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九游:SiC AR眼镜迈入量产节点天科合达提供6大助力

2025-08-09 20:07:18 小编

  

九游:SiC AR眼镜迈入量产节点天科合达提供6大助力(图1)

  插播:天科合达、天岳先进、同光半导体、烁科晶体、泰坦未来、芯聚能、三安半导体、安海半导体、华卓精科、快克芯装备、合盛新材料、京航特碳、恒普技术、奥亿达新材料、凌锐半导体、中电化合物、东尼电子、西格玛、铭扬半导体等已确认参编《2025碳化硅衬底与外延产业调研白皮书》及《2025碳化硅器件与模块产业调研白皮》,参编咨询请联系许若冰(hangjiashuo999)。

  近期,慕德微纳发布了第二代碳化硅 AR 眼镜光学模组,并透露将在2025年第三季度可实现AR刻蚀光波导的量产,将进一步推动碳化硅光波导的应用进程。

  值得关注的是,慕德微纳此前已与碳化硅头部企业天科合达达成深度合作,双方将聚焦于 AR 衍射光波导镜片技术研发与市场推广领域。那么,双方合作将如何重塑 AR 光波导产业格局?碳化硅光波导技术的发展现状又是怎样?这些问题受到了行业的高度关注。

  为此,“行家说三代半”特意邀请了天科合达副总经理张平进行了专题采访。作为慕德微纳的碳化硅衬底供应商,张平将立足于天科合达的实践经验,深入探讨碳化硅光波导的性能优势与降本方案,从而提供宝贵的技术思路和前瞻见解。

  实际上,碳化硅光波导的应用进程正在加快。除了慕德微纳外,AR眼镜的先驱者Meta也在5月宣布,他们将联合美国国防公司Anduril共同为美国及其盟军开发一款增强现实 (AR) 头盔—EagleEye。

  据《华尔街日报》等披露,该项目合同价值可能高达1亿美元,而EagleEye头盔将集成Meta Orion同款碳化硅光波导系统。Meta Orion是世界上第一款采用碳化硅光波导的AR眼镜,预计将在近几年推出消费级版本。

  在国内,这一趋势同样明显,以天科合达为代表的碳化硅企业,与AR眼镜行业的合作正不断深化。据调研发现,慕德微纳、舜宇奥来等共计9家头部厂商或机构已经在大力推进碳化硅光波导应用。

  那么,为什么AR眼镜厂商纷纷青睐碳化硅光波导呢?天科合达副总经理张平给出了专业解释,他指出碳化硅光波导具有5大显著优势,使得其在AR眼镜领域具有广阔的应用前景和重要的技术价值:

  二是抑制彩虹纹/重影 :通过降低光栅周期,能有效消除彩虹纹,抑制重影现象。

  三是提升散热性能 :最高导热率高达 490W/m・K,整机散热面积和能力提高。

  五是轻量化 :碳化硅密度仅为3.2克/立方厘米,搭配超薄封装技术可将单片重量降至4克以内。

  碳化硅在AR眼镜上的应用优势有目共睹,但产业化面临成本高、加工难的挑战。天科合达作为碳化硅衬底头部企业,凭借深厚行业积累与创新能力,成为破局关键。

  张平透露,天科合达积极发挥自身优势,勇担重任,如今在成本控制和产品质量上已取得重要突破,有望加速推动碳化硅光波导技术走向大规模商业化应用,为产业发展注入强劲动力。

  目前来看, AR眼镜的市场规模正在快速扩张。XREAL透露,他们去年AR眼镜全球销售额约6亿元人民币,其中海外业务销售额同比增长30%。而据京东数据显示,今年618销售季,平台AI眼镜成交量同比增长7倍、AR眼镜用户数同比增长70%。

  然而,距离碳化硅光波导渗透到消费级市场,仍需经历一段较长的发展历程。张平解释,目前市面上还没有SiC的AR眼镜整机,Meta的Orion成本超过1万美元,现在市面上在售的AR整机产品,光学显示占整机成本的比例是超过50%的,未来需要将整机成本下降到3000元左右。如今,天科合达在降低碳化硅光波导成本方面,主要推进两大举措,并取得了积极进展:

  根据Meta公开资料来看,一片6英寸碳化硅衬底仅可满足2副AR眼镜生产,而8英寸和12英寸衬底,镜片产出量可翻倍增长。

  据Meta光学与显示研究部高级总监Barry Silverstein透露,衬底越大,单片成本越低,他们发现衬底厂商已经开始转向8英寸,有些厂商还在研发12英寸衬底,这将使AR眼镜的产量呈指数级增长。

  张平表示,天科合达已推出8 英寸光学级碳化硅衬底,并对外展示了整机应用以及成像效果,受到了产业的高度关注。接下来,他们将推出12 英寸光波导衬底,进一步提高光波导镜片的出片率,降低BOM成本,以推动消费级 AR 眼镜的应用和普及。

  张平透露,目前在碳化硅光波导加工过程中,采用传统线切割工艺造成的耗损率偏高,大约为70%-75%。为降低损耗,他们正在积极研发激光剥离等新技术,将进一步优化切割效率和材料损耗控制。

