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光波导技术产业化:阵列二维扩瞳突破,SiC+MicroLED催生消费级AR拐点|民生证券
民生证券研报显示,阵列光波导二维扩瞳使光学引擎体积减50%,SiC单层支持>80°全彩成像,MicroLED迈入<0.2cc时代。产业链协同推进光波导技术走向量产。
 2026-07-27
 电子行业
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电子行业深度:智能眼镜AI形态领航探索AR新视界-250611(28页) 查看报告
民生证券智能眼镜行业深度报告聚焦光波导技术产业化进展。光学成像模组在AR近眼显示系统中处于核心地位,是AR眼镜实现大规模放量的关键瓶颈。报告指出,阵列光波导二维扩瞳技术突破使光学引擎体积减少50%,SiC材料引领衍射光波导材料革新,MicroLED光机迈入小于0.2cc时代。光波导技术正从实验室走向产业化,水晶光电、蓝特光学、舜宇光学、歌尔股份等产业链公司协同推进。随着AI眼镜完成用户教育,AR眼镜光学方案成熟,消费级AR拐点有望来临。

阵列光波导二维扩瞳突破,消费级AR更优解

几何光波导自Lumus提出至今已有近20年,主要以一维扩瞳产品形态出货。在一维扩瞳阵列光波导产品中,光机体积与产品FOV呈正相关,因此光机体积较大。二维扩瞳阵列光波导通过在X、Y轴方向对光线进行多次扩展,同时实现垂直和水平双向出瞳扩展,有效增加出瞳距离和Eyebox大小,显著减少耦入部分投影光机的体积,在体积不变基础上可增大FOV到50°以上。

Lumus在CES 2023期间推出下一代Z-Lens Maximus 2D波导设计,使光学引擎体积减少50%,让终端制造商在放置波导孔径的位置上有更大自由度。二维扩瞳技术的突破,使几何光波导具备了以往只有衍射光波导才拥有的大Eyebox特性,同时巧妙规避了彩虹效应等衍射光波导固有劣势。该技术在消费级AR中占据重要地位,有望推动消费级AR产品迎来新一轮革新与发展。

国内阵列光波导厂商包括灵犀微光、理湃光晶、亮亮视野、水晶光电等。灵犀微光与美迪凯合资成立杭州灵犀美迪凯,生产阵列式光波导片、模组及整机组装;理湃光晶凭借独立核心知识产权推动几何光波导模组量产;水晶光电2011年即与Lumus战略合作布局反射光波导。

衍射光波导:纳米压印规模化量产,SiC材料革新

衍射光波导技术光栅设计自由度大,在大规模量产以及扩瞳方面具有优势。表面浮雕光栅(SRG)需先通过光刻或蚀刻加工晶圆作为母版,再使用纳米压印工艺大规模复制量产,具备规模成本优势。体全息光栅(VHG)通过双光束全息曝光在介质中形成干涉条纹,理论量产成本更低,但对底层材料要求较高。在材料方面,SiC成为衍射光波导的新理想基底。传统高折射率玻璃单片仅提供最大全彩色FOV<40°,SiC高折射率使单层碳化硅波导支持>80°全彩成像。和传统多层解决方案相比,低密度单层SiC方案可大幅降低设备重量。SiC方案还可利用材料本身性质设计波导片散热,大幅提高散热效率。

国内外8英寸碳化硅衬底产线已陆续投产,规模化出货将降低AR眼镜碳化硅材料成本;激光切割等新技术成熟将提高碳化硅衬底加工效率,成本有更广阔下降空间。天岳先进是全球领先的SiC材料生产商,已推出12英寸半绝缘碳化硅光学片,推动SiC材料在光学领域的规模化应用。

MicroLED光机:小体积高亮度,驱动AR落地

AR眼镜光机朝着高PPI、高分辨率、高亮度、小体积、低功耗方向发展。光波导存在光效低的弱点(理论光效0.1%-15%),全天候AR眼镜要求入眼峰值亮度达3000nit。眼镜形态通常要求显示屏幕体积不超过1cc且PPI达4000以上。

MicroLED实质上是LED微缩化和矩阵化后的产物,在AR光机需求方面相较于MicroOLED等竞争技术具有明显基础优势。MicroLED已迈入小于0.2cc的时代,具备高亮度、小体积的特性,亮度已朝35万nits以上迈进。

在商业化推广方面,全彩化显示是MicroLED的必然发展方向。GaN、AlGaInP等无机材料体系很难实现红绿蓝三基色发光像元的高密度集成,红光MicroLED发光效率始终难以突破。在蓝光MicroLED芯片上通过构筑量子点(QDs)、荧光粉体等颜色转换层实现全彩色显示,是目前较为成熟的技术路线之一。

JBD在MicroLED深耕多年,拥有自主IC设计、材料生长、微显示技术加工制造全栈能力。产品主要包括单色/三色显示板、AM-μLED微显示开发套件、光引擎、光模组等。JBD与舜为科技合作发力MicroLED双目全彩AR眼镜,与WaveOptics合作供应MicroLED微显示器。

产业链关键公司布局

光波导产业链各环节均有核心布局。光波导加工:蓝特光学(AR玻璃晶圆,绑定康宁/DigiLens/Magic Leap)、美迪凯(高折射率玻璃晶圆加工,与灵犀光合资);全产业链布局:水晶光电(反射光波导+衍射光波导+光机技术,一站式光学解决方案);光机/整机组装:舜宇光学科技(鲲游光电+舜为科技+JBD合作)、歌尔股份(整机组装+光学+显示+驭光科技);SiC材料:天岳先进(8英寸/12英寸SiC衬底)。建议关注蓝特光学、水晶光电、舜宇光学、歌尔股份、天岳先进。
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