芯耀
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在駕駛過程中，無需低頭查看儀表盤，導(dǎo)航箭頭仿佛“懸浮”在真實(shí)路面上指引方向，危險(xiǎn)預(yù)警信息直接標(biāo)注在行人身上——這不是科幻電影中的場景，而是AR-HUD（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)抬頭顯示）技術(shù)帶來的真實(shí)體驗(yàn)。
車載抬頭顯示系統(tǒng)（Head Up Display，即HUD）又叫平視顯示系統(tǒng)，是利用光學(xué)原理，將車速、導(dǎo)航、ADAS（高級駕駛輔助系統(tǒng)）等信息實(shí)時(shí)顯示在車輛前方。主要作用：一是避免因駕駛員低頭、轉(zhuǎn)移視線等帶來安全隱患；二是提升智能座艙使用體驗(yàn)，使導(dǎo)航更加智能化，車況顯示更豐富和便利。
HUD主要由投影單元（PGU）和顯示介質(zhì)兩部分構(gòu)成，根據(jù)HUD的成像方式和顯示內(nèi)容，市面上的車載HUD大致可以細(xì)分為三類：C-HUD（Combiner HUD）、W-HUD（Windsheild HUD）以及AR-HUD（Augmented Reality HUD）。
當(dāng)下，行業(yè)內(nèi)十分火熱的便是P-HUD（Panoramic Head Up Display）全景抬頭顯示系統(tǒng)。P-HUD利用微型投影裝置與光學(xué)反射系統(tǒng)的結(jié)合，將車輛信息投射至擋風(fēng)玻璃或獨(dú)立透明面板上，基本上覆蓋了A柱到A柱的整個(gè)擋風(fēng)玻璃的下部，通過黑色邊緣區(qū)域，向所有車內(nèi)乘客提供清晰的視覺體驗(yàn)。P-HUD正是HUD向“全息化”與“場景化”方向演進(jìn)的重要體現(xiàn)。
數(shù)據(jù)顯示，2025年全球HUD市場規(guī)模達(dá)到135億美元，其中AR-HUD的市場份額將突破27%，成為智能汽車領(lǐng)域的“新寵”。它不僅是一項(xiàng)技術(shù)革新，更是一場駕駛交互方式的顛覆性革命。
本期曉鶯說，我們就來一起揭開HUD/AR-HUD的神秘面紗，了解其發(fā)展歷史、技術(shù)內(nèi)核及其未來應(yīng)用前景。
車載HUD，始于1988年
如果進(jìn)行歷史考證，我們就會發(fā)現(xiàn)HUD并非一項(xiàng)新技術(shù)，更談不上什么新物種。HUD最早誕生在戰(zhàn)斗機(jī)上，隨著軍事技術(shù)的提升和戰(zhàn)斗機(jī)性能大幅提升，傳統(tǒng)的儀表顯示方式已無法滿足高速、高機(jī)動作戰(zhàn)環(huán)境對信息獲取的需求。
早在1960年，美國海軍在A-5艦載機(jī)上成功運(yùn)用HUD技術(shù)。通過將重要的飛行數(shù)據(jù)，如飛行速度、高度、航向等，直接投射在飛行員正前方的透視鏡上，飛行員在不低頭的情況下，可以兼顧儀表參數(shù)和外界目視參照物，減少飛行員低頭看儀表的頻次，從而提高飛行安全。
1980年，HUD技術(shù)開始應(yīng)用于民航飛機(jī)上，當(dāng)時(shí)僅僅用于顯示導(dǎo)航信息。如今，波音、空客等民航客機(jī)上已經(jīng)標(biāo)配HUD，顯示的信息也越來越多，包括空速、高度、航向、垂直速度、迎角、飛行航徑或速度矢量、組合輔助駕駛相關(guān)儀器運(yùn)行狀態(tài)顯示和警告顯示等。
上世紀(jì)八十年代，通用汽車在收購航天和國防制造公司Hughes Aircraft后，開始將HUD技術(shù)應(yīng)用在汽車上。1988年，通用汽車在Oldsmobile Cutlass Supreme Indy 500 Pace Car上應(yīng)用了HUD，這是世界上首款采用HUD技術(shù)的汽車。
此后，HUD技術(shù)逐漸被越來越多的汽車廠商使用。
