12英寸碳化硅襯底，會顛覆AR眼鏡行業？_風聞

電子發燒友網報道（文/梁浩斌）今年以來，各家廠商都開始展示出12英寸SiC產品，包括晶錠和襯底，加速推進12英寸SiC的產業化。最近，天成半導體宣佈成功研製出12英寸N型碳化硅單晶材料；晶越半導體也宣佈研製出12英寸SiC晶錠，正式進入12英寸SiC襯底梯隊。

功率SiC市場在短短幾年間殺成紅海，隨着產能不斷擴張落地，上游襯底價格持續下跌。12英寸SiC未來能夠帶來更大的產能、更低的單位成本。不過，SiC不只能夠用在功率器件上，SiC襯底的另一個用途，正在悄然崛起，有望成為SiC產業的下一個藍海市場。

未來的AR眼鏡，SiC將是關鍵技術？

去年Meta 展示出的Orion AR眼鏡，首次採用了碳化硅鏡片配合衍射光波導技術，實現了高達70度的FOV，超越過去所有AR眼鏡。也是從這個時候開始，SiC和AR眼鏡的結合開始進入到大眾視野中。

對於AR眼鏡來説，衍射光波導是一項重要的顯示技術，首先衍射光波導的原理是基於光的衍射現象與波導結構的結合，其核心是通過微納米級光柵引導光線傳播。在AR眼鏡上應用，即可以將光機生成的圖像通過鏡片中的光柵傳播，從而無需在鏡片表面再安裝複雜的光學器件，降低鏡片厚度至與普通眼鏡接近的程度，整體外觀也可以更加接近普通眼鏡。

另外通過優化光柵結構，衍射光波導可實現視場角擴展，視場角可以超過50度，比如前面提到的Meta Orion原型機就可以做到70度的FOV。同時衍射光波導不影響鏡片透光率，提高AR眼鏡的虛實結合體驗。

然而，不同材料的光波導性能不同，材料的折射率對於光波導效率十分關鍵。比如我們常見的眼鏡鏡片材料，普通樹脂的折射率約1.51，高折射率的樹脂可以達到1.74；普通玻璃的折射率約1.5，高折射率的玻璃可以達到1.9。

那麼SiC的折射率是多少？可以輕鬆達到2.6以上，遠遠高於玻璃和樹脂等傳統的鏡片材料。碳化硅材料的光波導鏡片能更有效地約束光線傳播，減少光能損失，提升顯示亮度。其高折射率還顯著擴大了視場角，例如單片碳化硅波導可實現的全綵視場角，而傳統玻璃僅小於40度。同時，碳化硅通過優化光柵結構，可以有效消除玻璃材料常見的彩虹效應。

除了顯示之外，碳化硅材料本身的熱導率非常高，是普通玻璃的數百倍，AR眼鏡可以通過碳化硅鏡片為光機提高散熱效率，增強AR眼鏡的性能釋放能力。

在硬度上，碳化硅鏡片相比普通玻璃鏡片硬度更高，更耐磨，更加適合用於眼鏡鏡片。

所以，在AI眼鏡逐漸成為市場認可的新品類，在攝像、音頻等基礎上，AR顯示必然是未來AI眼鏡的“完全體”。要實現真正日常可用的AR眼鏡，碳化硅光波導目前看來是一條可行的路線。

上下游積極合作，推動SiC光波導量產降本

儘管有百般優點，但良率和工藝，導致了碳化硅光波導短期還難以實現大規模量產。去年Meta展示出Orion AR眼鏡原型機時表示，單機成本高達1萬美元。據產業鏈人士推測，Meta Orion的碳化硅光波導鏡片由於工藝複雜、良率極低，單片的成本就高達1000美元。

根據Meta的資料，目前最普遍的6英寸SiC襯底只能滿足2副AR眼鏡的生產。按照面積估算，8英寸SiC襯底可以實現翻倍的AR眼鏡產量，也就是3到4副AR眼鏡；12英寸襯底表面積是8英寸的1.75倍，據估算可以提供約9副AR眼鏡的需求。

AR眼鏡鏡片用到的SiC襯底是半絕緣型襯底，目前已經有多家廠商成功研製12英寸的產品。在今年3月，天嶽先進展出了12英寸高純半絕緣型SiC襯底；爍科晶體去年12月宣佈成功研製出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、同光股份、浙江晶鋭等廠商都已經推出相關產品，面向光學應用。

近期，下游的光學廠商也積極與上游襯底廠商、設備廠商合作，推動SiC光波導技術的落地。7月14日，舜宇光學旗下專注於 AR 眼鏡半導體光學領域的子公司舜宇奧來，與SiC襯底供應商天嶽先進簽訂戰略合作協議，並與半導體設備廠商中微半導體簽訂戰略合作協議，啓動國產集成電路設備在微納光學領域的在地協作。

另外，天科合達與慕德微納成立合資公司，共同推進AR衍射光波導鏡片技術研發。XREAL與龍旗科技、晶盛機電、鯤遊光電展開合作，其中晶盛機電是碳化硅生產設備和碳化硅襯底材料生產的領先企業。

今年4月，廣納四維與山西爍科晶體、國家納米智造產業創新中心簽署戰略合作協議，圍繞碳化硅基底刻蝕製備衍射光波導鏡片的核心技術攻關與量產落地展開深度協同，共同推動碳化硅刻蝕衍射光波導產品的研發與量產。

最近成都光嶼高維旗下品牌Coray發佈的Coray Air2彩色智能AR眼鏡，全球首次實現了碳化硅全綵光波導AR眼鏡的量產，並首次將碳化硅光波導技術的AR眼鏡價格壓縮至5000元內。

未來隨着8英寸，乃至12英寸半絕緣碳化硅襯底的加速落地，AR眼鏡也將會迎來一個新時代。碳化硅光波導技術隨着材料降本的加速，AR眼鏡顯示體驗提升加上大規模量產降本，有望真正激活AR眼鏡市場的需求。

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