文|Weltsenn XR  何萬城  蔡子尤

編輯|智東西內參

Quest Pro是Meta 2022年發(fā)布的一款定位高端，具備生產力工具屬性的VR一體機，備受全球產業(yè)關注。近日，Weltsenn XR 拆解了這個這款頂級VR設備。

本期的智能內參，我們推薦Weltsenn XR 的報告《XR硬件拆解及BOM成本報告 Meta Quest Pro VR一體機》，揭秘Meta Quest Pro 的硬件成本。

01.主板

主板正面最大的三顆芯片分別為DRAM、ROM和SOC芯片，它們分別來自鎂光、西部數據和高通。

▲主板正面

Quest Pro采用鎂光的LPDDR5 RAM，FRGA代碼為DBCCN，容量12G，多通道Bank Group架構 最高速率6400 Mbps， 在同等工況下速度更快，功耗更低。

閃存芯片來自西部數據，型號為SDINFDK4-256G, 4Dies ,支持UFS 3.1, 讀速率1500MB/S，寫速率800MB/S。

Quest Pro采用高通最新的驍龍XR2 + Gen 1平臺 芯片代號為SXR2155P，此方案最大的不同點在于取消了此前XR2芯片和RAM堆售的設計」而是將XR2+將RAM放在芯片側面，后者能夠實現更好的散熱，從而獲得更高的持續(xù)性能，官方宣稱可實現50% 的續(xù)航表現提升和30%的散熱性能提升。

正面較小的三顆芯片分別是來自英飛凌的Type C協議芯片、來自驊訊的音頻芯片和來自高通的電源管理芯片。

▲正面三顆小芯片

Quest Pro USB PD雙向快充協議芯片采用英飛凌CPYD3177芯片，支持最高100W充電功率，其內建ARM Cortex-MO處理器，64KB Flash 8KB SRAM, 支持QC4.0、APPLE 2.4A、 AFC、BC1.2等充電協議。

驊訊CM7120是一款高度集成的音頻DSP和 CODEC音頻編解碼芯片，集成了Tensilica Hi-Fi 3 和 Hi-Fi Mini DSP 內核， Tensilica HiFi-3 DSP 內核能夠以 300MIPS的速度支持復雜的信號處理應用。Tensilica HiFi Mini DSP內核可支持輕型和超低功耗應用，例如語音觸發(fā)和語音命令。CM7120具有低功耗無電容 G類耳機放大器，播放時功耗低，信噪比114dB，能提供更長的Hi-Fi體驗下的電池續(xù)航時間。CM7120擁有輸入多個麥克風的音頻處理能力，用于處理Quest Pro三個麥克風陣列的音頻信號輸入。

電源管理芯片是高通Qualcomm PM8150L，主要負責給外圍IC供電。

正面其他芯片包括快充芯片、FPGA可編程芯片、LED驅動芯片、升壓芯片、運算放大器和電壓電平芯片。

 

▲正面其他芯片

高通充電芯片SM8-1355-0-56BWLNSP支持QC40快充， 兼容QC2.0和Q C 3.0，最大電流3 A ，最高充 電功率28W， 3.8 V 至14.2 V 工作輸入電壓范圍，自適應電池電流限制(ABCL)，可與各種交流適配器和PMI設備兼容，可編程0.5 A 至 5 A 電池充電電流。

Quest Rro頭顯共有10個攝像頭，由于XR2 Gen 1芯片只支持7路攝像頭， 采用萊迪思半導體Lattice Semiconductor LIF-MD6000-6MG81I FPGA芯片負責把眼球追蹤和面部識別追蹤五個攝像頭的數據集合到一個輸入接口上，擴展XR2 Gen 1的攝像頭輸入。

Quest Pro屏幕采用Mini LED背光，德州儀器Tl TLC59401 為帶有像點修正與灰度PWM控制的16通道LED驅動器LED驅動芯片,分別用于控制左右兩個MiniLED背光。

德州儀器Tl TPS61378-Q1同步升壓轉換芯片集成了負載斷開功能，輸入電壓范圍為2.3V至14V，最大輸出電壓可達18.5V， 開關電流限制可在1A至4.8A范圍內編程.

