国海证券《元宇宙专题深度研究报告—— 未来的未来》(附PDF下载)

信息来源：国海证券发布日期：2021-11-19 主题标签：元宇宙报告

一、如何理解元宇宙？理想状态是自发无边际的社会体验

元宇宙是整合网络通信、扩展现实、数字孪生、区块链、人工智能等多种新技术而产生的新型虚实相融的互联网应用和社会形态，拥有完整的经济逻辑、数据、物体、内容以及IP，是一个永续在线、不断被刷新的实时数字世界，并且允许每个用户进行内容生产和世界编辑。

误区一：元宇宙是单纯的电子游戏。目前，大部分多人在线游戏的人物、情节、任务都是开发者提前设定好的，玩家拥有一定开放探索能力，但无法实现完全的自由度。元宇宙在多人在线的基础上，还需要可编辑性、高仿真性、自动内容生成、去中心化等特征，目前的电子游戏还无法实现。

误区二：元宇宙是架空的虚拟世界。元宇宙一定是与现实生活深度联结的，人们通过虚拟镜像折射现实生活，身份、权利、经济行为、社交关系等在元宇宙中得到体现，线下的社会生活将能够在线上得到高度还原。

为什么元宇宙需要去中心化？

（1）保障UGC独立、高效的内容创造。元宇宙内容创作的特征是UGC无门槛高效创作。在去中心化的基础上，人们当下创造的数据量巨大的内容创作才能够实时在元宇宙里面得以体现。而中心化的内容创作类似现在的游戏世界，始终有一只无形的手在限制人们创作的可能性，从而失去了期望在元宇宙里面获得的和现实同等的可创造性。

（2）保障经济系统的稳定和透明。如果一个组织获得了对元宇宙的控制权，元宇宙又将成为中心化操作系统，组织方将能够获得额外资源而成为垄断方，垄断方有权对任何交易收取费用，从而扼杀效率和创新，背离了元宇宙的初衷。理想状态下，去中心化的清结算平台和价值传递机制，更能保障价值归属与流转，实现经济系统运行的稳定、高效和透明。

元宇宙会否最终依然导致垄断&中心化？

初始元宇宙本身也是由人类所建立，是否可能会出现由于逐利或其他原因而导致的中心化，仍具有不确定性。要实现完全去中心化的元宇宙理想状态，可能需要建立后，由不受人性操纵的高阶人工智能、智能计算机来帮助管理秩序，实现透明化、规则化运行。还有一种可能是底层去中心化，上层仍然保留中心化组织。正如我们现存的世界本身是去中心化的，但仍然有星系、星球、主权国家的存在。

二、如何通往元宇宙？技术路径解析

6G网络将能够使用比5G网络更高的频率，并提供更高的容量和更低的延迟。6G网络的目标之一是支持1微秒甚至亚微秒的延迟通信；室内定位精度达到10厘米，室外为1米，相比5G提高10倍。在覆盖范围上，6G网络将是一个地面无线与卫星通信集成的全连接世界，通过将卫星通信整合到6G移动通信，实现全球无缝覆盖，“万物互联”才可能真正实现。

预计元宇宙至少需要6G以上网络，实现全球覆盖以及几乎无延时的网络体验。具有AI功能的6G有望释放无线电信号的全部潜力，转变为智能无线电，为元宇宙用户提供实时、流畅的沉浸式体验。

算力供给：2020年，全球算力规模达到429EFlops（百亿亿次级计算），其中基础算力规模313EFlops，智能算力规模107EFlops，超算力9EFlops。预估未来五年全球算力规模将以超过50%速度增长，到2025年整体规模达到3300EFlops。

数据量：2020年，全球物联网设备连接数量高达126亿个。根据IDC预测数据，2025年全球物联网设备数将超过400亿台，产生数据量接近80ZB（十万亿亿字节 = 1024 EB），且超过一半的数据需要依赖终端或者边缘的计算能力进行处理。

算法：据OpenAI测算，从2012年开始，全球人工智能训练所用的计算量呈现指数增长，平均每3.43个月便会翻一倍，计算量扩大了30万倍，远超算力的增长速度，截至到2020年，深度学习模型对算力的需求达到了每天百亿亿次的计算需求。

元宇宙对算力的要求是无穷的。人工智能在元宇宙的广泛应用导致元宇宙对于算力的消耗是指数爆炸增长的。算力支撑着元宇宙虚拟内容的创作与体验，更加真实的建模与交互需要更强的算力作为前提，大规模用户的持续在线和创作需要近乎无尽的算力作为支撑。

