Drei technische Wege für optische AR-Wellenleiter: die als Sieger hervorgehen werden

Im September 2024 stellte Meta Orion vor, seinen AR-Brillen-Prototyp. In dem Moment, als Zuckerberg sie aufsetzte, erschien in den Linsen ein Vollfarbbild mit einem 70-Grad-Sichtfeld – frei von Regenbogenartefakten oder Geisterbildern, mit virtuellen Inhalten, die nahtlos mit der Realität verschmolzen wie Tinte in Wasser.

Der Meta-Optikwissenschaftler Pascual Rivera hat die Erfahrung einmal so beschrieben: „Das Tragen einer Brille mit herkömmlichen Glaswellenleitern ist wie in einer Disco – die Sicht ist voller regenbogenähnlicher Artefakte, die es fast unmöglich machen, den AR-Inhalt klar zu sehen. Aber sobald man zu Siliziumkarbid-Wellenleitern wechselt, ist es, als würde man einen Symphoniesaal betreten – alles wird still und man kann endlich vollständig eintauchen.“

Diese Aussage trifft direkt den Kernpunkt der AR-Lichtwellenleiterindustrie: Die Herausforderung besteht nicht nur darin, sie herzustellen, sondern sie gut herzustellen . Der AR-Lichtwellenleiter – eine transparente Linse mit einer Dicke von weniger als 1 Millimeter – stellt die „letzte Meile“ dar, wenn es darum geht, ob AR-Brillen wirklich den Sprung auf den Verbrauchermarkt schaffen können.

Die Branche hat sich derzeit auf drei gängige technische Ansätze konzentriert: Wellenleiter mit Oberflächenreliefgitter (SRG), Wellenleiter mit geometrischem Array und Wellenleiter mit holographischem Volumengitter (VHG). Jedes beruht auf unterschiedlichen physikalischen Prinzipien und ist mit seinen eigenen, einzigartigen technischen Engpässen konfrontiert.

Welcher dieser drei Wege wird sich letztendlich durchsetzen?

Lassen Sie uns zunächst klären: Welches Problem lösen Lichtwellenleiter eigentlich?

Bevor wir die drei technischen Ansätze diskutieren, müssen wir zunächst die grundlegende Natur optischer Wellenleiter erläutern. Das optische System einer AR-Brille muss zwei Dinge gleichzeitig leisten: virtuelle Bilder an Ihre Augen liefern, ohne Ihre Sicht auf die reale Welt zu behindern.

Das bedeutet, dass die optischen Komponenten ausreichend transparent und dünn sein müssen und gleichzeitig ein weites Sichtfeld (FOV) und eine großzügige Eyebox bieten müssen.

Frühe Ansätze – wie Prismen, Freiformoptiken und Birdbath-Designs – stießen alle auf denselben physikalischen Kompromiss: Eine Vergrößerung des Sichtfelds erforderte ein dickeres optisches Modul, wohingegen eine Verdünnung des Moduls Einbußen bei der Lichtdurchlässigkeit bedeutete.

Das in Google Glass verwendete Prismendesign bot ein Sichtfeld von nur 15° und eine Lichtdurchlässigkeit von weniger als 50 %. Die Freiformlösung von Epson wog 550 Gramm und ähnelte damit einem Helm, während das von XREAL verwendete Birdbath-Design weniger als 30 % Lichtdurchlässigkeit bot, sodass die Brille wie eine dunkle Sonnenbrille aussah.

Bei optischen Wellenleitern wird ein völlig anderer Ansatz verfolgt: Der optische Pfad wird in eine dünne Glasscheibe gefaltet und durch Totalreflexion übertragen. Anschließend „extrahieren“ bestimmte Strukturen das Licht und leiten es in das Auge. Dadurch wird die Dicke des optischen Moduls vom Sichtfeld entkoppelt, sodass Linsen dünner als 3 mm, eine Lichtdurchlässigkeit von mehr als 85 % und ein theoretisches Sichtfeld von mehr als 80° möglich sind.