德州儀器Tl TLV9064運算放大器是4 通道，IOMHz、低噪聲、RRIO、CMOS運算放大器，作為LED驅動或者其他驅動的放大器。

德州儀器TlSN74AVC4T245是4位元雙向電平轉換芯片， 雙電源設計，可配置電壓轉換和三態(tài)輸出。

戴濼格半導體Dialog Semiconductor SLG59M1717V用于控制電源的浪涌電壓，讓電源更平穩(wěn)。

高通Qualcomm PM8150b充電管理芯片提供電池充放電管理、電量管理。

高通Qualcomm PM8250高通電源管理芯片，主要負責給CPU供電。

Nordic nRF52840是一款先進的多協議的SQC， 非常適合超低功耗的無線應用。nRF52840擁有一顆32位ARM Cortex M4F的微處理器， 帶片上1MB的FLASH 和256KB的RAM空間。nRF52840的2.4GHz無線收發(fā)器支持低功耗藍牙，ANT, 802.15.4和2.4GHz專有協議。它支持2Mbs和1Mbs的低功耗藍牙和藍牙5.0的500Kbs和125Kbs。支持自動測量高分辨率的RSSI， 以減少CPU的負載，此芯片主要用于與手柄的數據傳輸，以及無線鍵盤等連接。

Quset Pro主板采用大了的1500μF，小的330μF電容 ，屬于超大電容陣列，為了減小體積采用了價格較高的鉭電容，配合外部的電源負載開關，可以保證電源輸入的平整。

高通Qualcomm PMK8002時鐘發(fā)生器芯片，將熱敏晶體提供的38.4MHz時鐘信號，分頻后分別供給其它芯片使用，PMK8002可依據板上溫度不同給熱敏晶體提供不同的負窗電容補償，保證系統(tǒng)工作時鐘的精準。

Quest Pro采用定制化的村田SIP(System in Package) ，內部包含WIFI 6E芯片、FEM、BLE等芯片。SIP封裝將多種芯片集成在一起，相對獨立封裝的IC 更能節(jié)省PCB的空間。Quest Pro此次采用的XR gen 1芯片不再采用S0C和RAM堆疊設計， WIFI芯片封裝成SIP正好可以節(jié)省出RAM單獨布板的空間。

▲Quest Pro拆解：主板連接器接口示意圖

綜合來看，主板BOM成本價值166.6美元，如下圖所示。

▲Quest Pro VR一體機頭顯主板BOM

02.光學模組

Quest Pro采用了兩片式pancake光學方案,，左右分別為兩個pancake模組，水平FOV為 106°，垂直FOV為96°，模組厚度約為26mm ，最大透鏡口徑約為44mm ，搭配兩塊2.48英寸Mini LED背光Fast-LCD屏幕，pancake模組的供應商來自舜宇光學。

Quest Pro pancake采用2P方案，兩片透鏡均為平凸非球面形狀，半透半返膜(BS)貼在靠屏幕透鏡A的曲面上，1/4相位延時片(QWP)與反射式偏振膜(RP膜 )則依次貼于靠近人眼側透鏡B平面，屬于平貼方案，QWP與RP膜的貼合和裁切供應商來日東光學(NITTO)。此外，由于Quest Pro采用的是Fast-LCD屏幕，需要在屏幕上增加一塊QWP膜將其調制成圓偏振光。

▲Fast-LCD顯示屏幕

Quest Pro采用了兩塊來自京東方的Fast-LCD屏幕，單屏分辨率為1800*1920，屏幕刷新率標準為72Hz，最大支持90Hz， PPI約為1060，官方表示Quest Pro的每英寸的像素數比Quest 2多37% ，每度像素數多10%，色域也是Quest 2的1.3倍。

