三安光电：碳化硅助力AR眼镜突破显示瓶颈 推动光学技术革新
人工智能技术的快速发展正推动增强现实（AR）眼镜成为端侧AI应用的重要载体，进而成为科技产业的核心关注点。然而，在AR与AI深度融合的背景下，传统的玻璃和树脂镜片材料在光波导设计中逐渐暴露出局限性，难以满足当前对更大视场角、更轻机身以及更长续航的核心需求，这一问题直接影响了产品性能的提升和用户体验的优化。
近年来，宽禁带半导体材料碳化硅凭借其优异的物理特性，受到AR整机厂商的高度关注。在新能源领域，碳化硅已显著提升了能源转换效率与系统功率密度。如今，该材料在光学显示领域的应用也初见成效，被视为攻克AR眼镜全彩显示难题的关键。当前，碳化硅、光波导及AR整机企业正通力合作，推动技术创新与需求对接。这种跨领域协同不仅有望实现AR光学性能的质的飞跃，也将为整个产业链带来新的增长机遇。
高折射率与高导热率：碳化硅助力AR显示性能跃升
随着AR眼镜趋向轻薄化，光波导技术逐步成为主流方案。然而，现有技术路径仍面临诸多挑战：离轴、棱镜与自由曲面等光学结构存在光损高、扩瞳维度受限及良率偏低等问题；全息体光栅波导虽然光学性能优异，但其多层结构和苛刻封装条件限制了量产可行性。相比之下，表面浮雕光栅波导在成本控制与工艺成熟度方面更具优势，展现出良好的光学性能。
值得注意的是，表面浮雕光栅波导在解决色散与彩虹纹问题方面已取得重要进展。而碳化硅作为高性能衬底材料，其高折射率和高导热率进一步提升了整体光学表现。不仅有助于增强光波导性能，还能有效改善AR眼镜的散热能力。从技术成熟度和量产潜力来看，表面浮雕光栅波导结合碳化硅基底，是当前最具可行性的量产路径，为AR显示技术迈向更高水平提供了坚实支撑。
碳化硅优势显著：提升视场角、优化显示质量与延长续航
三安光电技术中心总经理王笃祥指出，碳化硅材料在AR眼镜中的应用具备四大核心优势：
提升视场角：碳化硅的折射率高达2.6以上，远超树脂（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）。在光波导设计中，基底材料的折射率直接影响视场角上限。传统玻璃需三层堆叠才能达到约40度视场角，而碳化硅镜片单层即可实现80度以上。
解决彩虹纹问题：彩虹纹是由于光在不同波长下衍射角度差异所引起的，碳化硅的高折射率能有效压缩光在材料中的波长，缩小光栅周期并扩大衍射角度，使光谱分布超出人眼可视范围，从根本上消除显示干扰。
增强散热能力：碳化硅的热导率高达490W/m·K，远高于玻璃（约1W/m·K）和树脂材料，可高效传导光机模块和计算单元产生的热量，避免高温引发的性能衰减或硬件损坏，从而支持更高亮度（如5000尼特）的显示规格和长时间稳定运行。
简化设备散热设计：传统AR眼镜通常依赖镜腿散热模块或主动冷却系统，增加设备重量和结构复杂性。碳化硅的高导热性使得光波导片本身即可实现散热功能，仅需被动散热即可满足需求，并为提升设备集成度和增加传感器配置预留空间。
国内产业生态持续完善 三安光电推动技术落地
作为功率半导体领域的成熟材料，碳化硅在AR眼镜中的应用仍需产业链多方协同攻关。幸运的是，中国在宽禁带半导体和光学显示领域已具备良好产业基础。在显示制造方面，中国已成为全球最大的面板生产与研发中心；在碳化硅器件制造方面，器件规模持续扩大，国产化装备加速推进，衬底及晶圆产线建设不断提速，产业链高效协同正为碳化硅在AR眼镜领域的规模化应用创造条件。
三安光电旗下湖南三安，作为宽禁带半导体领域的领先企业，已推出符合AR眼镜制造需求的光学级碳化硅晶片，并具备充足的产能储备和持续爬坡能力。目前，其6英寸和8英寸晶片已通过国际头部客户的认证并实现小批量出货，12英寸晶片已完成客户验证并进入试产阶段。依托三安光电在Micro-LED制造领域的领先优势，湖南三安的SiC衬底可与Micro-LED技术实现协同应用，共同推动国产化方案在AR领域落地。
王笃祥指出，碳化硅在AR眼镜中的普及仍面临成本制约，需依靠产业链协同和本地化配套逐步突破。“8英寸和12英寸碳化硅晶片分别可切割4副和10副镜片，当前成本仍高于传统材料。未来需通过晶体生长、晶圆加工设备及原材料的国产化，配合规模化生产实现成本优化。”
凭借高折射率与高导热率特性，碳化硅已成为破解AR眼镜视场角与散热瓶颈的关键材料。在技术演进过程中，三安等企业展现出显著优势：湖南三安不仅实现了光学级碳化硅晶片的量产和客户认证，还依托自主Micro-LED技术推动“碳化硅衬底 + Micro-LED”一体化解决方案落地，为产业链国产化和规模化发展提供坚实支撑。
未来，随着三安等企业持续推进大尺寸晶片降本和产业链协同优化，碳化硅有望加速AR眼镜向高性能、轻薄化方向发展，助力中国在全球下一代人机交互技术领域占据领先地位。
稿源：美通社