長(zhǎng)沙2025年12月11日 /美通社/ -- 隨著人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，AR眼鏡作為AI端側(cè)落地的核心載體，正逐步成為科技產(chǎn)業(yè)的焦點(diǎn)領(lǐng)域。在AI與AR深度融合的趨勢(shì)下，傳統(tǒng)玻璃、樹(shù)脂等鏡片基底材料在光波導(dǎo)方案中顯現(xiàn)明顯局限，難以滿(mǎn)足AR及AI眼鏡對(duì)更廣視場(chǎng)角、更輕機(jī)身、更長(zhǎng)續(xù)航的核心需求，這一瓶頸既制約了產(chǎn)品性能升級(jí)，也影響了用戶(hù)體驗(yàn)的優(yōu)化。

近年來(lái)，寬禁帶半導(dǎo)體核心材料——碳化硅憑借其獨(dú)特物理特性與優(yōu)異性能，受到AR整機(jī)廠(chǎng)商的高度關(guān)注。在新能源領(lǐng)域，碳化硅已展現(xiàn)出提升能源轉(zhuǎn)換效率與系統(tǒng)功率密度的顯著優(yōu)勢(shì)；如今在光學(xué)顯示領(lǐng)域，該材料更被業(yè)界視為破解AR全彩顯示核心瓶頸的關(guān)鍵。目前，碳化硅、光波導(dǎo)及AR整機(jī)企業(yè)正緊密協(xié)作，開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新與需求適配，這一跨界協(xié)同不僅有望實(shí)現(xiàn)AR眼鏡技術(shù)的突破性進(jìn)展，更將為全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)造新的發(fā)展機(jī)遇。

高折射率+高熱導(dǎo)率 碳化硅筑牢AR顯示技術(shù)優(yōu)勢(shì)

伴隨科技發(fā)展，AR眼鏡輕薄化設(shè)計(jì)趨勢(shì)推動(dòng)光波導(dǎo)技術(shù)從離軸、棱鏡、自由曲面等光學(xué)方案中脫穎而出，成為當(dāng)前AR光學(xué)的主流選擇。不過(guò)，現(xiàn)有技術(shù)路線(xiàn)仍存短板：幾何反射波導(dǎo)方案光損嚴(yán)重、擴(kuò)瞳維度受限且工藝復(fù)雜、良率偏低；全息體光柵波導(dǎo)雖光學(xué)性能理想，但多層堆疊與嚴(yán)苛封裝要求使其量產(chǎn)難度極高。相比之下，表面浮雕光柵波導(dǎo)方案在制造成本與工藝成熟度上優(yōu)勢(shì)顯著，光學(xué)性能亦表現(xiàn)出色。

值得關(guān)注的是，表面浮雕光柵波導(dǎo)方案在色散與彩虹紋問(wèn)題解決上已取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，而通過(guò)采用碳化硅作為襯底材料，可進(jìn)一步優(yōu)化光學(xué)性能。作為高折射率、高導(dǎo)熱率的先進(jìn)材料，碳化硅不僅能提升光波導(dǎo)核心性能，更可強(qiáng)化AR眼鏡整體散熱效果。從技術(shù)成熟度與量產(chǎn)可行性綜合評(píng)估，表面浮雕光柵波導(dǎo)方案是當(dāng)前最具前景的量產(chǎn)選擇，碳化硅的引入將為AR顯示技術(shù)突破提供核心支撐，推動(dòng)行業(yè)邁向新發(fā)展階段。

