元宇宙超現實數字人(元宇宙專題研究:數字與現實世界無縫融合)

（報告出品方/作者：國聯證券，張曉春）

1、什么是元宇宙？

元宇宙的概念還處于發展初期，大眾對于元宇宙的定義及其運行模式還未形成統 一認識。目前較為普遍的觀念是：元宇宙能將互聯網“實體化”，較于傳統互聯網使 用體驗而言，元宇宙更能讓用戶產生沉浸感。在元宇宙中，用戶觸感可以從二維空間 升級到三維空間。即使身處異地，用戶也能通過元宇宙來實現感官和觸覺上的“面對 面”工作或娛樂，并且這種全新的體驗，在如今的電腦和手機（智能設備）上都無法 完全實現。 從技術上來講，元宇宙本質是由 web 2.0 到 web 3.0 的演變，并完成了從基礎建 設、硬件、內容和社區四個方面的全面升級。

我們認為元宇宙是利用交互工具將現實生活和數字生活無縫融合所創造出的 虛擬世界。未來，人們可以在這個虛擬世界中工作、休閑和社交。

2、低資產回報率以及時代的發展促使元宇宙出現

貝索斯曾經在致股東信中提到，好的產品需要有 4 個特征：Customers love it （用戶喜歡），it can grow very large（能成長到很大規模）, it has strong returns on capital（資產回報率高）, and it’s durable in time with the potential to endure for decades（存續時間長）。

2.1、高資產回報率期間劃時代產品所具備的特點

從經濟角度來講，2008 年以后全球資產處于低回報階段，其回報率低于 5%。 而自 1870 年至 21 世紀初資本主義國家資產回報率出現四次高峰，分別在第二次 工業革命（1860-1890 年）、第一次世界大戰之后（1920-1930 年）、第二次世界大 戰后（1950-1960 年）和中國改革開放（1979-2007 年），其資產回報率約為 7-10% 左右。在這四次資產回報率的高峰期間出現了電力革命、PC 互聯網等突破性發展， 所以科技推動發展的第一生產力，也是促進高資產回報率的最直接因素之一。

如要探究當前全球低資產回報率背后的原因，我們首先需要回顧一下 19 世紀 至 21 世紀，在高資產回報率期間所出現的劃時代的產物： 福特汽車：1913 年，亨利·福特通過結合合金鋼、內燃機和流水生產線三大 突破性技術，使每輛汽車的生產時間從 12.5 小時縮短至 1.5 小時。這項技術 使得他的公司產能超過了其他汽車制造商產能的總和，創造了汽車行業的奇 跡，同時也將第二次工業革命推向高潮。

iPhone：iPhone 是移動互聯網的開端。在移動互聯網還沒開始前，3G 網絡、 通信模組、觸控屏幕、芯片等技術已經逐漸成熟。喬布斯將這些技術進行聚 合，提煉出 iPhone 這個劃時代的產品，改變了人們的生活，帶動了萬億級 別的產業發展。

頁巖油：在上世紀 70 年代，頁巖油還沒有之前，美國嚴重依靠中東進口石 油，到 2011 年美國將已有的水平井技術、大型水力壓裂技術、“甜點技術” 等技術進行結合，從而在石油史上發生了革命性的進展。

綜上所述，我們認為單一技術無法讓時代進行變革，每一項劃時代產品以及 高回報率科技的出現往往伴隨以下幾個規律：1）至少 3項已經存在突破性的技術； 2）商業奇才將這幾項技術進行聚合，創造出新的應用場景或者新的需求。

2.2、元宇宙符合Z世代人特點

眾所周知，在人類的發展進程中不同的時代造就不同的文明體系和思想方式。 鮑曼曾經說過工業時期是生產者社會，提倡“不勞動者，不得食”。在工業時期， 工作給人們提供幸福和地位。但是隨著時代的發展，生產力的提高，人們逐漸從“生 產者社會”往“消費者社會”轉型，現在所提倡的時代英雄是最早能享受到新時代 的產物以及潮流。因此人類對元宇宙是存在需求場景：C 端，元宇宙為 C 端用戶 提供沉浸式的第二人生；B 端，元宇宙推動制造業效率提升。

