亮亮視野李勇： 這種光學元件和材料，全球70%都是從中國出去的
上週，新華網一篇題為《“元宇宙”混沌未開，四大怪現象提前“攪局”》的報道，總結了圍繞這一熱點概念的諸多“怪現象”，其中一條，就是“輕技術重想象，舊東西套新包裝”，文章點評道：“想象很容易，改名字很輕鬆，要實現卻沒有捷徑。目前元宇宙整體發展處於初級階段，主要原因就是其要用到的技術尚處於低級層次，唯有腳踏實地突破技術瓶頸，真正的元宇宙才有可能到來。”
關於未來的元宇宙想象甚囂塵上，當下的光學、電子等相關技術與產業發展卻甚少得到應有關注。
日前，觀察者網·科工力量專欄邀請到國內AR（增強現實）設備頭部廠商——亮亮視野技術負責人李勇博士，圍繞關鍵技術發展與國內外產業格局，對其進行了專訪。
（採訪/科工力量專欄主筆 李沛）
觀察者網：李總您好，過去幾個月，多家手機大廠推出AR智能眼鏡產品，您如何看待AR眼鏡進入C端的動向，人機交互終端更新換代的浪潮是否已經到來？
李勇: 我們認為元宇宙是一家之言，但反映了清晰的宏觀趨勢，即數字空間形態在從移動互聯網向空間互聯網演進，手機作為平面顯示設備，是無法承載空間互聯網的內容和體驗的，只有AR或者説MR這樣的設備才具備成為空間互聯網入口的能力，所以我們認為，AR必然會取代手機的，但是目前這個階段還不成熟，AR眼鏡湧入消費市場操之過急，簡單的圖像投屏功能不是AR的核心價值，AR的核心價值應該是人機交互，只有實現了人機交互的足夠差異化體驗，AR才會在C端市場迎來真正的爆發。
觀察者網: 接下來的問題偏技術層面，光機和鏡片作為底層技術，可以類比於半導體集成電路，這一環節當前國內外產業格局能否簡要介紹一下？
李勇: 簡單分享我們一些看法，首先您説的非常正確，顯示確實是非常核心的部件，你看一些業內研究，參照微軟的HoloLens 這款產品，基本上顯示部分成本會佔到50%左右。
（基於微軟HoloLens開發的軍用單兵綜合顯示設備，已經接近批量裝備）
另外這個顯示部分，也基本上決定了整個產品的形態。你可以看到，如果採用birdbath、衍射光波導等方案，大部分大家會做成頭盔、頭環這樣的產品，陣列光波導因為光學效率比較高，可能會像我們一樣，做成眼鏡的形態。
再縱觀整個行業，您也看到正在進行時的趨勢，就是很多終端大廠入局的積極性很高。對他們來説，半導體器件實際上可以依託、複用原來的產業鏈，而光機和鏡片則不是這樣，所以他們必須把研發的資源投入到這一塊兒。
在這個過程裏，我們也可以發現一個策略上有趣的差異，因為沒有公版、ODM或者定製化的成熟模式，海外大廠普遍是研發製造內部化的打法來建立自己的產能，比如微軟、愛普森，還有收購Akonia的蘋果，國內的話，反而是初創公司更活躍，大的企業除了華為投入稍大一些，其他往往放在研究院層面做一些研究，開發和導入量產還是通過和外部企業合作，跳過漫長的研發週期，快速推出產品。
但是目前來看，中國整體光學器件產業，我們覺得還是和國外在一個水平線，尤其是陣列光波導，這也是得益於咱們中國比較強大的光學冷加工水平，全球大概70%的這個光學元件、光學材料都是從中國這邊出去的，像我們公司，就是立足於整個光學的產業鏈，然後我們去定義工藝，然後去定義一些參數，來用它的基礎能力和設備去做，所以做的還比較好，而且成本比較可控。
陣列光波導全球最有名的是以色列Lumus，他們產品量產的性能一致性一直不是很好，良率低，成本也就很高，一片鏡片可能要1000美金，只能軍用，我們這幾年的迭代，建立了自己的Know-how和整個供應鏈條，基本上我們可以做到一片幾百塊人民幣，然後整個良率也可以到90%以上。
衍射方面的衍射光波導和體全息光波導，這方面確實，我們國內會稍微的差一些。因為它們更多還是利用了一些半導體的製造工藝，咱們國內的配套廠商還是偏少，量產性能有差距，當然現在行業還在很早期的階段，好的技術並不是靠閉門造車出來的，肯定是要通過不斷在市場中去迭代優化的，你可以看到我們中國有這麼龐大的市場，我覺得我們是有機會去在這方面補上差距，我認為我們短期內還是非常有機會迎頭趕上的。
觀察者網: 您剛才談到了陣列光波導在國內的產業配套優勢，但另一方面，產品良率也是制約其一大因素，另外在特定角度看，稜鏡陣列會在鏡片上形成明顯的條紋，您怎麼看待陣列光波導的這些劣勢？
