上世紀中葉，折射率超越鉆石的碳化硅嶄露頭角，成為重要的半導體材料。作為第三代半導體的代表，它憑借優(yōu)異性能，已在新能源汽車、通訊設施、太陽能電池等領域廣泛應用，為多個產(chǎn)業(yè)的技術升級提供關鍵支撐。

來源：pixabay

隨著人工智能技術的爆發(fā)式增長，碳化硅的應用邊界持續(xù)拓展，如今正式踏入全新賽道——成為下一代人機交互入口“AI+AR”眼鏡的核心材料，正加速推動AR眼鏡向消費級市場邁進，開啟人機交互的全新篇章。

AR眼鏡“嚴選”光學材料：高要求是標配

對于AR眼鏡而言，核心訴求清晰且嚴苛：要在極其有限的設備空間內(nèi)，實現(xiàn)大視場角、高亮度、清晰穩(wěn)定的顯示效果，同時必須保證設備足夠輕薄、堅固耐用。而這些關鍵性能的實現(xiàn)，高度依賴光學材料的選擇，其中視場角與材料的折射率更是直接相關——材料折射率越高，AR眼鏡的視場角越大，人眼接收到的顯示畫面就越廣闊、越清晰，沉浸感也越強。

衍射光波導技術是AR眼鏡實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)顯示的核心技術之一，其原理是結(jié)合光的衍射現(xiàn)象與波導結(jié)構(gòu)，通過微納米級光柵引導光線高效傳播。在這一技術中，材料的折射率對光波導效率起著決定性作用，直接影響AR眼鏡的最終顯示表現(xiàn)。

來源：雷鳥創(chuàng)新

過去，AR眼鏡的光波導技術主要依賴玻璃和樹脂（光學聚合物）兩類材料，但二者均存在明顯短板：其中，玻璃的折射率較高，通常在1.5-1.9之間，能在一定程度上保障視場角需求。然而，玻璃密度大，導致鏡片重量沉，且加工難度高、生產(chǎn)成本昂貴，難以滿足消費級產(chǎn)品的輕量化與性價比要求；樹脂的優(yōu)勢在于重量輕、抗沖擊性強，適合大規(guī)模量產(chǎn)，成本相對較低。但樹脂的折射率僅約1.5，數(shù)值偏低，不僅限制了視場角的擴展，還存在易劃傷、厚度受限的問題。為了擴大視場角，設計者往往需要增加鏡片厚度或疊加多層鏡片，最終導致AR眼鏡又厚又重，既不符合消費級產(chǎn)品的審美標準，也影響用戶佩戴體驗。

碳化硅：AR眼鏡性能瓶頸的“破解密碼”

隨著增強現(xiàn)實（AR）與人工智能技術的深度融合，作為AR眼鏡核心光學組件的光波導，正從傳統(tǒng)玻璃基底向高性能碳化硅基底升級。這一技術革新，標志著AR行業(yè)朝著更輕量、更高清、更沉浸的用戶體驗方向加速前進，而碳化硅之所以能成為新一代核心材料，源于其五大突出優(yōu)勢：

來源：天科合達

碳化硅材料具有高折射率，碳化硅材料折射率可達2.6以上，對比樹脂和玻璃等優(yōu)勢明顯，光波導結(jié)構(gòu)中，基底材料的折射率越高，AR鏡片的視場角FOV就更大，傳統(tǒng)玻璃經(jīng)過三層堆疊后僅為40度左右單層SiC鏡片即可實現(xiàn)80度以上FOV，可以提供更輕薄的尺寸和更大更清晰的視覺效果。

碳化硅材料具有高熱導率，碳化硅的熱導率(約490W/m·K)遠高于傳統(tǒng)光學材料如玻璃(約1Wm·K)和樹脂，傳統(tǒng)AR眼鏡因光機發(fā)熱常觸發(fā)過熱保護機制從而降低亮度及刷新率，而碳化硅波導片通過材料自身的高效熱傳導，顯著降低了熱量堆積風險。從而支持高亮度顯示和長時間穩(wěn)定運行。另外，碳化硅材料高導熱性使AR眼鏡得以簡化散熱設計進而實現(xiàn)輕量化設計。

碳化硅波導鏡片具有高透光性，這意味著它能夠讓更多的光線通過。在AR設備中，光線要穿過波導鏡片才能到達用戶的眼睛，形成虛擬圖像。鏡片高效傳導光線，才能讓AR設備呈現(xiàn)出清晰、明亮的虛擬圖像，如果鏡片透光性不好，那么圖像就會顯得模糊或暗淡。

