電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文 / 梁浩斌）今年以來，各個廠商紛紛展示12英寸SiC產(chǎn)品，涵蓋晶錠和襯底，大力推動12英寸SiC的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。近期，天成半導(dǎo)體宣稱成功研制出12英寸N型碳化硅單晶材料；晶越半導(dǎo)體也宣布研制出12英寸SiC晶錠，正式躋身12英寸SiC襯底行列。

功率SiC市場在短短幾年間競爭激烈，隨著產(chǎn)能不斷擴(kuò)大，上游襯底價格持續(xù)走低。12英寸SiC未來能帶來更高產(chǎn)能和更低單位成本。不過，SiC的應(yīng)用不止于功率器件，SiC襯底的另一個用途正悄然興起，有望成為SiC產(chǎn)業(yè)的下一片藍(lán)海。

未來的AR眼鏡，SiC會是關(guān)鍵技術(shù)嗎？

去年Meta展示的Orion AR眼鏡，首次采用碳化硅鏡片搭配衍射光波導(dǎo)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高達(dá)70度的視場角（FOV），超越以往所有AR眼鏡。從那時起，SiC與AR眼鏡的結(jié)合開始進(jìn)入大眾視野。

對于AR眼鏡而言，衍射光波導(dǎo)是一項(xiàng)重要的顯示技術(shù)。其原理基于光的衍射現(xiàn)象與波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的結(jié)合，核心是通過微納米級光柵引導(dǎo)光線傳播。應(yīng)用在AR眼鏡上，能將光機(jī)生成的圖像通過鏡片中的光柵傳播，無需在鏡片表面安裝復(fù)雜光學(xué)器件，使鏡片厚度接近普通眼鏡，整體外觀也更像普通眼鏡。

此外，通過優(yōu)化光柵結(jié)構(gòu)，衍射光波導(dǎo)可擴(kuò)展視場角，能超過50度，如Meta Orion原型機(jī)可達(dá)70度FOV。同時，它不影響鏡片透光率，提升了AR眼鏡的虛實(shí)結(jié)合體驗(yàn)。

然而，不同材料的光波導(dǎo)性能有差異，材料的折射率對光波導(dǎo)效率至關(guān)重要。常見的眼鏡鏡片材料中，普通樹脂折射率約1.51，高折射率樹脂可達(dá)1.74；普通玻璃折射率約1.5，高折射率玻璃可達(dá)1.9。

SiC的折射率輕松超過2.6，遠(yuǎn)高于玻璃和樹脂等傳統(tǒng)鏡片材料。碳化硅材料的光波導(dǎo)鏡片能更有效地約束光線傳播，減少光能損失，提高顯示亮度。其高折射率還顯著擴(kuò)大了視場角，例如單片碳化硅波導(dǎo)可實(shí)現(xiàn)的全彩視場角，而傳統(tǒng)玻璃僅小于40度。同時，碳化硅通過優(yōu)化光柵結(jié)構(gòu)，可有效消除玻璃材料常見的彩虹效應(yīng)。

除顯示優(yōu)勢外，碳化硅材料熱導(dǎo)率極高，是普通玻璃的數(shù)百倍，AR眼鏡可通過碳化硅鏡片為光機(jī)提高散熱效率，增強(qiáng)性能釋放能力。

在硬度方面，碳化硅鏡片比普通玻璃鏡片更硬、更耐磨，更適合用作眼鏡鏡片。

所以，在AI眼鏡逐漸被市場認(rèn)可的當(dāng)下，在攝像、音頻等基礎(chǔ)上，AR顯示必然是未來AI眼鏡的“完全體”。要實(shí)現(xiàn)真正日?？捎玫腁R眼鏡，碳化硅光波導(dǎo)目前看來是可行的途徑。

上下游積極合作，推動SiC光波導(dǎo)量產(chǎn)降本

盡管碳化硅光波導(dǎo)優(yōu)點(diǎn)眾多，但良率和工藝問題導(dǎo)致其短期內(nèi)難以大規(guī)模量產(chǎn)。去年Meta展示Orion AR眼鏡原型機(jī)時稱，單機(jī)成本高達(dá)1萬美元。據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈人士推測，Meta Orion的碳化硅光波導(dǎo)鏡片因工藝復(fù)雜、良率極低，單片成本就達(dá)1000美元。

根據(jù)Meta資料，目前最常見的6英寸SiC襯底僅能滿足2副AR眼鏡的生產(chǎn)。按面積估算，8英寸SiC襯底可使AR眼鏡產(chǎn)量翻倍，達(dá)到3到4副；12英寸襯底表面積是8英寸的1.75倍，預(yù)計(jì)可滿足約9副AR眼鏡的需求。

AR眼鏡鏡片使用的SiC襯底是半絕緣型襯底，目前已有多家廠商成功研制12英寸產(chǎn)品。今年3月，天岳先進(jìn)展出了12英寸高純半絕緣型SiC襯底；爍科晶體去年12月宣布成功研制出12英寸高純半絕緣碳化硅單晶襯底。而8英寸的半絕緣型SiC襯底，天科合達(dá)、同光股份、浙江晶銳等廠商都已推出相關(guān)產(chǎn)品，面向光學(xué)應(yīng)用。

近期，下游光學(xué)廠商積極與上游襯底廠商、設(shè)備廠商合作，推動SiC光波導(dǎo)技術(shù)落地。7月14日，舜宇光學(xué)旗下專注于AR眼鏡半導(dǎo)體光學(xué)領(lǐng)域的子公司舜宇奧來，與SiC襯底供應(yīng)商天岳先進(jìn)簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，并與半導(dǎo)體設(shè)備廠商中微半導(dǎo)體簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，啟動國產(chǎn)集成電路設(shè)備在微納光學(xué)領(lǐng)域的在地協(xié)作。

此外，天科合達(dá)與慕德微納成立合資公司，共同推進(jìn)AR衍射光波導(dǎo)鏡片技術(shù)研發(fā)。XREAL與龍旗科技、晶盛機(jī)電、鯤游光電展開合作，其中晶盛機(jī)電是碳化硅生產(chǎn)設(shè)備和碳化硅襯底材料生產(chǎn)的領(lǐng)先企業(yè)。

今年4月，廣納四維與山西爍科晶體、國家納米智造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，圍繞碳化硅基底刻蝕制備衍射光波導(dǎo)鏡片的核心技術(shù)攻關(guān)與量產(chǎn)落地展開深度協(xié)同，共同推動碳化硅刻蝕衍射光波導(dǎo)產(chǎn)品的研發(fā)與量產(chǎn)。

最近成都光嶼高維旗下品牌Coray發(fā)布的Coray Air2彩色智能AR眼鏡，全球首次實(shí)現(xiàn)了碳化硅全彩光波導(dǎo)AR眼鏡的量產(chǎn)，并首次將碳化硅光波導(dǎo)技術(shù)的AR眼鏡價格壓至5000元以內(nèi)。

未來隨著8英寸乃至12英寸半絕緣碳化硅襯底加速落地，AR眼鏡將迎來新時代。碳化硅光波導(dǎo)技術(shù)隨著材料成本降低，有望提升AR眼鏡顯示體驗(yàn)并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)降本，真正激活A(yù)R眼鏡市場需求。

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