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浙江台州,黄岩经济开发区。
就在最近,一个亿元级高透明光学 AR 眼镜片项目正式在那里落户。
本次合作是总投资约 5.5 亿元的项目,由凡刻科技(台州)有限公司分两期实施,周期三年。一期约 1.5 亿元,年内开工,2027 年建成科创中心及先导产线;二期约 4 亿元,规划 50 亩生产基地,目标 2028 年年产100 吨高纯碳化硅光学材料。
什么?100 吨?这着实不是个小数字。那么,它最后能变成多少副眼镜?答案可能有点出人意料。读者不妨在这里猜猜,文章最后我们会给出答案。
经过咨询供应链专业人士,我们发现这并非一道简单的算术题。它涉及当前整个产业供应链的技术卡点和痛点。
痛点一:视场角
一直以来,AR 眼镜的视场角(FOV)都做不大,但这不是厂商设计能力不够。
众所周知,目前的主流方案光波导依靠全内反射(TIR)把光关在薄片里传导。光线打在波导与空气的界面上,只有入射角超过临界角 θ c=arcsin ( 1/n ) 的那部分能留在里面,这就给可传导的角度范围划定了一个难以突破的边界。
所以,消费级 AR 眼镜的 FOV 长期在 30 ° 上下打转,这是材料的折射率决定的。人眼单眼的自然视场大约 160 °× 130 °,这中间的差距不是靠努力能弥补的。
痛点二:全彩
上面提到的光波导方案还有一个限制:它只是单色光的上限。
树脂和玻璃的问题不是 " 视场角小一点 ",是单层全彩被压到了十几二十度。厂商没办法,只能把 RGB 拆成三层分别做波导再叠起来。三安光电技术中心总经理王笃祥曾在《中国电子报》的专访里表示:传统玻璃经过三层堆叠,视场角也就 40 ° 左右。
碳化硅做的不是 " 把天花板抬高一点 "。它更像是把全彩这道枷锁直接摘掉了。
痛点三:成本
2024 年 9 月,Meta 在 Connect 大会上拿出了行业标杆—— Orion 原型机,约 70 ° 视场角、98 克,碳化硅波导配 JBD 的三片式全彩 LEDoS。Meta 官方博客深情写道:"ForOrion,field of view was our holy grail."(对 Orion 而言,视场角是我们梦寐以求的圣杯)
然后呢?据外媒 TrendForce 估算,这副眼镜单是生产成本就接近 1 万美元,电池续航 2 小时,且没有量产计划。
另外,当 Meta 团队 2020 年 7 月把碳化硅波导定为 Orion 最终方案时,全球产业链都没有 " 光学级碳化硅制造 " 的设备与工艺,最后是 Meta 跟晶圆厂一起开发斜面蚀刻设备、从头搭产线才跑通。
也就是说,这条路三年前还是造不出来的状态。
值得一提的是,国内这一年的进展其实快得多。
作为行业龙头,歌尔光学今年 1 月在 SPIE 首发的 F50Se 用折射率 2.65 的碳化硅做基底,单片全彩做到 50 °,配 0.75cc 全彩小型化 LCoS 光机,入眼亮度 1500nits 以上。歌尔官方表示:行业主流采用的玻璃基底折射率天花板约 2.0,导致单片全彩波导的视场角难以突破 30 °。
注:表内 FOV 为厂商标称或整机实测口径,两者不可直接互比—— CorayAir2 的 30 ° 是整机实测,还受光机出射角约束,其余为模组标称。慕德微纳入眼亮度为单一信源数据,暂不列入。
瑞声科技这边,2025 年 11 月已把芬兰 Dispelix 收入囊中,做成光波导 IDM。今年 1 月联合发布的碳化硅方案 50 °,SiC 高端版本到 52 °,单片 3 克出头,量产良率稳定在 80% 以上。据瑞声官方称,该表现优于行业 50% 的平均水平,现有厂区规划年产能百万片,已在为谷歌、三星供应光波导组件。