1991年，豐田在皇冠Majesta上搭載了HUD。
1997年，通用在其第五代Corvette車型上首次搭載了彩色顯示HUD。
2003年，寶馬成為歐洲第一家使用HUD技術(shù)的汽車公司，奔馳、奧迪也隨后開始使用HUD技術(shù)。同年2003年，電裝開發(fā)出了一款新型抬頭顯示系統(tǒng)，既可以顯示各類行車信息，又能顯示紅外圖像，成為世界上第一款可以同時(shí)顯示行車信息與夜視成像信息的抬頭顯示器。
2006年，通用汽車在其高端品牌車型凱迪拉克STS4.6車型上裝備了HUD系統(tǒng)，車速信息顯示顏色可隨車速改變。
2012年，先鋒公司首次將導(dǎo)航信息引入車載HUD，開發(fā)出世界上首個(gè)應(yīng)用HUD技術(shù)的車載導(dǎo)航系統(tǒng)。
盡管越來越多的汽車品牌搭載HUD，但是過去30多年，其滲透率并不高，一方面是由于成本問題，前裝HUD的選配價(jià)格通常需要萬元以上，另一方面則是由于市場認(rèn)知度的問題，消費(fèi)者對HUD的價(jià)值認(rèn)知不夠。
2018年之后，汽車電氣化和智能化趨勢越發(fā)明確，智能座艙、ADAS的加速滲透，HUD更直觀傳達(dá)信息的優(yōu)勢凸顯，消費(fèi)者對于HUD接受度不斷提升，HUD開始實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式增長。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，僅2019年搭載HUD的新上市車型數(shù)量達(dá)326款（主要集中在25萬以上的中高端車型）。
從調(diào)研數(shù)據(jù)來看，C-HUD整體市占率處于一個(gè)快速下滑，W-HUD成為當(dāng)前的主流產(chǎn)品。AR-HUD因?yàn)轱@示畫面大，顯示清晰度高，越來越受到主機(jī)廠和車企用戶的青睞。
當(dāng)然，AR-HUD的發(fā)展并非一蹴而就，而是HUD技術(shù)不斷迭代的成果。
C-HUD作為初代方案，存在很明顯的局限性。從原理上來看，C-HUD通過在儀表盤上加裝透明樹脂板進(jìn)行投影，雖然成本低廉，但存在成像面積小、易遮擋駕駛員視線等問題。此外，由于光線反射效率低，C-HUD在強(qiáng)光環(huán)境下顯示效果差，安全隱患顯著。因此，C-HUD已逐漸被淘汰。
W-HUD作為當(dāng)下的主流方案，將信息直接投射到擋風(fēng)玻璃上，畫面尺寸更大、投影距離更遠(yuǎn)。其中，W-HUD的典型代表是豐田的HUD系統(tǒng)，其投影距離可達(dá)10米以上，顯示面積較C-HUD提升了3倍。不過，W-HUD仍無法實(shí)現(xiàn)虛擬信息與真實(shí)場景的深度融合。
AR-HUD則實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的突破。AR-HUD將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與復(fù)雜的光路設(shè)計(jì)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了虛擬信息與真實(shí)路面的無縫疊加。例如，奔馳S級搭載的AR-HUD可將導(dǎo)航箭頭精準(zhǔn)投射在前方道路上，誤差不超過5厘米。
AR-HUD進(jìn)入黃金發(fā)展期
如今，當(dāng)我們進(jìn)入一輛新款車型的時(shí)候，最明顯的變化就是越來越大的中控屏。值得一提的是，在油電同智的理念引導(dǎo)之下，原先只出現(xiàn)在新能源車上的超大中控屏，同樣也被燃油車效仿。當(dāng)中控屏取代傳統(tǒng)的物理按鍵，也意味著汽車的許多功能將集中在一個(gè)更為智能化的管理系統(tǒng)中。