Die Herausforderung liegt darin, wie das Licht „eingekoppelt“ und „ausgekoppelt“ wird. Der Unterschied zwischen den drei verschiedenen technischen Wegen liegt genau in den physikalischen Mechanismen, die für diese „Ein- und Auskopplung“ verwendet werden.

Surface Relief Grating (SRG) Wellenleiter: Der König der Massenproduktion, aber von Regenbogenartefakten geplagt

Prinzip: Ätzen von „Nanogittern“ auf der Glasoberfläche. Der Kern einer SRG besteht in der Herstellung periodischer, nanoskaliger Reliefstrukturen – im Wesentlichen Beugungsgitter – auf der Oberfläche eines Glassubstrats.

Das vom Mikrodisplay emittierte Licht wird beim Auftreffen auf das Eingangskopplungsgitter gebeugt. Der Beugungswinkel erfüllt die Bedingung der Totalreflexion, wodurch das Licht zur Ausbreitung im Wellenleiter „eingefangen“ wird. Beim Erreichen des Auskoppelgitters wird das Licht erneut gebeugt und „freigegeben“, um in das menschliche Auge zu gelangen.

Darüber hinaus kann durch die Anpassung der Gitterperiode und des Tastverhältnisses eine „Erweiterung der Augenbox“ erreicht werden – eine Vergrößerung der Austrittspupille von nur wenigen Millimetern auf über 10 Millimeter –, sodass der Benutzer das Bild betrachten kann, ohne seine Augen genau auf einen bestimmten Punkt ausrichten zu müssen.

Vorteil: Die Massenproduktionsfähigkeit übertrifft die beiden anderen Ansätze bei weitem. Die größte Stärke der SRG-Technologie ist ihre Fähigkeit, ausgereifte Halbleiterfertigungsprozesse zu nutzen.

Die Nanoimprint-Lithographie (NIL) ermöglicht die hochpräzise Replikation von Gittermasterstrukturen auf Wafern; Ein einzelner 12-Zoll-Wafer kann 20 bis 25 Wellenleiter ergeben.

Goertek Optics hat eine Produktionskapazität von 25.000 Einheiten pro Monat (basierend auf 12-Zoll-Wafern) erreicht, was zu einer jährlichen Produktion von etwa 600.000 bis 750.000 Wellenleitern führt. Im Jahr 2025 erreichte der weltweite Umsatz mit SRG-Wellenleitern 245 Millionen US-Dollar und sicherte sich damit einen dominanten Marktanteil von 62 %.

Chinesische Unternehmen haben die Stückkosten auf unter 18 US-Dollar gesenkt und gleichzeitig die Rendite auf 86 % gesteigert.

Flaggschiff-AR-Geräte – wie Microsofts HoloLens, Magic Leap und Produkte inländischer Marken wie RayNeo und Meizu – nutzen alle SRG-Technologie.

Ein fataler Fehler: die physikalische Natur des „Regenbogeneffekts“. Das am meisten kritisierte Problem bei SRGs ist der Regenbogeneffekt.

Hierbei handelt es sich nicht um einen Herstellungsfehler, sondern um eine inhärente physikalische Eigenschaft.

Durch die Gitterbeugung wird Licht unterschiedlicher Wellenlänge in unterschiedlichen Winkeln gebeugt. Bei der Betrachtung der Außenwelt durch einen SRG-Wellenleiter werden die verschiedenen Wellenlängenkomponenten des Umgebungslichts durch das Gitter „gespalten“, wodurch farbige Ränder im Sichtfeld entstehen. Es ähnelt der regenbogenähnlichen Reflexion auf der Rückseite einer CD – derselbe physikalische Mechanismus ist am Werk.

Ein weiteres Problem ist das Austreten von Licht.

Das Auskopplungsgitter lenkt das Bildlicht nicht nur auf die Augen des Benutzers, sondern streut einen Teil davon auch nach außen.

Wenn jemand von der Seite auf Ihre Brille schaut, kann er das flackernde Bild sehen – ein Datenschutzproblem, das in realen Nutzungsszenarien nicht akzeptabel ist.