碳化硅波導鏡片具有低損耗的特性，損耗是指光線在傳輸過程中由于材料吸收、散射等原因而損失的能量。對于波導鏡片來說，低損耗意味著光線在鏡片內(nèi)部傳輸時能夠保持較高的能量，能量浪費較少。這有助于AR設備中的虛擬圖像保持高保真度，不會出現(xiàn)失真或模糊的情況。

碳化硅具有很高的硬度，衡量礦物硬度的標準主要是由德國礦物學家莫斯提出的莫氏硬度，在莫氏硬度計上，碳化硅的硬度高達9.5，僅次于金剛石的10。這使得波導鏡片更加耐用，能夠承受日常使用中的刮擦和磨損。

企業(yè)競逐新賽道：碳化硅AR眼鏡產(chǎn)業(yè)化加速

Meta：2024年9月，Meta展示了一款名為Orion的AR眼鏡原型，其核心亮點是采用碳化硅鏡片，視場角遠超其他AR設備（通常不超過50度），碳化硅材料成為該設備實現(xiàn)性能突破的關鍵。

廣納四維：2024年，成功攻克碳化硅DUV光刻與刻蝕技術，推出的產(chǎn)品實現(xiàn)單片全彩顯示，厚度僅0.7mm、重量僅4g，還徹底消除了彩虹紋現(xiàn)象；2025年4月，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，三方圍繞碳化硅基底刻蝕制備衍射光波導鏡片的核心技術攻關與量產(chǎn)落地展開深度協(xié)同，助力AR眼鏡產(chǎn)業(yè)鏈關鍵環(huán)節(jié)國產(chǎn)化，加速消費級AR產(chǎn)品普及。

雷鳥創(chuàng)新：2025年1月，在發(fā)布會上推出“AI+AR”眼鏡雷鳥X3Pro，峰值亮度達5000nits；同時宣布正積極探索碳化硅光波導技術，目標是實現(xiàn)10000nits的峰值亮度，進一步提升AR眼鏡的顯示性能。

天科合達：2025年2月，與慕德微納在徐州簽署投資合同，共同出資成立合資公司，正式開啟AR衍射光波導鏡片技術研發(fā)與市場推廣的深度合作，致力于推動AR行業(yè)技術創(chuàng)新與應用落地。

晶盛機電：2025年2月，XREAL、龍旗科技、晶盛機電與鯤游光電四家浙大系企業(yè)簽署《AI/AR產(chǎn)業(yè)鏈戰(zhàn)略合作協(xié)議》，整合產(chǎn)品設計研發(fā)、生產(chǎn)制造、光學技術與新材料應用等關鍵領域資源，以2027年實現(xiàn)L4級智能眼鏡技術突破為目標，驅(qū)動AI/AR產(chǎn)業(yè)鏈升級，并向全球產(chǎn)業(yè)伙伴發(fā)出協(xié)同創(chuàng)新倡議。

舜宇光學：2025年7月，舜宇光學旗下專注于AR眼鏡半導體光學領域的子公司舜宇奧來，與SiC襯底供應商天岳先進簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，并與半導體設備廠商中微半導體簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，啟動國產(chǎn)集成電路設備在微納光學領域的在地協(xié)作。

成都光嶼高維：2025年7月，旗下品牌Coray發(fā)布CorayAir2彩色智能AR眼鏡，不僅實現(xiàn)碳化硅全彩光波導AR眼鏡的量產(chǎn)，還首次將該技術AR眼鏡的價格壓縮至5000元以內(nèi)，大幅降低消費級AR產(chǎn)品的入手門檻，為市場普及奠定基礎。

小結(jié)

當前，AR眼鏡逐漸受到資本市場的青睞，輕量化、高性能已成為行業(yè)明確的發(fā)展方向。而碳化硅憑借高折射率、高熱導率、高透光性、低損耗、高硬度等核心優(yōu)勢，能有效破解傳統(tǒng)材料的性能瓶頸，為AR眼鏡的技術升級與消費級普及提供關鍵支撐。未來，隨著碳化硅技術的持續(xù)迭代與企業(yè)布局的不斷深化，其必將成為AR眼鏡產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動力，推動人機交互進入全新階段。

參考來源：

電子發(fā)燒友網(wǎng)、行家說三代半、VRAR星球、搜狐科技、東吳證券、證券時報

新華社.AR眼鏡，離我們還有多遠

宋也男.構(gòu)建虛擬“實鏡”的超級材料——碳化硅