表面浮雕光栅波导(SRG)

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46页详解AR眼镜技术方向:碳化硅SiC+SRG光波导+刻蚀工艺+大尺寸衬底
材料汇· 2025-04-26 23:17
AR眼镜行业概述 - AR眼镜是AI应用的完美载体,能够实现虚拟信息与现实世界的完美融合,2024年全球AR眼镜出货量达到55.3万副,同比增长7.8%,其中中国出货28.6万副 [3][10][13] - 光学显示系统是AR眼镜的核心部件,占整个成本的40%以上,由光学组合器和微显示屏组成 [3][19] - 中国企业占据全球AR眼镜近八成市场份额,2023年前四位国内品牌合计市场份额约78% [14][16] 光波导技术发展 - 表面浮雕光栅波导(SRG)是目前最适合量产的方案,具有成本可控、工艺成熟、光学性能优秀等特点,即将推出的主流AR眼镜均采用该方案 [3][47][49] - SRG方案可实现二维扩瞳,视场角可达52度,换用SiC材料后可达80度以上 [48] - 相比几何反射波导和全息体光栅波导,SRG在量产难度、光学效率和制造工艺等方面具有综合优势 [48] 碳化硅材料应用 - 碳化硅材料因其高折射率(2.6以上)和高热导性(490 W/m·K)成为理想AR镜片材料,单层镜片即可实现80度以上FOV [54][60] - 碳化硅材料能有效解决光波导结构中的彩虹纹问题,通过减小光栅周期使色散角差异降低约40% [58] - 碳化硅的高导热性使AR眼镜可简化散热设计,实现轻量化,支持高亮度显示和长时间稳定运行 [60] 制造工艺突破 - 刻蚀工艺配合碳化硅材料可实现更大视场角和更佳光学性能,完全兼容现有半导体加工工艺 [74] - 12寸半绝缘型碳化硅衬底片可大幅降低切削损耗,单副眼镜成本可从1500元降至1000元 [90][92] - 晶体生长是半绝缘型碳化硅衬底制造的核心工艺,12寸晶锭生长周期需数周,温度需控制在±1℃以内 [97] 市场发展趋势 - 预计到2028年AR眼镜出货量有望突破295万副,产业化趋势可参考可穿戴设备 [12][13] - Meta、雷鸟等厂商已推出采用碳化硅波导的AR眼镜,雷鸟X3Pro有望成为首个量产型产品 [64][82] - 若未来AR眼镜出货量达1亿台,预计需要12寸碳化硅衬底约1000万片以上 [3]