Quest Pro顯示屏背光模組采用Mini LED模組，供應商來自鴻利光電、隆利科技和運鴻輝，分區(qū)數量為504， LED芯片數量約為1000顆，亮度超過 2萬尼特，可以實現精準的局部調光，可將顯示屏幕的對比度提高75%。

相比于Quest 2 的固定三檔瞳距調節(jié)(58mm、63mm、68mm)，Quest Pro采用的線性調節(jié)機構通過滑軌和行星齒輪，可以精確的實現雙目同步調節(jié)瞳距，調節(jié)范圍為55 -75 mm，由于Quest Pro支持眼動追蹤，手動調節(jié)瞳距時，眼動追蹤模組會實時追蹤和測量瞳距，并實時顯示在屏幕上，用戶可以輕松的掌握和調節(jié)適合自己的瞳距。相比于Pico 4配備了無極電動瞳距調節(jié)(62mm-72mm)，并且還采用了全新的手柄遙控的方式來調節(jié)光學模組距離，精準對焦更加簡易，Quest Pro采用的手動線性調節(jié)機制結構簡單，成本較低。

▲Quest Pro VR一體機光機BOM清單

03.面框

Quest Pro面殼采用了PC材料透明注塑工藝，重量為26克。通過透明設計，攝像頭放置于面殼背部，可起保護作用。亮面設計有利于后期用戶黏貼的DIY貼紙。面殼背面有注望框骨架用于加強面殼，面殼外延四周為格柵式設計，通過格柵，面殼與中框之間雷有空隙，用于頭顯的散熱。此設計使得整個面殼與中框之間都是散熱孔，配合兩個散熱風扇，整體的散熱效果較Quest 2 有大幅提升，但此設計不利于防塵和防水。

▲面殼

▲頂框底框

Quest Pro頂框采用PC+玻纖材料，約36克，頂部的耳部位置還內置了金屬結構件用于提高強度，頂框前部有卡扣用于安裝前額承力托泡棉。底框則主要用于安裝Slam攝像頭、面部追蹤攝像頭、 天線以及pogo pin充電接口，重量約為 12克。

▲承力托與后枕托

Quest Pro的佩戴方式與Hololens 2類似，主要依靠前部額頭承力托受力支撐，承力托約為40克，后枕約為21克，采用PU皮包裹泡棉，便于清潔，但前額承力托不易透氣和吸汗。

Quest Pro主板支架采用了az91D鋁鎂合金，其材料成分主要含約9%的鋁，約1%的鋅，約90%的鎂，密度是1.82g/cm，主板支架迸行了噴涂處理，主板支架用于固定主板、散熱風扇、扇熱導管和光機模組等，鋁鎂合金材料有利于散熱。

▲主板支架

▲Quest Pro MR一體機結構件BOM清單

04.其他系統(tǒng)

1、散熱系統(tǒng)

Quest Pro散熱采用扁銅管，內注導熱液，CPU緊貼散熱銅管中部，銅管兩端分布在兩個風扇旁，并緊貼密合金主板支架， 熱量通過風扇逐步播出到頭顯外。

Quest Pro采用了雙散熱風扇設計，風扇供應商為臺達電子（Delta）型號為KSB0405HB。風扇背面緊貼顯示屏，可將屏幕熱量排至中腔，再與導熱管和合金支架的熱量一起通過風扇排出頭顯外。

▲散熱扁銅管

▲扇熱風扇

2、電池與聲學系統(tǒng)

Quest Pro電池pack采用了兩塊異形鋰電池，合計容量為5548毫安，20.58Wh，最大充電電壓為4.4V，電池供應商為欣旺達。電池背面貼合傳感器，用于監(jiān)測電池溫度和是否變形，提升電池安全性。

Quest Pro音頻模組采用了雙方形腔體喇叭設計，上下兩個喇叭各朝內外，較 Quest2相比，可以提供較沉的低音，官方宣稱頭顯噪音比Quest 2減少了10 dB。