  一方面,天科合达与西湖仪器等设备厂商合作,采用激光改质剥离技术,可以实现碳化硅衬底薄片化,厚度可降至200 微米以下,进而大幅提高晶锭利用率。

  另一方面,通过对激光剥离等新技术的不断优化,天科合达有望使衬底耗损率在现有基础上降低约50%,大幅减少材料成本。

  与传统的半绝缘衬底和导电型衬底不同,光学级碳化硅衬底看重的是光学性能,对传统的工艺流程和生产技术造成了一定挑战。

  Meta透露,他们最看重的是碳化硅材料的两个参数,分别是光吸收率和总厚度偏差(TTV)。前者要求降低对可见光的吸收率,避免光源损耗;后者则要求将TTV降低30倍,避免影响成像效果。

  相应地,AR眼镜对碳化硅的光透过率、光学损耗等有了更高要求。张平透露,根据厂商反馈来看,光学级碳化硅衬底主要面临光学指标重新定义、加工精度要求提高、规模化生产挑战三大难点。

  针对碳化硅衬底的光学质量,天科合达在两大关键生产环节持续优化以实现稳定保障:

  一是在晶体生长控制环节。张平进一步透露,晶体生长控制环节是确保碳化硅衬底光学质量的关键所在,天科合达围绕三大核心维度发力,有效满足了碳化硅衬底的光学性能要求。

  具体来看,天科合达通过原料提纯、温场调控、杂质/缺陷控制三大环节的精准调控,有效保障了碳化硅晶体的纯度及均匀性,并降低了光吸收损耗,有助于大幅提升镜片光学性能,有力推动碳化硅光波导技术在AR眼镜等领域的高质量发展。

  二是在衬底表面加工环节。张平表示,光学级碳化硅衬底在表面加工平整度方面要求更高,特别是对 TTV(总厚度偏差)要求更为严格。此外,表面粗糙度这部分,常规要求是1nm,这对SiC来说没有挑战,粗糙度主要影响成像清晰度。

  对此,天科合达凭借自主工艺经验和创新研发能力,已经能将碳化硅衬底的表面粗糙度控制在0.5nm以下。这不仅有效保证了衬底的光学性能,还为碳化硅光波导在AR眼镜等领域的应用发展提供了稳定基础。

  张平提出,未来天科合达将持续提升生产良率,优化加工工艺路线,同时实施严格检测与定制化服务,以满足市场对于高质量光学级碳化硅衬底的需求。

  从产业链的反馈来看,碳化硅光波导的普及仍需上下游厂商的协同合作,尤其是衬底企业在其中扮演着至关重要的角色。

  根据歌尔光学报告分析,超过50°的视场角的碳化硅光波导在2025年属于探索期,而碳化硅光波导的全面量产要到2027-2028年。Meta也在演讲中表示,碳化硅终将胜出,这只是时间问题,但推动碳化硅光波导大规模应用需要整个行业共同努力才能实现。

  张平认为,在AR光学时代,碳化硅衬底企业将从幕后走向台前,在产业链中发挥核心作用。这是因为,衬底企业作为产业链的上游环节,其提供的高质量碳化硅衬底将是确保光波导性能的基础。

  所以,碳化硅衬底厂商理应主动攻克关键技术难题,引领上下游协同创新,加速碳化硅光波导技术成熟与应用落地。作为碳化硅衬底头部厂商,天科合达将以两大方向作为发力点,推进碳化硅光波导规模化应用进程:

  一是推进产业链协同合作。今年2月,天科合达就宣布与慕德微纳共同出资成立合资公司慕科慧视,双方旨在碳化硅AR衍射光波导镜片技术研发与市场推广方面展开深度合作。

  张平透露,未来双方将致力于在全彩衍射光波导的光效提升、均匀性优化以及彩虹纹消除等方面取得突破,同时通过协同建设量产能力,促进低成本、高性能的 AR 衍射光波导方案落地,为中高端 AR 眼镜市场打造可靠的技术方案。

  二是打造标准化流程及示范案例。张平认为,任何新技术在发展初期都可能面临缺乏系统研究与标准共识的问题,对于碳化硅光波导技术而言,这种现象既是挑战也是行业发展的机遇,尽早确定标准化流程及示范案例将为行业确立明确方向。

  为此,天科合达在研发初期就引入标准化流程和规范,进一步提高研发效率,降低成本。同时,天科合达也积极参与并牵头制定各大行业标准,打破技术碎片化现状,力图为行业提供统一的规范和准则。

  接下来,天科合达将重点创建具有代表性的示范性量产项目或案例,作为连接标准制定与产业应用的桥梁,通过验证标准的有效性、优化标准内容以及加速标准推广,促进产业链协同发展。

  值得关注的是,天科合达在北京、江苏徐州、广东深圳等地皆部署了碳化硅生产基地,可以为功率电子、AR眼镜等领域提供稳定且高质量的碳化硅衬底产品,满足不断增长的市场需求。

  展望未来,张平表示,AR眼镜的发展趋势已经毋庸置疑,天科合达将立足自身优势,致力于将碳化硅光波导打造成为 AR 产业的核心光学方案,愿与产业链合作伙伴携手合作,助力全球 AR 设备迈向轻薄化、高性能和低成本的新时代。

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