如今，在智能輔助駕駛技術(shù)不斷進(jìn)化的當(dāng)下，汽車信息展示的需求變得更加豐富和復(fù)雜，傳統(tǒng)儀表盤的顯示功能已經(jīng)不足以匹配當(dāng)前智能汽車的發(fā)展步伐，汽車顯示系統(tǒng)正在經(jīng)歷一場革命性的升級，轉(zhuǎn)向更加智能化和人性化的方式。
因此，AR-HUD正是展現(xiàn)汽車智能化的超級武器，不僅能在擋風(fēng)玻璃上直觀呈現(xiàn)重要的車輛和道路信息，幫助駕駛員專注于安全駕駛和路線規(guī)劃，同時(shí)還能夠承載一部分車內(nèi)功能的交互。可以說，AR-HUD是因安全而被需求，因汽車智能化浪潮的到來而被寄予厚望。
自從2020年奔馳S級首次搭載AR-HUD之后，AR-HUD技術(shù)卡位戰(zhàn)便拉開序幕，豪華品牌與國產(chǎn)新勢力競相入局：奔馳、奧迪、寶馬通過AR導(dǎo)航、ADAS融合車道預(yù)警等技術(shù)樹立標(biāo)桿；問界M9以鴻蒙座艙聯(lián)動AR-HUD實(shí)現(xiàn)手勢交互，紅旗E-HS9則以80平方厘米超大視場角展現(xiàn)國產(chǎn)實(shí)力。
發(fā)展至今，AR-HUD已經(jīng)進(jìn)入黃金發(fā)展期。有數(shù)據(jù)顯示，2024年1-12月，中國市場（不含進(jìn)出口）乘用車前裝標(biāo)配W/AR-HUD交付356.49萬輛，同比增長55.86%，前裝搭載率提升至15.55%。其中，AR-HUD前裝標(biāo)配搭載量合計(jì)達(dá)到88.43萬輛，同比增長了273.42%，交付占比突破了24.81%。
眾所周知，AR-HUD主要有TFT-LCD、DLP、LCoS三種技術(shù)路線，成像距離（VID）普遍在7-10米，成像尺寸（FOV）在50-90英寸左右。數(shù)據(jù)顯示，VID在7米以上的AR-HUD占比達(dá)到63.04%，華為、水晶光電、華陽集團(tuán)等本土供應(yīng)商搶占了超過95%的市場份額，全面反超外資供應(yīng)商。
AR-HUD硬件結(jié)構(gòu)主要包含PGU(Picture Generation Unit)成像與空間光學(xué)兩部分。
PGU成像單元是AR-HUD的關(guān)鍵部件，直接影響HUD的成像效果與產(chǎn)品化成本等。目前PGU主流成像技術(shù)主要有三種：TFT-LCD、DLP和LCoS，成像技術(shù)的工作原理不同，在HUD上的應(yīng)用表現(xiàn)存在很大差異。
TFT是LCD液晶顯示的一種，指的是圖像是由集成在LCD面板每個(gè)像素點(diǎn)背后的薄膜晶體管（TFT）驅(qū)動改變光源偏振狀態(tài)進(jìn)行顯示的。這種在手機(jī)屏幕上也用得比較多。
DLP是一種數(shù)字光處理技術(shù)，是首先將信號經(jīng)過數(shù)字化處理后再進(jìn)行投影顯示的技術(shù)。DLP技術(shù)的核心是DMD即數(shù)字微鏡芯片。
LCoS(Liquid Crystal on Silicon)是一種新型的反射式投影技術(shù)。其原理是利用半導(dǎo)體技術(shù)和鍍鋁膜技術(shù)，形成有源點(diǎn)陣反射CMOS基板，然后將基板與含有ITO透明電極的玻璃貼合，最后在基板和玻璃之間灌入液晶形成并封裝成LCoS器件。
AR-HUD為何越發(fā)得到行業(yè)青睞？
AR-HUD的一大顯著優(yōu)勢在于其能夠與ADAS高度融合，極大地提升駕駛安全性。它可以實(shí)時(shí)顯示與前車的精確距離，當(dāng)距離過近時(shí)，會以醒目的方式發(fā)出預(yù)警，讓駕駛者能夠及時(shí)采取制動措施，避免追尾事故的發(fā)生。
在車輛行駛過程中，AR-HUD還能清晰地顯示壓線情況，一旦車輛偏離車道，駕駛者會立即得到提醒，從而迅速調(diào)整方向，保持在正確的車道內(nèi)行駛。此外，它還具備紅綠燈監(jiān)控功能，當(dāng)車輛接近紅綠燈路口時(shí)，能夠告知駕駛者紅綠燈的剩余時(shí)間，幫助駕駛者合理規(guī)劃車速，減少急剎車和不必要的等待時(shí)間，提高道路通行效率。
