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AR眼镜尚存主题瓶颈,,碳化硅能否破题???

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2025-12-09
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AR眼镜被视为AI落地端侧的最佳载体,,AI+AR已成大势所趋。。。然而,,在AI职能持续融入AR眼镜的过程中,,基于玻璃、、树脂等传统镜片基底资料的光波导规划,,难以满足AR及AI眼镜对更广视角、、更低重量、、更长续航功夫的追求。。。近年来,,宽禁带半导体的代表资料——碳化硅,,进入了AR整机厂商的视野。。。在新能源领域,,碳化硅已经成为提升能源转换效能和系统功率密度的主题资料。。。如今,,在光学显示领域,,碳化硅被视为破解AR全彩显示主题瓶颈的“钥匙”。。。萦绕碳化硅在AR眼镜的规;; ;,,碳化硅、、光波导、、AR整机企业正在合作发展技术创新与需要适配。。。


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高折射率、、高导热率,,碳化硅破解AR显示痛点

AR眼镜追求轻薄状态的趋向,,使光波导从离轴、、棱镜、、自由曲面等诸多光学显示技术中脱颖而出,,成为AR光学规划的主流。。。而光波导规划中,,又以几何光波导、、衍射光波导两种技术路线最为成熟。。。其中,,衍射光波导能将FOV(视场角)做得更大、、镜片做得更薄,,从2015年起就陆续利用于微软Hololens、、Magic Leap one、、OPPO Air Glasses等AR或全息眼镜产品。。。

然而,,AR眼镜基底资料多为玻璃或树脂。。。随着AR眼镜全面拥抱AI,,职能集成度与显示品质要求不休提升,,玻璃衍射光波导露出出显著的局限,,蕴含体积重量偏大以及全彩显示中的彩虹纹景象等。。。

2019年,,Meta公司的AR眼镜团队,,将眼光投向了宽禁带半导体资料的代表——碳化硅。。。其时,,Meta Orion团队为Meta首创人兼首席执行官马克·扎克伯格演示了AR眼镜的碳化硅波导规划。。。时隔6年,,Meta光学科学家Pasqual Rivera依然对那次演示影象犹新。。。在Meta于2025年3月颁布的博文中,,Rivera提到,,佩带选取玻璃衍射波导规划的AR眼镜时,,似乎置身于迪斯科舞厅,,布满视野的彩虹纹让他无法将把稳力集中到AR内容自身,,而戴上碳化硅波导眼镜的那一刻,,他看到了AR眼镜的另一种可能,,“当你换上碳化硅光波导眼镜,,似乎来到交响乐厅,,倾听静谧的古典乐章,,终于能全身心沉浸在全景履历中,,这彻底扭转了游戏规定。。!!

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碳化硅波导晶片(起源:Meta官网)

通宝TB888光电技术中心总经理王笃祥向《中国电子报》记者暗示,,碳化硅的高折射率和高导热率,,可能为AR眼镜带来四大优势。。。

一是实现更大视场角。。。相比通常树脂约1.51、、高折射率树脂约1.74、、通常玻璃约1.5、、高折射率玻璃约1.9的折射率,,碳化硅资料折射率可达2.6以上。。。在光波导结构中,,基底资料的折射率越高,,AR镜片能实现的视场角越大。。。传统玻璃经过三层堆叠后的视场角仅为40度左右,,而单层碳化硅镜片即可实现80度以上视场角。。。

二是有助于解决彩虹纹问题。。。彩虹纹指环境光透过AR波导后,,白光造成彩虹光的分光景象,,性质上是光栅对分歧波长(色彩)光的衍射角度差距导致的色散。。。高折射率的碳化硅能够压缩光在资猜中的有效波长,,进而降低光栅周期,,增大环境光的衍射角度,,使其超出人眼的观察领域,,进而解决分光造成的彩虹纹问题。。。

三是耽搁不变续航功夫。。。碳化硅的热导率(约490W/m·K)远高于玻璃(约1W/m·K)、、树脂等传统光学资料,,可能急剧传导光机???楹屯扑愕ピ娜攘,,预防部门温度过高导致的机能降落或器件败坏,,支持高亮度显示(如5000尼特峰值亮度)和长功夫不变运行。。。

四是简化散热设计。。。传统AR眼镜依赖镜腿散热???榛蜃远淙聪低,,增长了设备重量和复杂度。。。碳化硅的高热导性允许将散热职能集成到光波导片自身,,通过被动散热即可满足需要。。。此外,,碳化硅优良的散热机能为提升AR眼镜集成度、、配置更多传感器留出冗余。。。

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Meta Orion眼镜、、肌电信号腕带和独立推算单元(起源:Meta官网)