Hinzu kommt das Problem der geringen optischen Effizienz. Die Lichtnutzungsrate von SRGs beträgt typischerweise nur 1–5 %, was bedeutet, dass über 95 % des vom Mikrodisplay emittierten Lichts verschwendet werden; Dies treibt den Stromverbrauch direkt in die Höhe und erhöht die Helligkeitsanforderungen für Micro-LEDs.

Technologische Durchbrüche in den Jahren 2025–2026

Die Branche steht nicht untätig da. Ätzprozesse ersetzen die Nanoimprint-Lithographie als Richtung der nächsten Generation für SRGs.

Bei der Nanoimprint-Lithographie werden organische Fotolacke verwendet, wodurch der Brechungsindex auf etwa 2,0 begrenzt wird. Im Gegensatz dazu wirken Ätzprozesse direkt auf anorganische Materialien, wodurch ein Brechungsindex von mehr als 2,4 ermöglicht und die optische Leistung grundlegend verbessert wird.

AAC Technologies hat sich mit Dispelix zusammengetan, um einen einschichtigen, vollfarbigen Wellenleiter auf den Markt zu bringen, der mithilfe von Halbleiterätzverfahren hergestellt wird und über ein Sichtfeld (FOV) von 25°, eine Lichtausbeute von 1500 Nits/lm, eine Dicke von 0,7 mm und ein Gewicht von nur 4 g verfügt. Es bietet eine Lichtdurchlässigkeit von über 90 % und unterdrückt Regenbogenartefakte auf ein Niveau, das „das Benutzererlebnis nicht beeinträchtigt“.

Mittlerweile behauptet Zhige Technology, Regenbogenartefakte in 95 % der Nutzungsszenarien deutlich zu unterdrücken, und hat sich Investitionen von Xiaomi und OPPO gesichert.

Um ehrlich zu sein, können Regenbogenartefakte jedoch nur unterdrückt und nicht beseitigt werden – solange die Gitterstruktur vorhanden ist, bleibt die Streuung bestehen. Dies ist eine inhärente Einschränkung des SRG-Ansatzes (Surface Relief Grating).

Geometrischer Array-Wellenleiter: Der Gipfel der Bildqualität, aber in der Massenproduktion ein Albtraum.

Prinzip: Verwendung einer Anordnung halbreflektierender/halbdurchlässiger Spiegel zur „Weiterleitung“ von Lichtstrahlen.

Geometrische Wellenleiter verfolgen einen völlig anderen Ansatz – sie basieren ausschließlich auf geometrischer Optik ohne Beugung.

Sein Aufbau ist einfach: Eine Reihe geneigter halbreflektierender Spiegel ist in ein Glassubstrat eingebettet. Licht tritt über ein Eingangskopplungsprisma in den Wellenleiter ein und breitet sich durch Totalreflexion aus; Jedes Mal, wenn es auf einen halbreflektierenden Spiegel trifft, wird ein Teil des Lichts aus dem Wellenleiter in das Auge des Benutzers reflektiert, während das verbleibende Licht zum nächsten Spiegel weitergeleitet wird. Es wirkt wie eine Reihe von „Relaisspiegeln“, die das Licht Schritt für Schritt „ausschütten“.

Da sie nicht auf Beugung basieren, sind geometrische Wellenleiter frei von Regenbogenartefakten und Dispersionsproblemen und bieten die höchste Bildqualität unter den drei Ansätzen.

Vorteile: Hervorragende Bildqualität und minimaler Lichtverlust.

Geometrische Wellenleiter bieten im Vergleich zu SRGs eine weitaus bessere optische Effizienz. Sie eliminieren Beugungsverluste und gewährleisten eine hohe Effizienz des optischen Pfads, wodurch der Stromverbrauch der optischen Engine reduziert wird. Mit einer Lichtverlustrate von nur 1–5 % – der niedrigsten unter den drei Technologien – bieten sie eine hervorragende Privatsphäre und machen den Displayinhalt für Beobachter, die die Brille von der Seite betrachten, praktisch unsichtbar. Bei Messwerten wie Farbwiedergabe, Kontrast und Auflösung sind sie auf ganzer Linie führend; Bis heute sind die geometrischen Wellenleiter von Lumus hinsichtlich der Bildqualität konkurrenzlos. Prognosen zufolge werden sie bis 2025 einen weltweiten Marktanteil von etwa 28 % halten und dominieren B2B-Sektoren – wie die Industrie und das Militär –, die eine außergewöhnlich hohe Bildqualität erfordern.

