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雷达卡
碳化硅材料高导热性使AR眼镜得以简化散热设计进而实现轻量化设计。传统AR眼镜依赖镜腿散热模块或主动冷却系统，增加了设备重量和复杂度。碳化硅的高热导性允许将散热功能集成到光波导片本身，通过被动散热即可满足需求。此外，优秀的散热性能为提升AR眼镜集成度、配置更多传感器留出冗余。
随着增强现实（AR）技术的飞速发展，智能眼镜作为AR技术的重要载体，正逐步从概念走向现实。然而，智能眼镜的广泛应用仍面临诸多技术挑战，尤其是在显示技术、重量、散热和光学性能方面。近年来，碳化硅（SiC）作为一种新兴材料，已被广泛应用于各种功率半导体器件和模块中，如今正作为关键材料进入AR眼镜领域。碳化硅具有高折射率、优异的散热性能和高硬度等特性，在AR眼镜的显示技术、轻量化设计和散热方面展现出巨大的应用潜力。
AR眼镜用碳化硅全球市场总体规模
根据QYResearch最新调研报告显示，预计2031年全球AR眼镜用碳化硅市场规模将达到6.1亿美元，未来几年年复合增长率CAGR为28.6%。
碳化硅是一种宽带隙半导体材料，具有高硬度、高导热性和高折射率等优异性能。这些特性使其在电子器件、光学器件和热管理领域具有广泛的应用潜力。尤其是在智能眼镜领域，碳化硅的优势主要体现在以下几个方面：
高折射率：碳化硅的折射率超过2.6，远高于树脂（1.51-1.74）和玻璃（1.5-1.9）等传统材料。高折射率意味着碳化硅能够更有效地限制光传播，减少光能损失，从而提高显示亮度和视场角（FOV）。例如，Meta公司的Orion AR眼镜采用碳化硅波导技术，实现了70度的视场角，远超传统玻璃材料的40度视场角。
卓越的散热性能：碳化硅的导热系数比普通玻璃高数百倍，能够快速导热。散热对于增强现实眼镜至关重要，尤其是在高亮度显示和长时间使用的情况下。碳化硅镜片可以快速传递光学元件产生的热量，从而提高设备的稳定性和使用寿命。我们可以提供碳化硅晶圆，确保在此类应用中实现有效的散热管理。
高硬度和耐磨性：碳化硅是已知最硬的材料之一，仅次于钻石。这使得碳化硅镜片更加耐磨，适合日常使用。相比之下，玻璃和树脂材料更容易刮花，从而影响用户体验。
消除彩虹效应：传统AR眼镜中的玻璃材料容易产生彩虹效应，这是由于环境光在波导表面反射造成的，从而形成动态的彩色光斑。碳化硅通过优化光栅结构，可以有效消除这一问题，从而提高显示质量，并消除环境光在波导表面反射引起的彩虹效应。
全球范围内，AR眼镜用碳化硅主要生产商包括Wolfspeed、SK Siltron、天科合达、天岳先进等。
碳化硅正成为增强现实（AR）眼镜的重要材料选择，因为其高折射率、良好的导热性和机械强度使其成为微型LED显示器和碳化硅波导的理想材料。尽管大多数供应商目前仍主要关注电源和射频市场，而非直接面向AR产品。Wolfspeed是目前最先进的生产商之一，拥有大规模的150毫米和200毫米4H-SiC晶圆和外延生产线，并运营着其所谓的全球最大的200毫米SiC晶圆厂；其材料业务提供高质量的导电和外延用晶圆，这些晶圆也可支持AR设备可能使用的新兴光电和微显示应用。
SK Siltron通过其位于美国的SK Siltron CSS公司，目前已量产100毫米和150毫米SiC晶圆，并宣布了投资计划和长期供应协议，其中包括帮助主要客户从150毫米晶圆过渡到200毫米晶圆，从而建立AR显示器制造商大规模采用SiC基板所需的产量和晶圆尺寸。