▲頭顯電池

▲喇叭

3、空間定位和VST模組

頭部追蹤定位攝像頭采用豪威VO7251圖像傳感器，30萬像素，640x480 VGA分辨率，OV7251的待機模式電流消耗僅為5m A，主要用于頭部追蹤定位。

Quest Pro RGB V5T攝像頭采用來自索尼MX471 CMOS, 1600萬像素(4608*5456)，像素寬度1微米。攝像頭封裝廠商為舜宇智能，此攝像頭主要用于透視功能中的圖像采集。

深度識別攝像頭采用豪威OG01A1B 1/5英寸黑白圖像傳感器，130萬像素 (1280×1024) ，用于手勢追蹤、深度識別。

▲空間定位和VST模組

4、面部追蹤模組

Quest Pro面部追蹤模組由左右臉和額頭三個模組構成，左右臉模組分別位于頭顯底框處，被封裝在內部，肉眼無法看見， 底框材料為紅外透過塑料。面部追蹤模組共有4個紅外LED和1個攝像頭構成， 額頭追蹤模組由3個紅外LED和1個攝像頭組成，攝像頭均為豪威科技晶圓級封裝(WLP)的OVM6211，16萬像素(400*400)，全局快門，幀率400*400@120fps, FOV為90°。

▲面部追蹤模組

5、眼動追蹤模組

Quest Pro眼動追蹤采用的角膜瞳孔法（Pupil-CR），在pancake模組的透鏡外圍分布了9個紅外LED和1個攝像頭，攝像頭采用豪威科技晶圓級封裝（WLP）的OVM6211, 16萬像素 （400*400），全局快門，幀率4OO*4QO@12ofps， FOV為50°,紅外LED發(fā)出近紅外光，近紅外光就會在眼睛角膜處產生反射，攝像頭采集這些帶有反射的眼睛的圖像，算法會將識別到的瞳孔和角膜標記上兩個十字，通過角膜與瞳孔之間形成的角度來計算出兩者間的向最，從而確定眼睛的位置和運動軌跡。

▲眼動追蹤模組

6、麥克風陣列和POGO PIN

Quest Pro在底框靠近鼻托處放置了三顆指向性MEMS麥克風(MIC)，防塵防水抗沖擊，用于語音交互，三陣列MIC可以有效降噪，去除雜音。

Quest Pro在處設置有磁吸式連接器(pogo pin), 2P不帶磁吸，與充電底座通過重力觸發(fā)頂針。

▲麥克風陣列和POGO PIN

7、陀螺儀IMU

Quest Pro頭顯端果用了TDK的42688-P 6軸陀螺儀，3軸陀螺儀和3軸加速度計。加速度計最大量程為16g， 陀螺儀的最大量程為2000°/s?？紤]到運動量不如手柄，沒有采用最新的ICM-42686。

▲陀螺儀IMU

▲Quest Pro頭顯BOM（除主板、結構件、光機）

05.手柄

手柄主板正面最大三顆芯片是ROM、SOC和RAM，分別來自東芝、高通和海力士。

▲手柄主板

Quest Pro手柄采用東芝4GB eMCC存儲,產品型號為THGBMNG5D1LBAIL，采用15nm生產工藝，官方資料顯示即將停產。

Quest Pro手柄SOC采用高通驍龍662處理器，662是一款中低端手機的處理器，11納米生產工藝，4 個Cortex A73大核+4 個Cortex A53小核，大核最高頻率達2.0 GHz ，Kyo260架構，GPU為Adreno 610，支持48Mp攝像頭和三攝像頭。在Quest Pro手柄中主要用于slam定位，實現手柄自追蹤功能。

Quest Pro手柄采用了海力士的LPDDR4，容量為1G，支持最高速率為4266Mbps，采用BGA封裝。

正面的其他芯片分別是MCU、IMU陀螺儀、電源管理芯片和霍爾芯片。

32位MCU，基于ARM Cortex M0+，128KB 閃存和 16KB SRAM，支持多達120個觸摸通道，配合Atmel Studio開發(fā)環(huán)境可以非常方便地實現觸摸按鍵、滑條、滾輪等設計。在Quest Pro手柄上主要用于實現手柄的按鍵、觸摸、手指懸浮追蹤等功能。

