智通財經APP獲悉,華西證券發佈研報稱,隨着消費級AR設備市場需求升級,光波導技術憑藉輕薄化、大視場角優勢成爲行業主流發展方向。當前表面浮雕光波導佔據技術主導地位,而偏振體全息及碳化硅材料應用持續突破。隨着AI模型的搭載,疊加各大廠商的積極入局,AR眼鏡有望實現加速迭代放量,潛在成長空間巨大。而光波導作爲影響其顯示效果的核心零部件之一,有望實現深度受益。
華西證券主要觀點如下:
光學技術持續迭代,光波導方案升級趨勢明確
AR光學系統作爲AR眼鏡最重要的組成部分,其核心是追求更輕薄的體積、更大的FOV、更好的成像質量以及更低的成本。目前AR光學系統存在多條技術路線,包括棱鏡、離軸光學、自由曲面、BirdBath、光波導等。隨着AR在消費級市場的逐步滲透和起量,C端用戶對AR眼鏡的成像質量、使用場景、佩戴體驗等提出了更高的要求。相比而言,光波導方案產品形態更接近傳統眼鏡,並且具備體積輕薄、高透光率、大視場角等優勢,因而更適合用來打造符合日常佩戴體驗的輕量化AR眼鏡,成爲目前AR光學系統的主要發展方向。
技術路線:表面浮雕光波導爲主流發展趨勢
幾何光波導:採用傳統的折反射原理實現光線傳播。該技術成效效果優秀(光效高、無彩虹效應、漏光率低),但製造工藝繁瑣,對光學加工的精度和一致性要求較高,量產難度較大。目前佈局的主要廠商包括Lumus、理湃光晶、靈犀微光等。
表面浮雕光波導:採用衍射原理實現光線傳播。該技術光柵的設計較爲靈活且生產製造難度較低,易於實現批量生產。但同時仍存在彩虹效應、側面漏光、光效低等問題尚待解決。目前表面浮雕光波導主要有兩種製備工藝,分別是納米壓印和刻蝕工藝。其中納米壓印具備易量產、低成本、一致性高的優點,成爲目前主流的技術路線;而刻蝕工藝雖然製備工藝複雜,但可大幅提升光波導的光學性能,因此成爲光波導製備工藝未來主要的發展迭代方向。當下該技術的佈局企業較多,包括WaveOptics、Dipelix、鯤遊光電、至格科技、廣納四維等。
體全息光波導:相較於表面浮雕光波導,體全息理論優勢較爲明顯(衍射效率高、量產成本低)。但實際生產中受光敏材料的限制,體全息光波導在視場角、光效率、清晰度及色彩均勻性等方面尚未達到表面浮雕光波導的水平。目前該技術佈局企業較少,主要包括Sony、Digilens、三極光電、谷東科技等。
偏振體全息光波導:相較於傳統體全息光波導,偏振體全息光波導在保留體全息波導技術高效率、低成本優勢的同時,突破了體全息光波導在視場角的限制。但其難點在於理論基礎與數理模型指導尚不完善,相關產業鏈仍在發展中。2024年10月25日,東南大學與立訊精密合作發佈首款偏振體全息AR眼鏡雲雀,重量僅45g。相較於表面浮雕光波導,該產品光效提升300%,前向漏光降低80%,成本降低60%。
鏡片材料:玻璃+樹脂爲主,Meta引領碳化硅應用
玻璃:玻璃光波導產品技術較爲成熟,通過採用高折射率的玻璃晶圓可以提高光波導的視場角。但其缺陷在於無法實現曲面設計,難以實現輕量化,且抗衝擊性差、易碎。
樹脂:相較於玻璃材質,樹脂光波導產品可實現輕量化,且抗跌落和抗衝擊能力更強,可大幅提升產品使用壽命和佩戴安全指數。但其缺陷在於樹脂材質的折射率限制了視場角的提升,並且樹脂材質存在曲面設計難度大、色散問題較嚴重、良率低等問題,限制了樹脂光波導的普及。
碳化硅:2024年Meta首次發佈碳化硅光波導概念產品MetaOrion,視場角可達70°,是目前市場上採用衍射光波導所達到的最大視場角的產品。Meta Orion的推出爲AR眼鏡在材料的選擇上提出了新的思路。碳化硅材料通過高折射率和高熱導率兩大核心特性,系統性解決了AR眼鏡的視場角窄、彩虹僞影及散熱難題。但其難點在於加工工藝複雜,單片碳化硅襯底成本高,且與其他材料的集成難度大。遠期隨着各大廠商加速佈局,碳化硅光波導有望在AR眼鏡實現加速滲透。
風險提示
AR眼鏡出貨不及預期,新技術發展不及預期等
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