和机遇。我们已经看到数字化变革对于诸如零售、广告、音乐等行业的结构性重塑,伴随人类在线时间的拉长,这一过程也将在更多行业中出现。

例如我们看到,智能可穿戴设备在持续发展,以Apple Watch为例,经过多年的迭代升级,其医疗健康相关的功能开始逐步出现,血氧检测、ECG等功能在中美得到主管部门审批后开始应用。2021年12月,华为发布智能手表华为WATCH D,支持腕部的血压测量与心电采集,设备已经国家药监局批准为二类医疗器械。未来,智能可穿戴设备的医疗健康功能有望进一步拓展,带来对家庭保健,甚至是医疗检测行业的数字化变革的想象力。

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3.互联网内容从PGC到UGC,互联网公司从平台向基础设施发展,用户既是消费者也能成为生产者。

我们认为,在元宇宙中,内容的生产模式将更多向UGC转移,互联网平台公司扮演的角色也将从内容提供商向内容创作消费平台转变,用户既是内容消费者也能成为内容的生产者。

目前,在短视频和音乐领域,专业制作人创作的PGC(Professional Generated Content),半专业创作者PUGC(Professional User Generated Content)以及纯素人制作UGC(User Generated Content)的出现,配合颗粒度细腻的内容标签和AI推荐算法,已然让我们看到了来自PUGC和UGC的创作能力和传播影响力。

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在向元宇宙发展的过程中,我们认为,UGC将逐渐成为互联网内容的重要组成部分,未来,用户既是内容消费者,同样也可以是内容的生产者;互联网平台类公司的角色,将从现在的内容提供商向内容创作消费平台演进,更可能像是元宇宙时代的基础设施。

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另一方面,当UGC成为数字世界中的重要部分,也就意味着海量数字资产将被持续创造。在当前的互联网中,数字资产有一定经济规模,但大部分数字资产的价值来源都是其锚定的某个现实资产的价值。在未来,原生数字资产价值有望进一步发展扩大,产生更大的规模。现在互联网中,例如游戏中售卖的道具,是典型的原生数字资产,但现在规模还较小,且基本由公司生产后、售卖给用户,即以PGC为主。

预计在未来的数字生活中,原生数字资产的交易会成为重要的一部分,互联网用户之间可以交易包括自己创造的在内的绝大部分数字资产,即UGC的交易。但当前的互联网中,数字资产的交易、防伪、确权、溯源等关键问题都还没有很好地解决,伪造数字资产,例如虚拟世界中的画作,门槛和难度都较低,直接阻碍了后续发展。

这些虚拟数字资产凝聚了创作者的工作和灵感,具有使用和交易价值。未来,在元宇宙的世界中,会产生更宏大的数字经济规模,同时,数字资产如何保护和监管,也就成了科技创新所面临的新的法律和社会课题。

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从移动互联网发展探寻元宇宙可能路径(节选)。

展望:元宇宙开启探索下一代新生态。

我们认为,向元宇宙发展的过程中,将持续看到各种单点创新和突破,这些单点技术不断融合诞生下一代产品,下一代产品会继续突破、创新、融合,最终能够带来超越想象的潜力,驱动产品创新和商业模式创新。当前我们处于元宇宙早期,终极元宇宙尚需极大的技术进步和产业创新,可能要到20-30年之后才有可能实现。而全球科技巨头正在为元宇宙布局,发展过程将呈现渐进式发展,单点技术创新不断出现和融合、“连点成线”,从产业各方面向元宇宙靠近。