在中国，天科合达是最早也是规模最大的本土SiC衬底供应商之一，其产品线已从小批量4英寸晶圆发展到批量生产6英寸产品，目前正在开发8英寸导电衬底。该公司强调，从4英寸晶圆过渡到6英寸再到8英寸晶圆，成本显著降低，这对于任何希望SiC在消费电子设备领域保持成本竞争力的未来AR供应链都至关重要。
天岳先进是另一家专注于高品质4H-SiC衬底的中国主要生产商，目前已提供厚度和表面规格严格的6英寸和8英寸n型外延级晶圆。尽管其公开信息主要集中在功率和微电子领域，但其更大直径的6英寸和8英寸外延级晶圆的供应对于面向AR波导和微显示平台的半绝缘和光学级SiC开发也具有重要意义。
AR眼镜用碳化硅行业市场趋势和驱动因素：
用于增强现实（AR）眼镜的碳化硅（SiC）市场尚未像用于电力电子的SiC市场那样成熟且界限分明，但它是一个基于相同材料基础的新兴方向。目前，大多数SiC生产都面向电动汽车、快速充电器和工业系统的功率器件，以及射频器件和LED。然而，SiC在这些领域的优势——高折射率、强导热性、机械强度以及支持高亮度微型LED和先进光电子器件的能力——也使其在AR器件堆栈的某些部分极具吸引力，特别是微显示器背板、高亮度发射器以及某些类型的光波导或耦合结构。随着SiC晶圆尺寸从4英寸发展到6英寸再到8英寸，缺陷密度降低，外延质量提高，其成本和性能的平衡将逐渐变得更加适合于更紧凑、面向消费者的器件，包括AR眼镜。这就造成了这样一种局面：AR眼镜用碳化硅市场的发展并非主要由独立的碳化硅产品线驱动，而是更多地得益于电动汽车、电网和高性能LED领域技术进步的溢出效应，而这些进步反过来又为AR专用产品的发展提供了平台。
市场的主要趋势之一是推动近眼系统采用更高亮度、更小像素的微型显示屏。AR眼镜需要紧凑的显示屏，亮度要足以在日光或户外条件下清晰可见，同时还要兼顾节能和轻薄。微型LED技术被认为是最有希望胜任这一角色的技术之一，因为微型LED能够提供高亮度、快速响应和长寿命。目前许多微型LED工艺都基于蓝宝石衬底上的氮化镓或硅衬底上的氮化镓，但由于碳化硅具有良好的导热性和高功率密度耐受性，它已被广泛用作高功率、高亮度LED产品的衬底和散热材料。
随着微型LED开发商致力于缩小像素尺寸、提高亮度，碳化硅（SiC）的热性能和机械性能变得愈发重要，因为控制微型发光器件的热量是一项重大的设计挑战。主流功率和射频市场的推动，使得SiC晶圆、外延工艺和表面质量的提升，也让SiC成为高端微型LED或光电结构（例如AR眼镜）更理想的平台。
另一个重要趋势是采用更大直径的SiC晶圆，以及全球产能的增长。Wolfspeed、SK Siltron、TankeBlue和SICC等制造商都在投资150毫米和200毫米SiC晶圆生产线，其中一些制造商已经投入运营200毫米生产线，而另一些制造商则正在开发8英寸（200毫米）导电和半绝缘衬底。
更大的晶圆尺寸降低了器件单位面积的成本，并支持在现有半导体晶圆厂进行更大批量、更标准化的加工。对于需要达到消费级产量并严格控制成本才能实现大规模普及的AR眼镜而言，在6英寸或8英寸碳化硅（SiC）晶圆上加工AR相关光电芯片或波导结构的能力是关键的推动因素。驱动因素不仅在于AR本身，还在于电动汽车和工业电力电子领域更广泛的需求，这些需求使得此类投资物有所值。AR设备制造商可以利用更优的晶圆经济性和成熟的供应链，而无需建立独立的专用SiC生态系统。