李勇: 陣列和衍射目前還是各有千秋，光學效率是陣列光波導的核心優勢，比如説我們圖像源輸出的是1萬尼特亮度，可能眼睛就可以看到一千尼特，而衍射光波導的效率就非常低，如果你有關注最近幾款大廠的單色光AR眼鏡性能參數，他們用MicroLED幾百萬尼特的亮度，最後才能實現入眼1000多尼特。可能整個效率是萬分之幾。
另外一點你可以看到，這種陣列光波導的隱私性比較好，你從正面看的話是看不到圖像的，但你如果看衍射鏡片的產品，哪怕不是佩戴者，站在對面的人也能看到這個顯示的信息，所以我們認為，陣列光波導是比較適合做眼鏡式產品的，反過來如果做頭盔的產品，陣列就不太適合了，因為它不能實現上下的可視區擴展，現在陣列光波導實現量產的還是一維擴瞳的產品。
您剛才提到的另一個問題，視覺上的“條紋”，這個我們國內也在探索一些新的工藝，比如説中間不用膠，用分子間的鍵和，這無膠膠合的工藝叫光膠，可以改善這個問題。
（典型幾何陣列波導鏡片，可見微小稜鏡形成的“條紋”）
觀察者網: 您如何看待同樣利用衍射原理的衍射光波導和體全息光波導，後者是否在製備工藝上門檻更低？
李勇: 我們對於衍射和全息也都有一些佈局，浙大那邊一位副院長，也是我們聯合創始人鄭老師，他實際上是國內最早做衍射光波導技術的，之前和某所去做機載平顯和頭顯。
構成衍射現象的微結構可以分兩類，一種是表面浮雕，就是現在通稱的衍射光波導，在平面上生成納米尺度的光柵微結構，全息光波導則是採用有機材料，一種光致折射率變化的材料，根據你曝光的程度不同，材料的折射率性質會發生變化。也就是説不是直接形成平面上的形貌，但是它內部的材料性質發生變化，這種叫做體全息光波導。
表面浮雕光波導，需要用到納米壓印工藝，全息光波導就不需要了，我只需要兩束激光去幹涉，然後去形成這種需要的條紋就可以實現，看起來是比較簡單的，但是他受限於有機材料本身的穩定性，而且你在曝光過程中，光路的濕度，温度，包括一些抖動，都會影響到產品的性能。所以目前比較成熟，通過了量產驗證的還是浮雕光柵的工藝，體全息工藝一致性還是沒有得到充分驗證。
觀察者網: 浮雕光柵的製備，可能會涉及到更底層的一些基礎支撐，比如像仿真的軟件，或者像生產檢測的設備、材料，甚至包括IP？這方面以您的瞭解，國內是不是對國外還有很高的一個依賴度？
李勇: 目前來看還是存在的。尤其是在一些非常底層的設備，還有包括像你提到一些仿真軟件上，AR光學制造，底層的設備還是基本上類似半導體的，只是相對來講，做的精度沒有那麼高，可能還是一二百納米的級別，不像咱們做芯片可能需要28納米，甚至7納米的製程，現在要求還是沒有那麼高。儘管如此，生產設備可能還是依賴於進口的。
國內現在很強調硬科技的發展，我相信這方面的短板我們能夠一點點補上，我覺得未來還是很有機會的，尤其是現在這種半導體產業鏈的投入強度，可能短期內適配高端芯片會比較困難，但是做光學元件兒，我覺得反而門檻沒有那麼高，可能會是更適合去磨練設備和工藝的一個戰場。
觀察者網: 去年以來業內不少人已經開始討論光學超表面，您怎麼評價這個技術方向，光學超表面會顛覆現有的三條光波導技術路線麼？
李勇: 超表面其實我們也有投入，包括我們也拿了一個北京市科委的重點研發計劃，就是做超表面的光波導。
實際上超表面這個技術來自於超材料，他只是把這個超材料平面化。他最早用在光學光波波段，是2016年哈佛大學研究團隊開創的。它的優勢就是它可以直接在一個平面上去構建對於光相位的調控，這樣會帶來很多優點，可以非常靈活地去處理光波，控制光線，同時，採用薄膜型材料去替代體材料，整個重量也可以顯著的降低。
值得注意的一點是，超表面製備需要依賴半導體光刻工藝，目前意法半導體就在配合蘋果開展這方面研究，目前國內相應規格的光刻機研發也比較順利，有望兩三年內實現國產替代。
觀察者網: 最後一個問題，亮亮視野AR+AI的解決方案交付模式，在B端很有差異化，我們設計的時候有什麼樣的考慮？
李勇: 對，我們提供的就是端到端的完整解決方案，從自研關鍵器件，到平台，到系統，到終端硬件，都是我們自研自產的，因為我們考慮到目前AR產業生態仍然很不完善，客户需求是需要去挖掘和形塑的，所以我們想要形成與客户的共建，更有針對性地、敏捷地進行研發，並且能實現商業落地，這個過程裏我們確實看到了AR與B端、C端結合的一些早期機會，包括我們今年新出的一款AR字幕助聽眼鏡，就是服務於聽障人羣的，軟硬件由我們自研，但是裏邊的轉寫引擎，我們是跟科大訊飛、包括字節跳動來合作的。
觀察者網：好的，感謝李總接受採訪！
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