三安光電技術(shù)中心總經(jīng)理王篤祥指出，碳化硅的高折射率與高導(dǎo)熱率特性，可為AR眼鏡帶來(lái)四大核心優(yōu)勢(shì)：

• 更大視場(chǎng)角：碳化硅折射率達(dá)2.6以上，遠(yuǎn)超普通樹(shù)脂(約1.51)、高折射率樹(shù)脂(約1.74)、普通玻璃(約1.5)及高折射率玻璃(約1.9)。在光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，基底折射率直接決定視場(chǎng)角上限，傳統(tǒng)玻璃經(jīng)三層堆疊后視場(chǎng)角僅約40度，而單層碳化硅鏡片即可實(shí)現(xiàn)80度以上視場(chǎng)角。
• 破解彩虹紋難題：彩虹紋源于環(huán)境光經(jīng)AR波導(dǎo)后產(chǎn)生的分光現(xiàn)象，本質(zhì)是光柵對(duì)不同波長(zhǎng)光的衍射角度差異導(dǎo)致的色散。高折射率碳化硅可壓縮光在材料中的有效波長(zhǎng)，進(jìn)而縮小光柵周期、增大環(huán)境光衍射角度，使其超出人眼可視范圍，從根源上解決彩虹紋問(wèn)題。
• 延長(zhǎng)穩(wěn)定續(xù)航：碳化硅熱導(dǎo)率約490W/m?K，遠(yuǎn)高于玻璃(約1W/m?K)及樹(shù)脂等傳統(tǒng)材料，可快速傳導(dǎo)光機(jī)模塊與計(jì)算單元產(chǎn)生的熱量，避免局部高溫導(dǎo)致的性能衰減或器件損壞，支持5000尼特峰值亮度等高規(guī)格顯示需求及長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。
• 簡(jiǎn)化散熱設(shè)計(jì)：傳統(tǒng)AR眼鏡依賴(lài)鏡腿散熱模塊或主動(dòng)冷卻系統(tǒng)，增加了設(shè)備重量與復(fù)雜度。碳化硅的高熱導(dǎo)性可使光波導(dǎo)片集成散熱功能，僅通過(guò)被動(dòng)散熱即可滿(mǎn)足需求；同時(shí)其優(yōu)異散熱性能為提升設(shè)備集成度、增加傳感器配置預(yù)留了充足空間。

國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)生態(tài)蓄勢(shì)待發(fā) 三安光電引領(lǐng)適配落地

作為功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的成熟材料，碳化硅在AR眼鏡波導(dǎo)片基底應(yīng)用上仍需全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同突破。值得慶幸的是，中國(guó)在光學(xué)顯示與寬禁帶半導(dǎo)體領(lǐng)域的前瞻布局，為碳化硅規(guī)?；瘧?yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)：顯示領(lǐng)域，中國(guó)已成為全球最大顯示面板生產(chǎn)制造與研發(fā)應(yīng)用中心；寬禁帶半導(dǎo)體領(lǐng)域，器件規(guī)模穩(wěn)步提升，裝備國(guó)產(chǎn)化加速推進(jìn)，襯底及晶圓制造產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)與產(chǎn)能釋放持續(xù)提速。上下游產(chǎn)業(yè)的高效適配，正成為碳化硅在AR眼鏡領(lǐng)域規(guī)?；瘧?yīng)用的核心驅(qū)動(dòng)力。

三安光電全資子公司——寬禁帶半導(dǎo)體供應(yīng)商湖南三安，已推出性能滿(mǎn)足AR眼鏡制造需求的光學(xué)晶片，且產(chǎn)能儲(chǔ)備充足、產(chǎn)量持續(xù)爬坡。目前，其6英寸及8英寸光學(xué)晶片已通過(guò)國(guó)際頭部客戶(hù)認(rèn)證并實(shí)現(xiàn)小批量出貨，12英寸光學(xué)晶片已完成客戶(hù)送樣驗(yàn)證。同時(shí)，依托三安光電業(yè)界領(lǐng)先的Micro-LED量產(chǎn)能力，湖南三安的SiC襯底可與Micro-LED在AR眼鏡應(yīng)用中形成解決方案協(xié)同，全力推動(dòng)國(guó)產(chǎn)技術(shù)規(guī)模化落地。

王篤祥坦言，當(dāng)前碳化硅在AR眼鏡領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的核心制約因素為成本，需通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作與本地化配套破解。"8英寸、12英寸碳化硅晶片分別可切削4副、10副鏡片，當(dāng)前碳化硅鏡片成本顯著高于玻璃及樹(shù)脂材質(zhì)。未來(lái)需通過(guò)碳化硅晶體生長(zhǎng)、晶圓加工設(shè)備及原輔料的國(guó)產(chǎn)化，結(jié)合大規(guī)模生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)成本大幅下降。"

憑借高折射率與高導(dǎo)熱率特性，碳化硅正成為突破AR眼鏡視場(chǎng)角與散熱瓶頸的關(guān)鍵。在此技術(shù)革新進(jìn)程中，三安等國(guó)內(nèi)企業(yè)已展現(xiàn)突出優(yōu)勢(shì)：子公司湖南三安不僅實(shí)現(xiàn)光學(xué)級(jí)碳化硅晶片的量產(chǎn)與客戶(hù)認(rèn)證，更依托自主Micro-LED技術(shù)推動(dòng)"碳化硅襯底+Micro-LED"一體化解決方案落地，為產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)化與規(guī)?；峁┖诵闹巍?/p>

展望未來(lái)，隨著三安等企業(yè)持續(xù)推進(jìn)大尺寸晶片降本與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，碳化硅有望加速AR眼鏡向高性能、輕薄化方向普及，助力中國(guó)在下一代人機(jī)交互領(lǐng)域搶占全球先機(jī)。

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