痛点三:彩虹伪影(依旧悬着)
对于这件事,Meta 的体会是最深的。2019 年,Orion 团队给扎克伯格做过一次波导方案对比演示。
Meta 光学科学家 PasqualRivera 在 2025 年 3 月的官方博文里回忆:" 戴着那副多片堆叠的玻璃波导眼镜,像在迪斯科舞厅,满视野彩虹。你根本没在看 AR 内容。可一旦换上碳化硅那副,像坐在交响乐厅听安静的古典乐。
同样,国内产业链的口径相对要乐观很多。
歌尔官方表示,干法刻蚀配合特殊光栅设计从根本上解决了 AR 波导中常见的残影和彩虹纹。与此同时,今年 8 月的一份行业综述写得较为保守:衍射光波导仍存在正反向光栅泄漏,旁观者在强光环境下能看到镜片上的彩色反光,影响隐私显示,仍需进一步工艺优化。
当星球将两句话放在一起时,一个事实就浮出了水面:碳化硅理论上能压缩光在材料中的有效波长、把环境光衍射角挤出人眼观察范围,从而抑制彩虹纹。可是,目前的量产品还没走到那一步。
痛点四:导热
根据《中国电子报》相关报道的数据,碳化硅热导率约 490W/m · K,玻璃约 1W/m · K,两者差了近五百倍。放到眼镜上,这个数字所带来的真相更加惊人。
要知道,光机和计算单元就贴在智能的镜片边上,而热量则堆在离眼睛最近的地方。在此基础上,传统方案要么走镜腿散热模块、要么上主动散热,代价是重量和复杂度;碳化硅波导片本身就能当散热片用。只要,被动散热够用,那套烦琐的散热就可以省掉,进而解决重量和成本问题。
据星球咨询产业链人士,目前的方案大概率能支撑 5000 尼特峰值亮度长时间稳定运行。另外,玻璃方案的 AR 眼镜常因光机发热触发过热保护,被迫降亮度、降刷新率。这个现象很多人遇到过,只是没意识到那是材料问题。
划重点:晶圆尺寸
海外权威媒体曾给过一个折算:面向 AR 光波导的半绝缘碳化硅衬底,现阶段主流是 6 英寸,单块晶圆只能做 2 副 AR 眼镜波导镜片;8 英寸片可供 4 副。
这个数字解释了为什么所有人都在抢12 英寸。
按行业技术分析文章的口径,12 英寸晶圆能切到 8 – 10 副(该数字尚无厂商公开确认),国碳半导体则称 12 英寸相较 6 英寸原料成本下降 50% – 60%。
毫无疑问,目前的全行业产线都已经在铺开,具体如下:
歌尔奥来光学总投资 32.8 亿元的 12 英寸透明衬底晶圆项目在上海临港投产,歌尔光学位于临港的国内首条 12 英寸晶圆 DUV 光刻刻蚀量产线也已建成;蓝特光学今年 6 月募资超 5 亿元,达产后新增 5 万件 12 英寸碳化硅晶圆产能;国碳半导体 2025 年制成 12 英寸高纯 SiC 单晶,优等品良率突破 80%。
材料换了,工艺路线也得跟着换。学过物理的同学都知道,碳化硅硬度仅次于金刚石,纳米压印压不出精密光栅,必须转半导体级刻蚀。在这个环节,歌尔走干法刻蚀路线,瑞声则用等离子刻蚀,广纳四维给 Coray 用的是 DUV 光刻加反应离子刻蚀。
重点关注:另一条产业链
事实上,碳化硅本来是功率半导体的材料。
按富士经济的公开内容来看,天岳先进在导电型衬底全球市占 27.6%、8 英寸衬底 51.3%,天科合达约 17.3%,中国厂商合计超过 44.9%(机构口径有出入,天岳招股书按 2024 年销售收入的另一口径为全球第二、16.7%)。
看到了吗?这条产线是新能源汽车先养起来的,AR 其实是这条产业链的第三个乘客。后来者的好处很简单,不用从零建衬底产能。
100 吨材料的意义
再回到开头那个问题,咱们可以试着算一下。