同時(shí)，AR-HUD能夠精準(zhǔn)地顯示道路標(biāo)識的限速信息，使駕駛者隨時(shí)了解當(dāng)前路段的限速要求，避免因超速而受到處罰，確保行車安全。在夜間行駛時(shí)，AR-HUD還能夠顯示行人信息，通過熱成像或其他感應(yīng)技術(shù)，將行人的位置標(biāo)記出來，讓駕駛者在黑暗中也能清晰地察覺到行人的存在，提前做出避讓措施，有效避免夜間行人事故的發(fā)生。
此外，一些先進(jìn)的AR-HUD系統(tǒng)還能夠?qū)︸{駛員的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)檢測到駕駛員疲勞、分心或視線長時(shí)間偏離道路時(shí)，會發(fā)出警報(bào)，提醒駕駛員集中注意力，保障行車安全。
AR-HUD不僅在安全性方面表現(xiàn)出色，還能為駕駛者帶來豐富和便捷的駕駛體驗(yàn)。除了精準(zhǔn)的導(dǎo)航指引外，它還能提供附近的生活信息，如餐飲、購物、充電加油、停車洗車等場所的位置和相關(guān)信息。
可見，在組合輔助駕駛時(shí)代，AR-HUD由于顯示信息豐富，同時(shí)具備安全性與舒適性，有望成為顯示第一屏。
本土供應(yīng)商已占據(jù)主導(dǎo)地位
過去，中國乘用車HUD市場主要由日本精機(jī)、大陸集團(tuán)、電裝等外資巨頭壟斷。但近幾年，在汽車智能電動化浪潮的助推下，中國HUD市場持續(xù)走熱，一批較早布局HUD市場的本土廠商開始異軍突圍，并逐步領(lǐng)先外資廠商。
我們先看HUD市場的情況，蓋世汽車研究院統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)顯示，2025年1-3月國內(nèi)乘用車市場HUD滲透率超過14%，保持增長態(tài)勢。這說明HUD市場已經(jīng)進(jìn)入了早期普及階段，上行空間進(jìn)一步打開。
蓋世汽車研究院乘用車智能座艙配置數(shù)據(jù)庫顯示，2025年1-2月HUD供應(yīng)商市場裝機(jī)量排行榜單中，國產(chǎn)供應(yīng)商已經(jīng)處于主導(dǎo)地位。華陽多媒體以25.6%的市場份額和120598套裝機(jī)量穩(wěn)居榜首，其規(guī)模優(yōu)勢較第二名電裝（15.4%，72452套）拉開顯著差距。值得一提的是，HUD供應(yīng)商裝機(jī)量前十名中，本土企業(yè)占據(jù)六席，澤景電子（11.8%）、未來黑科技（9.1%）、弗迪精工（6.7%）等新興廠商快速崛起，三者合計(jì)貢獻(xiàn)27.6%的份額，形成對傳統(tǒng)國際巨頭的沖擊。
國際陣營表現(xiàn)分化明顯，日系電裝位列第二，但市場被其余廠商擠壓，份額有所減少。德系大陸集團(tuán)（5.9%）滑落至中下游，位列榜單第八。
華為以3.7%的份額躋身前十榜單，需要指出的是，其光場顯示技術(shù)與鴻蒙座艙生態(tài)的協(xié)同效應(yīng)或?yàn)楹罄m(xù)增長打下基礎(chǔ)。弗迪精工依托比亞迪垂直整合體系加速滲透，疆程技術(shù)（6.5%）、怡利電子（6.3%）等廠商通過性價(jià)比策略爭奪中低端市場。隨著HUD向入門車型下沉及AR技術(shù)迭代，具備光學(xué)設(shè)計(jì)、軟件算法全棧能力的本土供應(yīng)商有望進(jìn)一步擴(kuò)大先發(fā)優(yōu)勢，而傳統(tǒng)Tier1的轉(zhuǎn)型速度或?qū)Q定其市場份額的最終走向。
AR-HUD市場競爭格局較穩(wěn)定，呈現(xiàn)頭部集中特征。蓋世汽車研究院乘用車智能座艙配置數(shù)據(jù)庫顯示，2025年1-2月，前四大供應(yīng)商華陽多媒體、怡利電子、水晶光電和華為合計(jì)占據(jù)83.7%的市場份額，表明國產(chǎn)供應(yīng)商在推動AR-HUD市場發(fā)展中起到了重要作用。
