電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/梁浩斌）今年以來，各家廠商都開始展示出12英寸SiC產(chǎn)品，包括晶錠和襯底，加速推進(jìn)12英寸SiC的產(chǎn)業(yè)化。最近，天成半導(dǎo)體宣布成功研制出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，正式進(jìn)入12英寸SiC襯底梯隊(duì)。

功率SiC市場在短短幾年間殺成紅海，隨著產(chǎn)能不斷擴(kuò)張落地，上游襯底價(jià)格持續(xù)下跌。12英寸SiC未來能夠帶來更大的產(chǎn)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(chǎn)業(yè)的下一個藍(lán)海市場。

未來的AR眼鏡，SiC將是關(guān)鍵技術(shù)？

去年Meta 展示出的Orion AR眼鏡，首次采用了碳化硅鏡片配合衍射光波導(dǎo)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高達(dá)70度的FOV，超越過去所有AR眼鏡。也是從這個時(shí)候開始，SiC和AR眼鏡的結(jié)合開始進(jìn)入到大眾視野中。

對于AR眼鏡來說，衍射光波導(dǎo)是一項(xiàng)重要的顯示技術(shù)，首先衍射光波導(dǎo)的原理是基于光的衍射現(xiàn)象與波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的結(jié)合，其核心是通過微納米級光柵引導(dǎo)光線傳播。在AR眼鏡上應(yīng)用，即可以將光機(jī)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復(fù)雜的光學(xué)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(yōu)化光柵結(jié)構(gòu)，衍射光波導(dǎo)可實(shí)現(xiàn)視場角擴(kuò)展，視場角可以超過50度，比如前面提到的Meta Orion原型機(jī)就可以做到70度的FOV。同時(shí)衍射光波導(dǎo)不影響鏡片透光率，提高AR眼鏡的虛實(shí)結(jié)合體驗(yàn)。

然而，不同材料的光波導(dǎo)性能不同，材料的折射率對于光波導(dǎo)效率十分關(guān)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(dá)到1.74；普通玻璃的折射率約1.5，高折射率的玻璃可以達(dá)到1.9。

那么SiC的折射率是多少？可以輕松達(dá)到2.6以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于玻璃和樹脂等傳統(tǒng)的鏡片材料。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，提升顯示亮度。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(shí)，碳化硅通過優(yōu)化光柵結(jié)構(gòu)，可以有效消除玻璃材料常見的彩虹效應(yīng)。

除了顯示之外，碳化硅材料本身的熱導(dǎo)率非常高，是普通玻璃的數(shù)百倍，AR眼鏡可以通過碳化硅鏡片為光機(jī)提高散熱效率，增強(qiáng)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，更加適合用于眼鏡鏡片。

所以，在AI眼鏡逐漸成為市場認(rèn)可的新品類，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)目前看來是一條可行的路線。

上下游積極合作，推動SiC光波導(dǎo)量產(chǎn)降本

盡管有百般優(yōu)點(diǎn)，但良率和工藝，導(dǎo)致了碳化硅光波導(dǎo)短期還難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。去年Meta展示出Orion AR眼鏡原型機(jī)時(shí)表示，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)鏡片由于工藝復(fù)雜、良率極低，單片的成本就高達(dá)1000美元。

根據(jù)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(chǎn)。按照面積估算，8英寸SiC襯底可以實(shí)現(xiàn)翻倍的AR眼鏡產(chǎn)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(jù)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(jīng)有多家廠商成功研制12英寸的產(chǎn)品。在今年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經(jīng)推出相關(guān)產(chǎn)品，面向光學(xué)應(yīng)用。

近期，下游的光學(xué)廠商也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)的落地。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。

另外，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(jià)格壓縮至5000元內(nèi)。

未來隨著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(shí)代。碳化硅光波導(dǎo)技術(shù)隨著材料降本的加速，AR眼鏡顯示體驗(yàn)提升加上大規(guī)模量產(chǎn)降本，有望真正激活A(yù)R眼鏡市場的需求。