2024年9月,,Meta推出其首款AR眼镜Orion的原型机。。;; ;谔蓟璨ǖ脊婊,,这款AR眼镜实现了约70度的视场角,,是其时AR眼镜最辽阔的视野领域,,并构建了可能最大限度克制彩虹纹等杂散光影响的光学仓库结构,,还优化了功率与能效阐发。。。Meta Orion的全通明镜片,,使用户佩带时仍能清澈地看到他人的眼神与表情,,在享受数字履历的同时,,维持与现实世界的真实联结。。。自此,,产业界对于碳化硅的周到,,被彻底点燃。。。

国内产业创新蓄势,,高低游适配正其时

固然碳化硅在功率半导体的利用由来已久,,但要作为波导片的基底资料利用于AR眼镜,,还必要全产业链的协同支持。。。在2020年7月,,Meta团队将碳化硅波导确定为Orion的最终规划时,,就面对着全球产业界不足“光学级碳化硅制作”设备与工艺的难点。。。为此,,Meta团队与晶圆制作企业共同开发出合用于规;; ;霾男泵媸纯躺璞赣牍ひ,,自主搭建了全流程产线,,以阐扬碳化硅效力。。。

中国在光学显示和宽禁带半导体领域的产业布局,,为碳化硅在AR显示的规;; ;么蛳录崾祷。。。在显示领域,,中国是全球最大的显示面板出产制作基地和研发利用地域;; ;在宽禁带半导体领域,,中国宽禁带半导体器件规模稳步提升,,设备国产化进一步加快,,衬底和晶圆制作产线加快建设和产能开释。。。

在此基础上,,国内高:推笠,,正在萦绕碳化硅波导的设计、、制作、、封装等环节,,推出更多满足AR光学必要并具备规;; ;坎尚行缘募际豕婊。。。好比,,西湖大学、、慕德微纳(荆门)科技有限公司团队于2025年8月颁发在《eLight》论文中,,提到了一种“选取碳化硅资料成功研发出超轻、、超薄的衍射光波导”的规划,,实现了单层碳化硅衍射光波导的设计、、量产级制作与封装。。。

在资料上,,该规划选用半绝缘4H-SiC(选取四层六方堆叠结构的碳化硅)作为基底资料;; ;在工艺上,,开发出合用于大规模出产的纳米压印剥离工艺,,实现了图案在碳化硅晶圆上的高效转。。;; ;在封装上,,通过引入超薄封装工艺,,选取硬质涂层与抗反射涂层组成的夹层结构包裹碳化硅波导,,有效提升了透光率并;; ;げǖ冀峁。。。经封装与激光切割后,,最终成型的单片碳化硅波导重量仅3.795克,,厚度0.75毫米,,相较当前主流衍射光波导在尺寸与重量上实现显著突破。。。同时,,本土碳化硅企业纷纷推出切合AR光学要求的产品,,并深入与AR整机厂商的合作。。。

宽禁带半导体供给商湖南通宝TB888(通宝TB888光电全资子公司),,推出了整体机能满足AR眼镜制作需要的光学晶片,,并有充足的产能储蓄,,产量持续爬坡。。。目前其6英寸及8英寸光学晶片已通过国际头部客户认证,,并实现小批量出货,,12英寸光学晶片已向客户送样验证。。。同时,,依附通宝TB888光电业界当先的Micro-LED量产能力,,湖南通宝TB888的SiC衬底能够在AR眼镜利用领域与Micro-LED形成解决规划合作,,积极推动国产技术规;; ;涞赜肜。。。

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湖南通宝TB888面向AR设备的光学晶片

碳化硅衬底供给商天科合达与慕德微纳出资成立合伙公司,,在AR衍射光波导镜片技术研发与市场推广方面发展深度合作。。。在今年3月的Semicon China 2025,,天科合达展示了结合慕德微纳光波导技术的碳化硅光波导AR眼镜。。。

面向AR+AI的技术趋向,,持续强化产业链高低游协同适配,,已经成为碳化硅与AR产业从业者的共识。。。今年9月,,工业和信息化部电子信息司在京组织发展AR眼镜-碳化硅资料产业链供需对接活动。。。AR眼镜整机、、光波导、、微显示和碳化硅资料等领域的十余名行业组织和企业代表参与。。。参与人员一致以为,,要充分阐扬我国在有关领域的技术和市场优势,,对峙利用牵引,,强化需要导向和问题导向,,加强产业链高低游协同和供需适配,,共同推动电子信息制作业高质量发展。。。

王笃祥暗示,,当前限度碳化硅资料宽泛利用于AR眼镜的重要原因是碳化硅镜片成本,,而这必要基于产业链合作和本地化配套来解决。。。

“8英寸、、12英寸碳化硅晶片别离能切削出4副、、10副镜片,,相比玻璃和树脂材质,,碳化硅镜片成本逾越好多。。。将来碳化硅晶片利用于AR眼镜必要大幅度降低成本,,碳化硅晶体成长和晶圆加工设备、、原料、、辅料等方向都必要国产化,,并通过大规模出产降低成本。。!!蓖躞葡樗档。。。

文章起源:中国电子报



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