SiC破局AR眼镜,天科合达率先抢滩登陆

作者 | 发布日期 2025 年 02 月 25 日 14:08 | 分类 企业 , 功率 , 碳化硅SiC

2月21日,天科合达与慕德微纳于徐州成功签署投资合同,双方决定共同出资成立合资公司,正式开启在AR衍射光波导镜片技术研发与市场推广方面的深度合作,力求推动AR行业的技术创新与应用落地。

据悉,此次双方合作,天科合达将凭借其在碳化硅衬底领域的技术积累,为慕德微纳提供高质量碳化硅衬底产品,慕德微纳则利用自身在微纳光学技术和AR光波导加工方面的优势,优化AR衍射光波导性能。

双方合作有望加速AR衍射光波导镜片技术突破,推动AR行业向高性能、轻量化方向发展,在全球AR市场占据领先地位。

解读AR眼镜何以破局:SiC+衍射光波导技术

在“AI+AR”时代加速到来的当下,智能眼镜市场迎来爆发式增长。AR眼镜凭借实时感知、交互性与可穿戴性,被视为AI技术的理想载体。它配备摄像头、传感器和麦克风,能实时捕捉用户视觉、听觉及环境数据,为AI提供丰富输入,实现实时反馈与建议。

作为可穿戴设备,AR眼镜可随时随地陪伴用户,让AI无缝融入日常生活,其持续收集的数据还能助力AI优化算法,提供更精准、个性化服务。

但是,AR眼镜早前发展却并不顺利,因为早期用户表示,体验不佳。用户期望的是像科幻电影、动画中那样高科技、便捷、无门槛的使用体验。然而,无论是棱镜方案、自由曲面方案、Birdbath方案,都是通过复杂的镜面反射实现AR画面投影,存在视场不足、透光性差、镜片厚重等问题。

直至衍射光波导技术的出现,给AR眼镜打开了大门。它能使光学系统轻薄化,接近普通眼镜外观;可实现大视场角,呈现广阔虚拟画面;具备高透光率,让用户能清晰看到周围环境;还能实现高分辨率、低畸变图像显示,提供较大眼动范围,降低功耗、延长续航。

而在当代,碳化硅技术的逐步成熟,则是当下AI浪潮下,AR眼镜加速落地的强力助推器。衍射光波导最初设计制作在玻璃镜片上,但玻璃材料在镜片重量、加工难度、彩虹效应、视场角、散热性能以及硬度与耐磨性等方面存在诸多不足,限制了其在AR眼镜上的应用。

而当代无色透明的碳化硅半导体材料凭借高折射率、高硬度和优异导热性能,成为制作AR镜片的理想之选。

碳化硅是一种宽禁带半导体材料,具有非常优异的光学和热学特性。其最突出的特性之一是较高的折射率。据悉,碳化硅折射率约为2.6-2.7,远高于玻璃的1.5,能有效约束光线、减少光能损失、提升亮度,解决彩虹效应问题,实现更宽视场角,增强用户沉浸感;加上其热导率约为120-200W/m・K,可快速传导分散热量,避免光学性能下降,提升佩戴舒适度;虽密度略高于玻璃,但高折射率和机械性能使其镜片可更薄,实现整体轻量化。

在波导设计中,材料的折射率决定了光的传播模式及其效率。碳化硅由于其高折射率,能够在更小的波导尺寸下实现高效光传输。这一特性对AR眼镜的设计至关重要,因为它允许设备实现更薄的光波导结构,进而支持设备的轻量化和小型化。

同时,碳化硅的高折射率还能够降低波导中的弯曲损耗,特别是在多次反射过程中保持光的完整性,减少衍射和散射对图像的影响。

多年前,碳化硅因价格昂贵、生产难度大,难以用于消费电子产品。如今,随着国内外厂家技术突破、产能攀升,碳化硅在功率半导体领域逐渐实现规模应用,价格逐步下降,用于光波导镜片的生产工艺也日益成熟。

未来,随着碳化硅等新材料、Micro-LED和衍射光波导等显示技术的突破,以及AR和AI技术的融合应用,智能平台载体轮廓渐显。或许在不久的将来,AR眼镜会像智能手机一样普及,成为人们生活中不可或缺的一部分。(集邦化合物半导体竹子整理)

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