先来个实例,广纳四维给 CorayAir2 做的碳化硅波导单片,0.7 毫米厚、4 克重。这是目前唯一量产落地的消费级 SiCAR 眼镜的实测值,不是样品参数。
一副眼镜两片,重 8 克。100 吨是 1 亿克。除一下的结果是1250 万副。不过,这在现实中根本做不到,中间至少还有三个环节需要细算。
第一层在切片:碳化硅由于硬度问题,自身难切也难磨。英飞凌曾表示,传统往复式金刚石线锯,切割环节材料利用率只有 50%,再经研磨抛光,总损耗可到 75%。按 50% 算,1250 万副剩625 万副。
如此来看,这也是激光切片设备现在被盯上的原因。南京大学修向前教授团队给过一个对照:一根 20 毫米晶锭,线锯切 350 微米片出 30 片,激光切片出 50 片以上;若再把单片减薄到 200 微米,同一根晶锭能出 80 多片。料还是那堆料,产片率差一倍多。
第二层在形状:圆晶圆切不出方镜片,所以边角料完全不能用。所以行业里那句 "6 英寸只能做 2 副 " 的论点并不夸张,因为它本身就包含了损耗,它比按面积粗算要低不少。
第三层在良率:刻蚀、镀膜、贴合、模组封装,每步都在损失原材料。
最后,一个 100 吨项目满产,量级其实落在几百万副。当然,如果激光切片和 12 英寸同时跑通,乐观口径或许摸到千万副。(以上为本文依据公开物性参数与厂商标称值做的量级测算,非厂商口径,且假设这 100 吨全部用于波导片)
此时,如果大家对照一下就知道该数字意味着什么:WellsennXR 曾预测 2030 年全球 AI 眼镜出货 8000 万副。一个满产的 100 吨项目,可能是整个行业大盘的 5% – 10%。
写在最后
当我们把国内外在一年里动作连起来看时,下一代波导的形态已经隐约可见:碳化硅衬底、半导体级刻蚀光栅、Micro-LED 光机。在这个新领域中,Meta 用 Orion 验证了上限,国内厂商在把产线和良率补上。
如果你要问理论上限是多少?那按上面那条公式,碳化硅的单色极限应该在 100 ° 量级。下一个问题,这么大的技术进展,目前做到什么程度了?
据星球了解,成都光屿高维旗下 Coray 于 2025 年 7 月发布 Coray Air2,整机重 49 克,开发者版首发价 4999 元。其采用广纳四维 C45C 碳化硅刻蚀全彩波导,搭配 JBD 蜂鸟全彩 MicroLED 光机;单片波导约 0.7mm、4g,透过率 90%,峰值入眼亮度 6000nits。它是目前公开信息中较早量产开卖的消费级碳化硅波导 AR 眼镜。秋果计划也发布过搭载碳化硅光波导的 Wigain Omnision 开发者版。
重点来了:它的视场角是 30 °,分辨率 640 × 480。
这就是现在真实的距离:材料把天花板顶到了 100 °,量产品停在 30 °。
这中间差的不是设计,而是三个核心问题:晶圆尺寸能不能从 6 英寸推到 12 英寸;刻蚀良率能不能稳定在 80% 以上;Micro-LED 能不能把亮度堆上去同时还把成本压下来。
眼下,多数 SRG 衍射光波导方案的光学效率仍在个位数百分比,这个数字反过来对光机亮度提出了极高要求。
据 WellsennXR 的数据来看,2025 年全球 AR 眼镜销量 110 万台,同比翻倍,预测 2030 年全球 AI 眼镜出货有望到 8000 万副,碳化硅波导镜片 2027 年出货接近 50 万片、2030 年有望 700 万片。台州那个 2028 年的 100 吨,对地方项目来说份额不算小;对整个行业来说,还需要更多技术攻关才能把 AR 眼镜做到千万副级别。
文 / R 星人
(文中未注明图片均来自网络)
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