其中，華陽多媒體以34069套的裝機(jī)量和29.2%的市場份額位居第一。華陽多媒體作為國內(nèi)較早研究車載HUD的本土廠商，華陽已經(jīng)推出了雙焦面AR-HUD、斜投影AR-HUD、VPD（Virtual Panoramic Display虛擬全景顯示）等新一代HUD產(chǎn)品。華陽多媒體作為國產(chǎn)HUD龍頭，目前其AR-HUD已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)，客戶涵蓋國內(nèi)自主車企、新勢力車企、合資車企及海外車企等。
其中，怡利電子以23871套的裝機(jī)量和20.5%的市場份額位居第二。怡利電子主打裸視3D AR-HUD技術(shù)，該技術(shù)能在自由調(diào)整顯示距離的同時(shí)，不影響本身的放大倍率。值得一提的是，裸視3D AR-HUD技術(shù)解決了HUD體積過大等問題，在成本控制和技術(shù)成熟度等方面具備較高的可行性，是為數(shù)不多的能夠取得整車廠認(rèn)可的3D AR-HUD技術(shù)。
第三名水晶光電裝機(jī)量為22100套，市場份額為19.0%。水晶光電是HUD產(chǎn)業(yè)鏈核心光學(xué)元器件實(shí)現(xiàn)自研自產(chǎn)的頭部公司之一，同時(shí)儲備了TFT、LCoS、DLP、光波導(dǎo)等多種技術(shù)方案。AR-HUD已經(jīng)在長安深藍(lán)、嵐圖、長安馬自達(dá)等主機(jī)廠上實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)出貨。此外，水晶光電還成功拿下捷豹路虎EMA平臺所有的AR-HUD和W-HUD項(xiàng)目，成為國內(nèi)首個(gè)進(jìn)入海外頭部整車廠的HUD供應(yīng)商，首次實(shí)現(xiàn)海外業(yè)務(wù)突破。
第四名華為裝機(jī)量接近17547套，市場份額15.0%，展現(xiàn)出較強(qiáng)的市場滲透能力。華為AR-HUD產(chǎn)品主要包括xHUD-臨境抬頭顯示系統(tǒng)、乾崑XHUD 2.0等。華為乾崑XHUD 2.0系統(tǒng)搭載自研車規(guī)級LCoS芯片、自研車規(guī)級成像模組以及AR構(gòu)圖引擎；相較臨境抬頭顯示系統(tǒng)，在導(dǎo)航精準(zhǔn)度和安全警示等功能方面做了升級。?華為AR-HUD搭載飛凡R7、問界M9、蔚來ET9和嵐圖夢想家等車型?。
弗迪精工以7.8%份額和9109套的裝機(jī)量位列榜單第五，后續(xù)供應(yīng)商如經(jīng)緯恒潤（4.1%）、疆程技術(shù)（2.4%）、樂金電子（1.3%）等市場份額在10%以內(nèi)，裝機(jī)量在5000套以內(nèi)，市場呈現(xiàn)明顯的金字塔型結(jié)構(gòu)，頭部企業(yè)主導(dǎo)效應(yīng)突出，尾部企業(yè)競爭激烈但規(guī)模有限。
總結(jié)：車載HUD從戰(zhàn)斗機(jī)起源，歷經(jīng)民用航空應(yīng)用，于1988年進(jìn)入汽車領(lǐng)域，開啟了汽車顯示技術(shù)的變革之路。從早期C-HUD到主流W-HUD，再到如今的AR-HUD，技術(shù)迭代不斷突破。AR-HUD憑借與ADAS高度融合、豐富的信息顯示功能，在提升駕駛安全與體驗(yàn)上優(yōu)勢顯著，成為智能汽車發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，正處于黃金發(fā)展期。
在市場層面，伴隨汽車智能化、電動化趨勢，HUD市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張。中國HUD市場，本土供應(yīng)商憑借技術(shù)創(chuàng)新與全棧能力突圍，在市場裝機(jī)量與AR-HUD領(lǐng)域均占據(jù)主導(dǎo)地位。對于HUD供應(yīng)商來說，不斷提升技術(shù)水平、降低成本，將是贏得未來市場競爭的核心關(guān)鍵。