特點一：Z 世代可支配的金錢和時間較多，根據中國青年研究調查顯示，00 后平均存款金額是 90 后的 2 倍，分別為 1840 元和 815 元，且 00 后除了擁有更 高的消費力，還有更大的財務自主權，有更多機會做自己決定。因此就有更多的時 間去嘗試和探索新鮮事物，這是符合馬斯洛理論，當物質生活得到滿足，就會去滿 足精神需求比如探索新鮮事物去滿足內心需求。元宇宙的定義是未來人們可以在元 宇宙中進行工作、休閑和娛樂，符合當下 Z 世代人的性格特點。

特點二：在物理世界和虛擬世界中反復橫跳，即元宇宙化的初始標志。根據騰訊 00 后調查報告顯示，00 后一代多為獨生子女，從小生活在互聯網世界中，在家里他 們獨享父母的愛，物質生活較為優越，使他們更加奉行及時享樂的精神理念。同時隨 著豐富且不斷更新的信息流為他們提供超出預期的刺激與懸念，利用人類追求即刻滿 足的本能，他們習慣性地無時無刻看手機，一有空閑便拿起手機刷抖音、小紅書、看 B 站、聊微信等，害怕錯過任何自己應該知道的信息，生活正不知不覺地向虛擬空間 快速傾斜。

App Annie 數據顯示，2021 年全球移動設備使用量為 3.8 萬億小時，創歷史新 高。使用時長排名前 10 位的移動市場平均每天使用手機 4.8 小時，中國用戶平均每 天使用手機時常 3.3 小時。艾媒咨詢數據顯示，2021 我國大學生群體中有 45.8%的 人日均使用手機時長為 3 到 6 小時，有 26.4%的人日均使用手機時長為 6-8 小時。 可見未來人們在元宇宙世界中生活、工作、休閑、消費有望逐漸成為可能。

我們預測元宇宙在 B 端上的落地發展可能會更快。從工業角度來講，人們進行技術迭代的原因之一是為了追求效率，降低成本。英偉達旗下 Omniverse 從根本上改 變復雜的設計工作流程，同時也是現階段最靠近元宇宙的應用。2021 年初，英偉達 為寶馬打造的數字工廠，全程模擬工作流程，創建數字孿生，從而優化流程，使其生 產一輛完全定制寶馬汽車的時間壓縮至一分鐘以內，效率提高約為 30%。同時，電信 設備制造商愛立信正在利用英偉達 Omniverse Enterprise 構建數字孿生城市進行 5G 研究，研究人員可以實時精準查看城市每個地方的信號質量。

2.3、元宇宙可能成為劃時代的產物

我們認為，元宇宙有可能成為劃時代的產物以及促進高投資回報率發展的產 品。在迸發元宇宙概念前，5G 基礎設施、AI 芯片等技術不斷發展演進，同時數字 孿生、VR 游戲等概念均不斷成熟。元宇宙可以非常完美地將這一時期大部分技術 進行集合，并為用戶在生活、工作以及娛樂中提供沉浸式和高效率的體驗。基于 目前的信息來看，有代表性人物或公司（微軟、Meta 等）引領元宇宙的發展。 元宇宙具備了劃時代產物所具備的條件，并且可能會突破現在大家對其的想象。 就像 1995 年比爾蓋茨在一檔節目中面對主持人“what is internet”的提問時候， 當時所有人都不知道互聯網會發展成什么樣，但是每個人對其充滿想象。二十年后 的今天，移動互聯網發展已經遠遠超出大家對其描述，而元宇宙就像二十年前的互 聯網一樣，讓人對其充滿無限幻想與期待。

3、投資機會及市場空間

我們預測搭建元宇宙的核心要素有四點：1）承載虛實世界底座（5G、邊緣計 算等技術）；2）搭建虛擬世界的平臺（數字孿生技術）；3）開啟第二人生（虛擬 數字人）；4）虛擬與現實接入口（交互技術）。

由于元宇宙還處于初期階段，其市場空間廣闊，各大分析機構預計差異較大， 從數量級上看，我們預測 2024 年將達到萬億美元市場。美國彭博社稱，2024 年 元宇宙市場規模達到 8000 億美元，到 2030 年或將達到 2.5 萬億美元；摩根士丹 利預測，元宇宙 2024 年市場總額將達到 8 萬億美元；花旗銀行預測，2030 年元 宇宙市場總額將達到 8 萬億到 13 萬億。隨著各地政府出臺元宇宙政策，泰伯智庫 預測，2025 年中國元宇宙市場空間將達到 4500 億元。