Fataler Fehler: Der Massenproduktions-Albtraum des Beschichtens und Klebens

Die Herausforderung bei geometrischen Wellenleitern liegt in der Herstellung.

Der Kernprozess ist die Präzisionsoptikfertigung: Schneiden von Glasprismen, Schleifen, Polieren, Beschichten und Kleben oder Bonden. Während bei jedem Schritt traditionelle optische Techniken zum Einsatz kommen, werden die Präzisionsanforderungen bis an die absolute Grenze getrieben.

Die erste große Hürde stellt die Beschichtung dar. Jede halbreflektierende/halbdurchlässige Oberfläche erfordert eine präzise Steuerung des Reflexions-zu-Transmissions-Verhältnisses (R/T). Darüber hinaus müssen diese R/T-Werte an verschiedenen Standorten variieren; Da Licht bei seiner Ausbreitung Energie verliert, benötigen Oberflächen weiter entlang des Pfades ein höheres Reflexionsvermögen, um eine gleichmäßige Lichtabgabe zu gewährleisten. Die Beschichtungsdicke wird im Nanometerbereich kontrolliert und ein einzelnes Glassubstrat kann Dutzende von Beschichtungsschichten aufweisen.

Die Bindung ist die zweite große Hürde.

Beim herkömmlichen Kleben werden optische Klebstoffe eingesetzt. Allerdings führt die Härtungsschrumpfung von Polymerklebstoffen zu Streulicht und Farbverschiebungen, und optische Klebstoffe mit hohem Brechungsindex sind rar. Molekulares Bonden (direktes Bonden) bietet überlegene Ergebnisse, erfordert jedoch extrem strenge Prozessbedingungen – es erfordert atomar flache Oberflächen, bei denen selbst kleinste Partikel oder topografische Unregelmäßigkeiten zum Versagen der Bindung führen.

Die Folge: Die Erträge bleiben niedrig und die Kosten bleiben hoch.

Im Jahr 2025 bleibt die Massenproduktionsausbeute für geometrische Wellenleiter deutlich niedriger als die von SRGs; Dies ist der Hauptgrund dafür, dass ihr Marktanteil weniger als die Hälfte des Marktanteils von SRGs beträgt.

Wer bleibt auf Kurs?

Lumus (Israel) ist der Maßstab für geometrische Wellenleiter und durch seine Partnerschaft mit SCHOTT führend auf dem Gebiet der Glaswafer mit hohem Brechungsindex.

Berichten zufolge könnten die 2025 AR-Produkte von Meta eine LCoS plus geometrische Wellenleiterkonfiguration verwenden; Sollte dies zutreffen, wäre dies ein großer Durchbruch für geometrische Wellenleiter auf dem Verbrauchermarkt.

Zu den wichtigsten inländischen chinesischen Akteuren in diesem Bereich zählen Unternehmen wie Libaiguangjing und Lingxiweiguang.

Die Stellung geometrischer Wellenleiter ähnelt weitgehend der der EUV-Technologie in Lithografiesystemen: Sie bieten die höchste Leistungsgrenze, stellen aber auch die größten Hürden für die Massenproduktion dar.

Wenn Produktionsengpässe überwunden werden, könnten sie die ultimative Lösung für die Bildqualität darstellen. Bis dahin bleiben sie jedoch in erster Linie eine High-End-Option für den Unternehmensmarkt (B2B).

Volumenholographische Gitter (VHG)-Wellenleiter: Ein Kostenkiller, aber die Materialien sind der entscheidende Engpass

Prinzip: „Schreiben“ eines Brechungsindexgitters in das Material

Das Konzept der VHGs unterscheidet sich grundlegend von dem der SRGs.