另一个驱动因素来自AR眼镜作为可穿戴电子产品的热学和机械性能要求。近眼显示器和波导必须保持轻薄，同时还要承受来自光引擎和驱动电子器件的局部发热，经受跌落和弯曲，并长期保持光学稳定性。碳化硅具有高导热性、高硬度和良好的化学稳定性，这些特性共同作用，有助于在如此严苛的条件下保持性能。在微显示器或光学耦合结构直接构建于碳化硅（SiC）衬底上或附着于其上的设计中，该材料可同时作为光学和热学骨架，帮助散热，从而保持器件的对准精度和表面质量。这对于企业级和工业级增强现实（AR）设备尤为重要，因为这些设备可能需要在高温或多尘的环境中长时间使用；对于国防或专业应用而言，可靠性也至关重要。随着AR眼镜从纯粹的消费电子产品逐渐转变为日常工作工具，像碳化硅这样坚固耐用的材料的价值也日益凸显，成为材料选择的重要驱动因素。
另一个趋势是增强现实（AR）技术日益融入更广泛的数字化和自动化战略。AR眼镜正在仓储物流、现场服务、制造、医疗培训和远程维护等领域进行测试和部署。在这些场景中，在真实环境中叠加清晰明亮的信息至关重要，这提高了显示屏在亮度、对比度和户外可读性方面的要求。随着企业寻求开发能够在户外或明亮的工业厂房中使用而不出现图像失真的AR设备，碳化硅在支持高亮度发射器以及某些概念中的高折射率光学元件或耦合器方面的作用变得更加引人注目。虽然也可以使用其他材料，但碳化硅兼具光学和热学优势，能够很好地满足要求更高的AR应用场景，而这种契合度正是推动持续研发的一个微妙但切实的因素。
最后，还有一个与供应链多元化和区域技术雄心相关的战略驱动因素。许多国家和地区将碳化硅视为电动汽车、电网和下一代通信的战略技术，并通过投资、补贴或产业政策支持当地的碳化硅生态系统。随着这些生态系统的成熟，它们自然会寻求超越标准电力电子的更高价值、差异化应用，而增强现实（AR）眼镜正是其中一个方向。例如，如果某个地区在200毫米碳化硅（SiC）晶圆生长、外延和器件加工方面建立了强大的能力，那么它就可以探索将这些能力应用于先进的显示器背板、光学元件或集成式AR光引擎。因此，AR眼镜中SiC的应用驱动力一部分来自AR设备的需求，一部分来自旨在开拓新市场的更广泛的SiC技术战略投资。总体市场趋势是，AR眼镜用SiC有望在更大的SiC生态系统中发展成为一个细分市场，受益于电动汽车和工业电力推动的成本降低、质量提升和产能扩张，同时又受到先进AR显示系统特定的热学、光学和机械性能要求的制约。
尽管碳化硅在增强现实眼镜领域展现出巨大的潜力，但其应用仍面临诸多挑战。目前，由于碳化硅生长速度慢、加工难度大，其材料成本较高。例如，Meta公司Orion增强现实眼镜的单片碳化硅镜片成本高达1000美元，难以满足消费市场的需求。然而，随着电动汽车行业的快速发展，碳化硅的成本正在逐步下降。此外，大尺寸基板（例如12英寸晶圆）的开发将进一步降低成本并提高效率。
碳化硅的高硬度也使其加工难度加大，尤其是在微纳结构制造方面，导致成品率较低。未来，随着碳化硅衬底供应商和微纳光学器件制造商之间合作的深入，这一问题有望得到解决。碳化硅在增强现实（AR）眼镜领域的应用仍处于起步阶段，需要更多企业投资于光学级碳化硅的研发和设备开发。Meta团队预计，随着更多企业投资于光学级碳化硅的研发和设备开发，消费级AR眼镜产业生态系统也将更加强大，其他制造商也将开始开发自己的设备。
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