3.1、基礎建設為元宇宙提供支持

5G、邊緣計算等技術的發展為搭建元宇宙虛擬空間提供了支撐。元宇宙內容 場景要求高帶寬低延遲，為用戶帶來實時、流暢的完美體驗。視頻類等弱交互 VR 業務對帶寬需求 180Mbps，時延低至 10ms；而游戲類等強交互 VR 業務中，帶寬 需求可達到 2Gbps-5Gbps，時延需求低至 5ms。這就要求網絡基礎設施增強網絡 能力，提升帶寬、時延等性能，而 5G 可將用戶和邊緣節點的往返時延低至 10 毫 秒以內，未來 5G 不僅服務于互聯網，更將為元宇宙等新應用帶來強勁動力。

從全球市場來看，5G 商用正在快速鋪開。根據 GSA 統計數據顯示，截至 2021 年 8 月，全球 72 個國家和區域的 176 家運營商正式發布 5G 商用。其中，我國的 5G 發展已走在世界前列，2021 年，我國新增 5G 基站 65.4 萬站，達到 142.5 萬 站。ResearchAndMarkets 數據顯示，2021 年全球 5G 通信市場規模為 2.7 萬億美 元；預計至 2025 年，全球通信產業市場規模將達到 3.4 億美元，年復合增長率達 6%。根據華經產業研究院數據顯示，預計 2025 年，中國 5G 通信市場規模將達到 3.9 萬億元。

元宇宙的實現需要極大的算力。算力實現的核心是 CPU、GPU、FPGA、ASIC 等各類計算芯片，并由計算機、服務器、高性能計算集群和各類智能終端等承載。 同時芯片是高技術門檻行業，競爭壁壘極高，國外有先發優勢，其代表公司有:Nvidia、 AMD、Intel、ARM、Tesla 等。 邊緣計算可以幫助元宇宙進行算力優化分配，降低時延以及對終端硬件要求， 從而支撐逼真的感官體驗和大規模用戶同時在線需求，提升元宇宙的可進入性和沉 浸感。由于邊緣計算整體架構與云計算類似，但是邊緣計算的算力、可服務的設備 數量要比云計算多得多。同時邊緣計算是云計算的協同和補充，而非替代關系。云 計算與邊緣計算領域的服務商比較多，國外以 Amazon、Google、IBM、Microsoft 等為代表，國內以阿里巴巴云、騰訊云、百度云、華為云等為代表。

根據艾媒數據顯示，2021 年全球云計算市場規模為 2654 億美元，疫情在全 球蔓延，增強了數字化辦公的需求。全球云計算市場上升空間大，將會長期呈現穩 定增長趨勢，預計2022年達3105億美元。2021年中國云計算市場規模達到2330.6 億元，同比增長 26.3%。受新基建等政策的影響，以及企業數字化轉型的需求增加， 企業對云計算的服務需求持續增長，將加速中國云計算市場的發展，預計 2023 年 中國云計算市場將突破 3000 億元。

3.2、物理空間與數字空間交互映射——數字孿生

數字孿生為元宇宙構建現實與虛擬空間。首先我們預測元宇宙并非與現實物理 世界割裂或并列的虛擬世界，而是囊括了物理世界的更大集合。因此，基于我們對 于元宇宙的定義和理解，我們預測數字孿生是構建元宇宙過程中必不可少的底層技 術之一。 “數字孿生”指的是物理實體在數字世界的孿生，強調的是數字世界與物理世 界的一致性。它的生態系統架構區域較為完善，包括基礎支撐、數據互動、模型構 建、仿真分析、共性應用、行業應用六大核心模塊，對應從設備、數據到行業應用 的全生命周期。

數字孿生也是工業數字化轉型不可或缺的一步，由數字孿生、虛擬現實和混合現實組成的“工業元宇宙”解決方案技術將成為智能制造行業必備的一種新型基 礎設施，給企業生產在諸多方面帶來實質性的便利。它通過借助歷史數據、實時數 據以及算法模型等，模擬、驗證、測算、控制物理實體全生命周期過程的技術手段。 無論在企業元宇宙、城市元宇宙的開拓過程中，數字孿生將成為元宇宙技術體系中 的基礎技術之一。

根據 IDC 數據，2020 年全球數字孿生市場規模為 52.2 億美元；預計 2025 年整體市場規模將達到 264 億美元，年復合增長率為 37.1%，行業有望持續良好 發展。IDC 預測，2022 年，中國將有 30%的城市開始使用數字孿生的數字空間 規劃工具，以加快社會經濟從疫情中逐步復蘇；2024 年，中國約 40%的城市將 通過人工智能及數字孿生技術實現現實世界與虛擬世界的融合，提高城市運行效率。