Während es sich bei einem SRG um ein Oberflächenreliefgitter handelt, das durch physikalisches Ätzen einer Struktur auf die Oberfläche entsteht, wird ein VHG durch Zweistrahl-Interferenzbelichtung erzeugt. Dieser Prozess induziert eine periodische Modulation des Brechungsindex innerhalb eines lichtempfindlichen Materials (z. B. eines Photopolymers) und „schreibt“ so effektiv ein unsichtbares Gitter in das Innere des Materials.

Da das Gitter innerhalb der Masse des Materials (und nicht auf der Oberfläche) vorhanden ist, wird es als „Volumenhologramm“ bezeichnet.

Dieser Mechanismus bietet mehrere inhärente Vorteile:

1. Höhere theoretische Beugungseffizienz: Die Bragg-Selektivität von Volumengittern ermöglicht die effiziente Beugung von Licht bei bestimmten Wellenlängen und Winkeln, wobei die theoretische Beugungseffizienz nahezu 100 % beträgt.

2. Keine Oberflächenreliefstrukturen: Dies eliminiert Dispersionsmechanismen, die Regenbogenartefakte verursachen, und vermeidet Probleme mit Oberflächenkontaminationen.

3. Einfacher Herstellungsprozess: Es ist kein Nanoprägen oder Ätzen erforderlich – nur ein Laserinterferenzbelichtungssystem – was zu niedrigeren theoretischen Kosten und einer höheren Produktionskapazität führt.

4. Minimaler Lichtverlust: Das N25G-Produkt von Nica Optics weist ein Lichtverlustverhältnis von weniger als 1:140 auf.

Vorteil: Passt am besten zu den Anforderungen an Kostensenkung und Massenakzeptanz.

Von den drei Wegen bietet VHG das größte Potenzial für niedrige Herstellungskosten.

Es sind keine nanoskaligen Fertigungsgeräte, Präzisionsbeschichtungen oder molekularen Bindungen erforderlich – lediglich ein Laserinterferenzbelichtungssystem.

Im Juni 2026 startete Nika Optics in Tianjin die weltweit erste automatisierte Produktionslinie für volumenholografische optische Wellenleiter, die jährlich eine Million Einheiten produzieren kann; Die kombinierte Jahreskapazität der Werke in Tianjin und Guangzhou erreichte 1,3 Millionen Einheiten.

Im Jahr 2025 hielt VHG (Volume Holographic Grating) etwa 10 % des Weltmarktanteils, verzeichnete jedoch die schnellste Wachstumsrate.

Die AR99-Brille von XINGYIZHINENG ist mit den volumenholografischen Wellenleitern von Nika Optics ausgestattet, wobei die komplette Einheit nur 999 RMB kostet – ein Preis, der in der Branche für Aufruhr sorgte.

Ein fataler Fehler: Das „unmögliche Dreieck“ der Materialien

Die Achillesferse von VHG liegt in den Materialien.

Photopolymermaterialien müssen gleichzeitig drei Kriterien erfüllen: hohe Brechungsindexmodulation (Δn), langfristige Umweltstabilität (Alterungs-, Temperatur- und Feuchtigkeitsbeständigkeit) und hohe Fertigungspräzision. Diese drei Kriterien sind von Natur aus widersprüchlich und bilden ein „unmögliches Dreieck“:

1. Eine Erhöhung von Δn erfordert typischerweise den Einbau von anorganischen Nanopartikeln mit hohem Brechungsindex, was die Materialtransparenz und -stabilität beeinträchtigt.

2. Um die Stabilität zu erhöhen, ist eine Vernetzung und Aushärtung erforderlich, wodurch die Reaktion lichtempfindlicher Gruppen eingeschränkt und Δn verringert wird.

3. Die präzise Steuerung des Brechungsindexprofils erfordert eine extrem schmale Belichtungsbandbreite und strenge Umgebungskontrollen, was es außerordentlich schwierig macht, die Konsistenz in der Massenproduktion sicherzustellen.