Quest Pro手柄采用了TDK升級版IMU芯片ICM-42686-P,其包含高精度3軸電子陀摞傳感器和3軸加速度計，相較于頭顯的42688的計量程最大是32g ，陀螺儀的最大量程是4000°/s，有利于手柄大幅度移動的追蹤精度。

電源管理芯片為高通 PMI632，提供手柄電池充放電管理、電量管理。

A139x系列線性霍爾效應傳感器，帶三態(tài)輸出和用戶可選休眠方式的微功率3V線性霍爾效應傳感器，用于檢測扳機鍵和側鍵和是否按下。

主板背面主要包括藍牙芯片、射頻芯片、電源管理芯片、霍爾芯片、WIFI芯片和馬達驅動芯片。

藍牙芯片為Nodic N52832，是一種集成ARM Cortex-M4處理器和2.4G射頻收發(fā)芯片，支持各種設備接口，支持藍牙5.0，支持NFC、ANT和2.4 GHz專有協議，在Quest Pro中通過私有協議將手柄IMU數據傳輸給頭顯。

射頻芯片Sky world 66111-11是一款高度集成的前端模塊，適用于Nordic、Dialog和TI等廠商藍牙芯片。SKY66111-11前端模塊允許主機藍牙芯片工作于更低的輸出功率，從而有助于節(jié)省功耗并降低系統(tǒng)的總功耗。

電源管理芯片為高通 PM4250，負責給SOC和其他IC供電。

WiFi芯片為高通WCN3950，是一款單芯片無線局域網（WLAN）, 藍牙和FM組合解決方案，支持 1x1 IEEE 802.11 a/b/g/n/ac WLAN 標準和 BT5.0 , 在Quest Pro中主要用于傳輸手柄攝像頭數據給頭顯。

C540L25集成了一個高性能觸覺驅動器、一個數字信號處理器和一個升壓轉換器，在Quest Pro手柄中用于驅動手柄的線性馬達（LRA）和音圈馬達（VCM）。

Quest Pro手柄共有三顆振動馬達，分別是扳機的Z軸線性馬達；拇指休息區(qū)斜面的Z軸線性馬達；以及手柄主體的握持區(qū)X軸音圈馬達。Quest Pro手柄支持食指追蹤，可以識別手指在扳機上的橫向滑動， 也就是食指支持三種狀態(tài)：伸開、蜷縮、緊貼扳機。

▲Quest Pro手柄馬達

Quest Pro手柄采用了 ALPS的3D搖桿, 可實現旋轉和垂直按壓，搖桿按鍵柄和按鍵帽之間的彈簧線圈用于實現觸摸功能。

Quest Pro手柄采用了一顆飛毛腿公司制造的18650 電池，2880亳安/10.52瓦，官方宣稱支持8小時續(xù)航. 充電電池通過POGO PIN磁吸充電口與充電底座或者專用充電線充電。

▲Quest Pro手柄搖桿和電池

▲攝像頭

Quest Pro手柄采用了自追蹤的方案，手柄頂端放置了3顆VGA攝像頭，3個攝像頭實現360°全視場角覆蓋，攝像頭模組供應廠商為舜宇智能光學，攝像頭采用豪威OV7251傳感器， 基于5微米OmniPixel 3-GS全局快門架構， 1/7.5英寸光學格式，為設計人員提供小尺寸、低功耗、高效率的 120fps、640x480 VGA分辨率相機模塊，OV7251的待機模式電流消耗僅為5mA ,在工作模式下，摸塊的全局快門可實現快速圖像捕捉。

▲Quest Pro 手柄BOM （單個）

智東西認為，從Quest Pro的拆解來看，它夯實的用料、精致的設計還是對得起Meta拳頭產品的定位的。但是1500美元的售價、定位生產力工具的功能匱乏，想讓Quest Pro得到消費者的認可還需要一段路要走。