3.3、開啟第二人生——虛擬數字人

在元宇宙發展趨勢下，未來每個用戶都將依托虛擬數字人技術，通過虛擬化 身在元宇宙世界中進行沉浸式探索，所以虛擬數字人是元宇宙不可缺少的技術。虛 擬數字人早在元宇宙的概念出現前就已經存在。2007 年，日本制作的第一個虛擬 數字人“初音未來”受到大家廣泛追捧。2021 年作為元宇宙的元年，正將數字人 推向高潮。 虛擬數字人的生成主要包含建模、驅動、渲染三大流程。目前虛擬人制作技術 分為 3 條路徑：1）建模與驅動均靠人力運用傳統的 3D 建模/CG（Computer Graphics）技術；2）動畫形象靠 3D 建模/CG 技術，驅動靠 AI；3）形象重建和 驅動都靠 AI 技術。

CG 技術（Computer Graphics）是通過計算機軟件所繪制的一切圖形總稱， 現在國際上習慣將利用計算機技術進行視覺設計與生產的領域通稱為CG。早期3D 動畫、科幻電影、游戲中的虛擬人物可被認為是虛擬人的初級形態，主要靠動畫師 或建模師將人物一筆筆、一幀幀畫出來，運用渲染、真人動作捕捉等相關技術完成。 CG 技術的出現與發展，促進內容創作中的虛擬場景、虛擬人物有了實際技術支撐， 但其耗費成本高昂。

在虛擬數字人的創作中，AI 技術將大幅降低制作成本以及簡化制作流程。目 前如英偉達的 Omniverse Avatar、Epic 的 MetaHuman Creator 等輕量、便捷工具 讓創作者與普通用戶都能快速生成自己的虛擬形象。AI 驅動的虛擬數字人利用語 音識別（ASR）、自然語言處理（NLP）、語音合成（TTS）、語音驅動面部動畫（ADFA） 等技術，通過強化學習模擬人類的動作數據，來執行逼真的動作比如跑步、走路、 對話等。

根據量子位研究表示，目前市場仍處于前期培育階段，預計 2030 年中國虛擬 數字人市場規模將達 2,700 億元。其中身份型虛擬數字人約為 1750 億元，服務型 虛擬數字人總規模超過 950 億元。

3.4、虛擬與現實交接——VR/AR

交互技術為用戶提供給更立體的交互方式、更沉浸的交互體驗，為元宇宙的 世界提供從物理世界到生（心）理世界，從現實空間到虛擬空間的全面無縫連接。 以 VR/AR 技術為代表的 XR（Extended Reality，擴展技術）是元宇宙初期最主要 的應用形式，目前 VR/AR 設備可分為三類，分別是頭顯、一體機、手機盒子等設 備也將是初期最主要的消費級硬件產品。

如同智能手機出貨量一定程度反映移動互聯網所處階段，當前 VR 為代表的硬 件設備的出貨量也是反映元宇宙所處階段及用戶規模的核心指標。根據 IDC 統計， 2021 年 VR/AR 頭顯全球出貨量 1123 萬臺，同比增長 92.1%；其中 VR 出貨量為 1095 萬臺，同比增長 63.4%。全球 VR 頭顯設備品牌有：Oculus、DPVR、Sony、Pico 和 HTC。其中，Oculus 的市場份額高達 80%，DPVR 市場份額約占 4%，Pico 的市場份額約 4%。IDC 預測，2025 年全球 VR 頭顯出貨量增長至 2860 萬臺， 2021-2025 年 CAGR 為 41.4%；預計 VR/AR 總出貨量將達到 5400 萬臺。

從 VR/AR/MR 等虛擬技術的下游應用場景來看，To C 的游戲和媒體娛樂仍然 是最大的領域，合計占比 51%，其中游戲占 33%，媒體娛樂占 18%。目前 To B 端 整體占比約為 42%，預計元宇宙發展步入中期較為成熟的階段之后，工業元宇宙 有望加速落地，B 端應用占比或將有所上升。根據賽迪數據顯示，2020 年我國 VR/AR 行業市場規模達到 413.5 億元，同比 增長 46%;隨著技術日趨成熟，VR/AR 在各領域的應用逐步展開，預計 2023 年我 國 VR/AR 行業市場規模將超過千億。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。）

精選報告來源：【未來智庫】未來智庫 - 官方網站