人工智能芯片仍处在高速发展时期。为了支持多样的人工智能计算任务，理想的人工智能芯片需要具备高度并行的处理能力、低内存延迟和创新架构，除此还要考虑功耗能问题。

AI芯片算力持续提升，从每秒百次浮点运算数提高到每秒万亿次。数据显示，2020年，全世界以GPU为代表的AI加速芯片所交付的计算力总和已经超过了通用CPU，预计到2025年，AI加速芯片所提供的计算力可能超过全球算力总量的80%。2020年，中国智能算力占比提升至41%。（报告来源：未来智库）

根据预测，实时数据的占比将在未来五年不断增加，到2024年将达到数据产生总量的四分之一左右。实时数据的激增促进了边缘基础设施的发展，也使得边缘计算能力变得越来越重要，人工智能应用也将更加依赖于处在边缘的算力支撑。到2023年，全球超过50%的新建基础设施将部署在边缘，将近20%用于支撑AI工作负载的服务器将部署在边缘侧。

量子计算相比传统计算机可能实现指数级增长的运算能力：普通计算机中的2位寄存器在某一时间仅能存储4个二进制数（00、01、10、11）中的一个。而量子计算机中的2位量子位（qubit）寄存器可同时存储这四种状态的叠加状态。一个量子比特能“同时”处于0和1两个逻辑状态的线性叠加态；两个量子比特的状态可以同时处于00、01、10、11四个逻辑状态的叠加态；多个量子比特对应的状态可以达到指数增长。配合量子力学演化的并行性，可以展现比传统计算机更快的处理速度。

2021年，全球市场VR头显预计出货837万台，其中中国市场VR头显预计出货143万台。随着元宇宙概念的繁荣应用，全球AR/VR硬件市场出货量在未来五年呈现稳步增长趋势，全球市场规模就在2025年超3500亿元，2020-2025年VR、AR全球市场规模的复合增长率分别为31.5%和47.8%。

在国内应用市场细分场景下，剔除硬件收入的影响，预计2025年AR/VR消费级应用市场规模将不低于296亿元，企业级应用市场规模将不低于931亿元。

自2014年以来，各大厂商纷纷入局VR硬件制造，共建产业生态圈。目前Facebook、Google、Microsoft、Sony、HTC、PICO、大朋等公司，都已形成完善的产品体系并日渐明晰策略定位。

Oculus产品Oculus2目前已成为市面上最受欢迎的VR头戴产品，自2020年9月发售以来实力强劲，累计销量超400万台，已超过历代Oculus VR头显的总和。据映维网预测，其将在2021年实现500-900万台的销量。

由于AR技术在不同行业内显示出较大的适用性，对B端企业级市场来说蕴含着巨大的商业价值。而AR眼镜成本及价格相对昂贵，在C端消费者中得到普及仍需要一段时间。

2020年伴随疫情数字化生活的加速渗透，在经历了一段低谷期的AR行业开始回暖，产品朝着轻量化、大众化方向更新迭代，微软、华为、OPPO、苹果、Facebook、小米等国内外巨头都在积极布局AR硬件产业。

目前市场上，众多厂商在VR/AR硬件技术方面投入巨大，已经趋向成熟发展，但价格偏高且伴随着一系列使用感差、环境限制、便携性差的问题、价格成本高、设备兼容性差等问题。

优质内容是吸引用户的内生驱动力，将带动硬件及行业发展。而目前虚拟现实行业内容成熟度不高，虽已形成包含游戏、影视、社交、办公、健身等多种类产品，但在覆盖面、数量、质量等方面仍待提高。

NFT在2021年迅速成为爆火热点和业内最受瞩目的板块，受到大量巨头追捧和资金注入。而作为新兴概念领域，NFT市场在八月达到交易峰值后回落降温，也伴随着NFT头部项目的数据下滑，这背后NFT在资金体量相对较小、交易单位相对固定、缺乏健全的定价机制、交易平台发展时间短、规则不健全等问题上仍待解决。

数字孪生城市方案：2020年4月，腾讯云发布了数字孪生城市方案CityBase，通过充分融合城市空间、IoT等基础数据，利用腾讯云的BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）、GIS、AI、区块链、大数据等技术，联合合作伙伴打造了十几个应用场景，可广泛应用于城市规划、建设、管理和服务等各个阶段，助力产业和城市数字化的全面升级。目前，CityBase已在深圳、武汉、贵阳、重庆等城市的相关建设模块中加速落地。

交通场景应用：腾讯云基于数字孪生技术，通过以大量真实交通流数据为基础训练出的交通流AI，生成高真实度的虚实结合的交通流，进行城市交通体系的预测、推演和验证，全面助力智慧交通的演进。

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