长沙2025年12月11日 /美通社/ -- 随着人工智能技术的迅猛发展，AR眼镜作为AI端侧落地的核心载体，正逐步成为科技产业的焦点领域。在AI与AR深度融合的趋势下，传统玻璃、树脂等镜片基底材料在光波导方案中显现明显局限，难以满足AR及AI眼镜对更广视场角、更轻机身、更长续航的核心需求，这一瓶颈既制约了产品性能升级，也影响了用户体验的优化。
近年来，宽禁带半导体核心材料——碳化硅凭借其独特物理特性与优异性能，受到AR整机厂商的高度关注。在新能源领域，碳化硅已展现出提升能源转换效率与系统功率密度的显著优势；如今在光学显示领域，该材料更被业界视为破解AR全彩显示核心瓶颈的关键。目前，碳化硅、光波导及AR整机企业正紧密协作，开展技术创新与需求适配，这一跨界协同不仅有望实现AR眼镜技术的突破性进展，更将为全产业链创造新的发展机遇。
高折射率+高热导率 碳化硅筑牢AR显示技术优势
伴随科技发展，AR眼镜轻薄化设计趋势推动光波导技术从离轴、棱镜、自由曲面等光学方案中脱颖而出，成为当前AR光学的主流选择。不过，现有技术路线仍存短板：几何反射波导方案光损严重、扩瞳维度受限且工艺复杂、良率偏低；全息体光栅波导虽光学性能理想，但多层堆叠与严苛封装要求使其量产难度极高。相比之下，表面浮雕光栅波导方案在制造成本与工艺成熟度上优势显著，光学性能亦表现出色。
值得关注的是，表面浮雕光栅波导方案在色散与彩虹纹问题解决上已取得实质性进展，而通过采用碳化硅作为衬底材料，可进一步优化光学性能。作为高折射率、高导热率的先进材料，碳化硅不仅能提升光波导核心性能，更可强化AR眼镜整体散热效果。从技术成熟度与量产可行性综合评估，表面浮雕光栅波导方案是当前最具前景的量产选择，碳化硅的引入将为AR显示技术突破提供核心支撑，推动行业迈向新发展阶段。
三安光电技术中心总经理王笃祥指出，碳化硅的高折射率与高导热率特性，可为AR眼镜带来四大核心优势：
- 更大视场角：碳化硅折射率达2.6以上，远超普通树脂（约1.51）、高折射率树脂（约1.74）、普通玻璃（约1.5）及高折射率玻璃（约1.9）。在光波导结构中，基底折射率直接决定视场角上限，传统玻璃经三层堆叠后视场角仅约40度，而单层碳化硅镜片即可实现80度以上视场角。
- 破解彩虹纹难题：彩虹纹源于环境光经AR波导后产生的分光现象，本质是光栅对不同波长光的衍射角度差异导致的色散。高折射率碳化硅可压缩光在材料中的有效波长，进而缩小光栅周期、增大环境光衍射角度，使其超出人眼可视范围，从根源上解决彩虹纹问题。
- 延长稳定续航：碳化硅热导率约490W/m•K，远高于玻璃（约1W/m•K）及树脂等传统材料，可快速传导光机模块与计算单元产生的热量，避免局部高温导致的性能衰减或器件损坏，支持5000尼特峰值亮度等高规格显示需求及长时间稳定运行。
- 简化散热设计：传统AR眼镜依赖镜腿散热模块或主动冷却系统，增加了设备重量与复杂度。碳化硅的高热导性可使光波导片集成散热功能，仅通过被动散热即可满足需求；同时其优异散热性能为提升设备集成度、增加传感器配置预留了充足空间。
国内产业生态蓄势待发 三安光电引领适配落地
作为功率半导体领域的成熟材料，碳化硅在AR眼镜波导片基底应用上仍需全产业链协同突破。值得庆幸的是，中国在光学显示与宽禁带半导体领域的前瞻布局，为碳化硅规模化应用奠定了坚实基础：显示领域，中国已成为全球最大显示面板生产制造与研发应用中心；宽禁带半导体领域，器件规模稳步提升，装备国产化加速推进，衬底及晶圆制造产线建设与产能释放持续提速。上下游产业的高效适配，正成为碳化硅在AR眼镜领域规模化应用的核心驱动力。
三安光电全资子公司——宽禁带半导体供应商湖南三安，已推出性能满足AR眼镜制造需求的光学晶片，且产能储备充足、产量持续爬坡。目前，其6英寸及8英寸光学晶片已通过国际头部客户认证并实现小批量出货，12英寸光学晶片已完成客户送样验证。同时，依托三安光电业界领先的Micro-LED量产能力，湖南三安的SiC衬底可与Micro-LED在AR眼镜应用中形成解决方案协同，全力推动国产技术规模化落地。
王笃祥坦言，当前碳化硅在AR眼镜领域广泛应用的核心制约因素为成本，需通过产业链协作与本地化配套破解。"8英寸、12英寸碳化硅晶片分别可切削4副、10副镜片，当前碳化硅镜片成本显著高于玻璃及树脂材质。未来需通过碳化硅晶体生长、晶圆加工设备及原辅料的国产化，结合大规模生产实现成本大幅下降。"
凭借高折射率与高导热率特性，碳化硅正成为突破AR眼镜视场角与散热瓶颈的关键。在此技术革新进程中，三安等国内企业已展现突出优势：子公司湖南三安不仅实现光学级碳化硅晶片的量产与客户认证，更依托自主Micro-LED技术推动"碳化硅衬底+Micro-LED"一体化解决方案落地，为产业链国产化与规模化提供核心支撑。
展望未来，随着三安等企业持续推进大尺寸晶片降本与产业链协同，碳化硅有望加速AR眼镜向高性能、轻薄化方向普及，助力中国在下一代人机交互领域抢占全球先机。
