電子發燒友網綜合報道近期碳化硅襯底供應商天科合達與微納光電器件公司慕德微納共同出資成立合資公司，雙方將在AR衍射光波導鏡片技術研發與市場推廣方面展開深度合作，共同推動AR行業的技術創新與應用落地。

那么碳化硅和AR有什么關系？如果有關注AR行業的讀者，應該有注意到，去年Meta發布的AR眼鏡Orion就在顯示上采用了碳化硅刻蝕波導+microLED的組合。

對于AR眼鏡來說，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于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復雜的光學器件，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Meta的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。

但不同材料的光波導性能不同，比如材料的折射率對于光波導效率十分關鍵，一般來說，眼鏡鏡片有兩種主流材料，樹脂和玻璃，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。

然而碳化硅折射率輕松達到2.6以上，遠高于玻璃以及樹脂等傳統材料。得益于高折射率，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彩視場角，而傳統玻璃僅小于40度。同時，碳化硅通過優化光柵結構，有效消除了玻璃材料常見的彩虹效應。

另一方面，碳化硅硬度更高，相比玻璃更耐磨，更加適用于眼鏡鏡片。在熱導率方面，碳化硅更是普通玻璃的數百倍，對于AR眼鏡應用來說，除了顯示之外，散熱也是一個有待解決的問題。采用碳化硅鏡片可以將光機的熱量通過鏡片快速傳導，提高散熱效率，有效提升了AR眼鏡的顯示性能。

碳化硅用來做AR眼睛的鏡片有這么多優勢，是不是就真的完美了？事實確實如此，可以說，目前除了貴，碳化硅作為AR眼睛鏡片材料確實是最完美的選擇之一。

但貴，就意味著幾乎不能用于量產設備上。一方面碳化硅材料，在過去一直是高高在上。目前SiC單晶制備主流都是通過物理氣相傳輸PVT法生長，核心的步驟包括將SiC粉料進行高溫加熱，加熱后SiC粉料升華成氣體，氣體移動到籽晶表面緩慢生長成晶體。

但問題也顯而易見，PVT法生長SiC單晶的速度太慢了，因為是利用固體升華在籽晶表面生長材料，一般生長出20mm厚的晶體需要7天時間。這也是碳化硅價格高的主要原因。

不過隨著近幾年新能源汽車產業的發展，帶動了碳化硅產業的迅速擴張和降本，碳化硅成本已經得到顯著降低。

而對于AR眼鏡應用SiC的另一個難點是，工藝和良率。碳化硅硬度高，帶來的問題就是加工難度極大，要在碳化硅上進行微納結構加工良率極低，比如Meta的OrionAR眼鏡鏡片由于良率低，單片成本高達1000美元。

而如今碳化硅襯底廠商和微納光學廠商的合作，相信能夠有力推動碳化硅AR鏡片走進尋常百姓家。