碳化硅光波导是指基于碳化硅材料的光波导。光波导是引导光以特定路线传播的介质,是增强现实(AR)眼镜光学系统的核心组件。
根据材料不同,光波导基底材料分为玻璃、树脂(光学聚合物)及碳化硅。玻璃光波导技术成熟,但难以实现曲面设计、轻量化设计,且抗冲击性差;树脂光波导可实现轻量化、抗冲击能力强,但存在视场角难以提升、色散及良率低等问题;相比于玻璃及树脂材料,碳化硅具有高折射率(折射率越高,获得的视野角更广)、高热导率、超低光学损耗、轻量化等优势,有助于提升AR眼镜的整体性能和功耗。
碳化硅光波导解决了传统光波导存在的视场角窄、彩虹效应、散热等难题,在消费级AR眼镜、工业级AR眼镜、汽车AR-HUD(增强现实抬头显示)、工业元宇宙等领域具有广阔应用前景。
根据新思界产业研究中心发布的
《2025-2030年中国碳化硅光波导行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,近年来,随着人工智能(AI)与AR技术深度融合,AR体验正不断向更轻量、更高清、更沉浸的方向迈进,为满足应用需求,光波导材料正从传统玻璃基底材料向碳化硅基底演进,碳化硅光波导市场空间不断扩大。
目前碳化硅光波导方案已吸引了一批企业布局,包括Meta、XREAL、雷鸟创新、秋果计划、慕德微纳、广纳四维、鲲游光电、歌尔光学等,其中Meta为行业先行者,于2024年发布了碳化硅光波导方案的AR眼镜Orion,Orion可提供70°视场角。
碳化硅光波导应用前景广阔,但碳化硅衬底成本较高、加工工艺复杂,限制了其应用。碳化硅为第三代半导体材料,莫氏硬度仅次于金刚石,加工制造难度大。碳化硅衬底分为导电型、半绝缘型两种,其中半绝缘型衬底适用于制造光波导。
目前全球高纯半绝缘型碳化硅产能较低,国际供应商包括Wolfspeed、罗姆、意法半导体、高意等,远不能满足AR眼镜市场的潜在需求。近年来,我国企业如天岳先进、晶盛机电、河北同光、烁科晶体等企业正积极布局碳化硅产业链,在材料、设备、工艺等方面持续突破,为碳化硅光波导产业发展奠定了基础。
新思界
行业分析人士表示,碳化硅光波导有望解决AR眼镜视场角小、亮度不足、厚重等问题,加速消费级AR眼镜向C端渗透,应用前景广阔。目前碳化硅光波导应用进程不断推进,随着在工艺、材料、设备等方面持续突破,碳化硅光波导有望成为AR产业的核心光学方案,预计2030年全球碳化硅光波导在AR领域的渗透率将达30%以上。
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