每周研报学习：AR眼镜带动碳化硅SiC放量

摘要：AR眼镜(增强现实眼镜)是一种将虚拟信息叠加到现实世界中的智能穿戴设备，核心在于虚拟信息与现实世界的完美融合。与VR眼镜(虚拟现实眼镜)相比，主要区别在于AR眼镜通过光学显示技术，将数字内容(如图像、视频、3D模型等)叠加到现实世界中，与现实环境融合，为用户提

1、AR眼镜行业空间

AR眼镜(增强现实眼镜)是一种将虚拟信息叠加到现实世界中的智能穿戴设备，核心在于虚拟信息与现实世界的完美融合。与VR眼镜(虚拟现实眼镜)相比，主要区别在于AR眼镜通过光学显示技术，将数字内容(如图像、视频、3D模型等)叠加到现实世界中，与现实环境融合，为用户提供增强现实的体验。而VR眼镜则是通过在完全封闭式的显示屏幕，使用户完全沉浸于虚拟环境中，无法看到现实世界。

2024年全球AR眼镜出货量达到55.3万副，同比+7.8%，其中中国2024年出货28.6万副，预计到2028年出货有望突破295万副。

中国企业占据全球AR眼镜近八成市场。全球AR市场份额前五位分别是Xrea1、Rokid、雷鸟、INMO.MagicLeap，市场份额分别为45%、14%、13%、6%、4%，其中前四位均为国内品牌，共占据市场份额约78%:中国AR市场份额前五位分别是Xrea1、雷鸟、Rokid、影目、华为，市场份额分别为32%、23%、18%、12%、5%。

AR眼镜需要通过光学组合器(OpticalCombiner)实现微显示屏虚像与外界环境光的同步呈现，由此出现自由空间反射和光波导两大类技术路线。其中，自由空间反射包括耐德佳的自由曲面方案、XReal的BirdBath方案;光波导包括Lumus的几何反射波导方案、HoloLens的表面浮雕光栅波导(SRG)方案和处于研发中的全息光棚波导(VHG)方案。目前，光波导方案属于行业主流技术路线。

表面浮雕光栅波导已有稳定出货量且多为新品采用。国内初创光学模组厂商在光学设计、量产方面领先于行业以布局阵列光波导和表面浮雕光波导为主，已逐步落地、稳定出货并产生实际订单。特别是CES 2025新发布的多款AR眼镜(如雷鸟X3 Pro、Rokid Glasses)均采用表面浮雕光波导方案并计划于2025年内上市。

碳化硅材料:高折射率助力实现广阔视场角FOV

碳化硅材料折射率可达2.6以上，对比树脂和玻璃等优势明显，单层镜片即可实现80度以上FOV。常用材料折射率方面，普通树脂约1.51，高折射率树脂约1.74;普通玻璃约1.5，高折射率玻璃约1.9。而SiC材料可达2.6以上。光波导结构中，基底材料的折射率越高，AR镜片的视场角FOV就更大。传统玻璃经过三层堆叠后仅为40度左右单层SiC镜片即可实现80度以上FOV，可以提供更轻薄的尺寸和更大更清晰的视觉效果

碳化硅材料:有效解决光波导结构中的彩虹纹问题

碳化硅的高折射率使光栅周期可以设计的很小，而小光栅周期会增大环境光的衍射角度，超出人眼的观察范围后，进而解决分光造成的彩虹纹现象。彩虹纹指环境光透过AR波导后白光变成彩虹光的分光现象，本质上是光栅对不同波长(颜色)光的衍射角度差异导致的色散现象。高折射率的SiC材料可以压缩光在材料中的有效波长进而降低光栅周期，光栅周期降低后，固定入射角的不同颜色光的色散角差异减小，从而减少了颜色分离。从工艺可行性来看，碳化硅的硬度和化学稳定性支持纳米压印及电子東光刻工艺，工程上可以实现亚微米级光栅周期的高精度加工，从而解决彩虹纹现象。

实验数据:使用碳化硅衬底(光栅周期=300nm)的衍射光波导，相较于玻璃衬底(光栅周期=500nm)，在可见光波段(400-700nm)的色散角差异可降低约40%，彩虹纹主观感知强度下降超过60%。

刻蚀工艺通过在基底上直接去除材料创建微纳光栅，可配合碳化硅材料实现更大视场角和更佳光学性能，且完全兼容现有半导体加工工艺，加工精度和稳定性更高。碳化硅具备较高硬度，支持采用半导体刻蚀工艺进行光栅制备。刻蚀工艺加工的光波导可靠性较高，更易通过温度、抗摔测试等。据Dispelix，利用刻蚀工艺制造的光波导可在240小时内持续承受85到零下40摄氏度的温度。刻蚀工艺可采用深紫外光等非接触式技术，而且粒子造成的误差更小，技术更加成熟:同时，刻蚀工艺的设计自由度更高，这意味着光波导性能可以进一步提升。刻蚀工艺可以在晶圆上叠加多种涂层(多达4层)，这为RGB单层光波导设计带来更多自由。

AR眼镜所用的碳化硅衬底为透明的半绝缘型

碳化硅衬底可以分为导电型和半绝缘型两类，半绝缘型衬底用于AR眼镜镜片制造。导电型碳化硅衬底细分为N型和P型(电阻率15~30mQ:cm)，主要用于功率器件，但由于自由载流子吸收和等离子体色散效应导致光损耗过高，无法满足光学传输需求:半绝缘型碳化硅衬底(电阻率>10000022·cm)因其极低自由载流子浓度和宽光谱透明性，是AR眼镜光波导的理想材料，

12寸衬底片碳化硅裁切浪费更少，能够切更多镜片，从而降低成本。目前AR眼镜镜片主要通过半绝缘型碳化硅衬底片裁切得到，衬底尺寸越大，单位衬底可生产更多镜片，因而单位镜片成本越低，同时边缘浪费的减少将进一步降低镜片生产成本。8寸/12寸衬底片成本大致为6000/10000元，分别能切削出4副/10副眼镜，对应单副眼镜成本从1500元左右下降至1000元左右，大大降低AR眼镜成本及售价并加速在消费市场的渗透。