我们乐观看待元宇宙的中长期发展,预计自2022年起,元宇宙将推动开启探索下一代新生态,最终有望形成新的科技浪潮。

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展望:元宇宙发展路径判断。

随着概念热度不断提升,陆续有公司对元宇宙发声,短期来看,市场大部分公司更多是将元宇宙作为一种热点概念跟随和营销手段。

对于有实质性布局的科技巨头,我们认为持续投入的本质是去竞争未来信息技术的发展机遇,在移动互联网市场格局逐渐清晰的当下,去尝试寻找和把握下一个科技浪潮的时代机遇。

以Meta为代表,其向元宇宙转型坚决,亦是因为在当下的移动互联网中,公司营收高度依赖广告,错失移动时代和云时代的关键机会,导致Meta营收、利润的成长性受到限制,市值出现明显掉队。而元宇宙作为下一代科技浪潮的展望,可能带来新的时代机遇,能够改变当前市场格局,最终吸引到科技巨头纷纷入局。

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在发展过程中,与移动互联网的发展路径相比,我们认为在元宇宙将看到软件和硬件发展的同与不同。整体来说,我们判断一批和元宇宙相关的软件应用将先行发展、落地,中期下一代智能交互终端的出现将全面开启元宇宙,中远期看,软件应用和下一代智能终端相结合,完成效率和体验的代际性升级。

在时间点上,我们认为一批与元宇宙相关的软件和应用会先行发展,我们将看到数字孪生、开放世界游戏、虚拟数字人、3D社交、3D会议等领域在C端和B端的持续探索,这些应用的落地不依赖于下一代硬件终端,可以在当前的互联网环境中产生较大的价值。同时,这些领域积累的技术储备与元宇宙的特点契合,能够持续在元宇宙发展的过程中迭代和发挥价值,等待下一代硬件落地后,将激发这些领域更大的应用潜力。

从元宇宙特点出发,当前的智能手机、PC均不具备提供3D显示的能力,我们认为会出现下一代智能交互终端,并且同移动互联网兴起相同,下一代智能交互终端将是元宇宙全面开启的关键。回顾“PC-手机”、“功能手机-智能手机”的变迁,我们看到分别出现的是便携性的代际进化和显示交互的代际进化,而在第一代iPhone的发布会上,乔布斯特别强调的是iPhone带来的全新交互形式。从代际更迭的角度来看,理想的XR终端在显示、交互两个方面有代际性的突破,2D视觉升级到3D,点按、滑动的交互方式升级到动作、语言、眼动,是下一代智能交互终端的有力竞争者。

对于XR产业,我们认为VR将首先落地,虽然看好VR终端的出货量继续增长,但预计较难在用户端成为社会主流的消费电子产品。中长期维度,我们更看好AR/MR的潜力。预计2025年发售的AR/MR设备将成为关键的市场节点,如果能验证关键技术和核心用户体验,在2025-2030年阶段,AR/MR设备整体有望看到出货量的显著增长。远期,我们看好AR/MR随着技术的突破,带来用户体验的继续升级和更丰富的生态应用,最终呈现对智能手机的替代趋势。

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在中远期,等待下一代智能终端落地后,软件和硬件将结合发展、相互促进。我们判断结合发展的逻辑和方向将与移动生态的关键逻辑会有所不同。在移动生态的全面兴盛中,非常关键的是智能手机带来更大规模的用户群体,电商、游戏、IM、生活服务等PC互联网已经出现的类型,受益于移动互联网不断增长的用户规模而快速发展,也带来了过去十年互联网企业对网络规模追求。但从个体微观角度出发,在用户体验上,虽有便捷性、算法等诸多显著提升,但本质上仍受限于PC屏幕或手机屏幕的范畴,这些应用在跨越互联网代际后,仍然以看文字、看图片、看视频等形式来服务于用户,难以称得上是体验范畴的代际更迭。

在元宇宙的发展中,虽然用户规模仍将是增长点,但我们认为,中远期软件应用和硬件结合发展,核心逻辑是带来效率和体验的代际性升级。用户将以下一代的体验方式,或虚拟、或虚实结合、或我们当前难以预测到的方式,大幅提高各项生产生活活动的效率,同时获得与人类天性结合更加紧密和自然的体验。当然,这个发展过程还需要众多技术积累和时间,同时也需要下一代智能交互终端来全面开启。