Folglich bieten VHGs im Allgemeinen ein Sichtfeld (FOV) von nur 30°–40°, und ihre Farbkonsistenz und Farbraumabdeckung für Vollfarbdisplays bleiben immer noch hinter denen von SRGs und geometrischen Wellenleitern zurück.

Darüber hinaus ist das Problem der Alterung lichtempfindlicher Materialien noch nicht grundsätzlich gelöst. Wird sich die Leistung des Wellenleiters nach ein paar Jahren verschlechtern? Zur Beantwortung dieser Frage liegen derzeit nicht genügend Langzeitfelddaten vor.

Auch auf der Ebene der Lieferkette gibt es eine Einschränkung: Hochpräzise Laser-Interferenzbelichtungssysteme verfügen nicht über standardisierte, massenproduzierte Versionen. Folglich muss jedes Unternehmen seine eigenen maßgeschneiderten Lösungen entwickeln, ein Prozess, der durch lange Entwicklungszyklen und hohe Investitionskosten gekennzeichnet ist.

Wer platziert Wetten?

Zu den Global Playern zählen Sony, DigiLens (USA) und Akonia (2018 von Apple übernommen).

Zu den inländischen Vertretern zählen Nika Optics, Sanji Optoelectronics, Crystal-Optech und Gudong Technology.

Die Übernahme von Akonia durch Apple selbst signalisiert eine wichtige Einschätzung: Die Volumenholographie könnte durchaus der ultimative Weg für AR für Verbraucher sein, obwohl Durchbrüche in der Materialwissenschaft eine Voraussetzung sind.

Siliziumkarbid: Der vierte Weg? Ein „Dimensionsreduzierungsschlag“ auf Materialebene

Nach einem Jahrzehnt der Debatte über drei konkurrierende Ansätze ließ Meta im Jahr 2024 mit dem Orion eine Bombe platzen: optische Wellenleiter aus Siliziumkarbid (SiC).

Dies ist kein vierter technischer Weg; Vielmehr handelt es sich um einen „dimensionalen Schlag“ auf materieller Ebene gegen die ersten drei Routen.

Warum Siliziumkarbid bahnbrechend ist

Das maximale Sichtfeld (FOV) eines optischen Wellenleiters wird durch den Brechungsindex des Substratmaterials bestimmt: FOVmax∝arcsin⁡(nguide−nair)

Der Brechungsindex von gewöhnlichem Glas liegt bei etwa 1,5–1,7, während das für SRGs verwendete Glas mit hohem Brechungsindex zwischen 1,9 und 2,0 liegt. Dies begrenzt direkt das maximale Sichtfeld (FOV) für einschichtige Wellenleiter – das 52° FOV der HoloLens 2 nähert sich bereits den physikalischen Grenzen von Glasmaterialien.

Siliziumkarbid verfügt über einen hohen Brechungsindex von 2,65–3,2 und ermöglicht ein Sichtfeld (FOV) von 70°–80° mit nur einem einschichtigen Wellenleiter, sodass keine mehrschichtige Stapelung erforderlich ist.

Noch entscheidender ist, dass die Dispersionseigenschaften von Siliziumkarbid eine Optimierung der Gitterperiode auf 262 nm ermöglichen, wodurch Regenbogenartefakte physikalisch eliminiert werden – sie werden nicht nur unterdrückt, sondern vollständig eliminiert.

Hinzu kommt die Wärmeableitung: Siliziumkarbid hat eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 490 W/m·K – fast 500-mal so viel wie Glas. Die von der optischen Engine erzeugte Wärme kann direkt durch die Linse abgeleitet werden, sodass keine speziellen Wärmeableitungsstrukturen erforderlich sind und das Gewicht weiter reduziert wird.

Durch die Verwendung von Siliziumkarbid-Wellenleitern erreicht Meta Orion ein Sichtfeld (FOV) von 70° und ein Gewicht von unter 100 Gramm, während das Erscheinungsbild einer gewöhnlichen Brille ähnelt – Leistungen, mit denen Glaswellenleiter nicht mithalten können.

Allerdings sind die Kosten ein großer Nachteil.

Die Kosten für jede Siliziumkarbidlinse belaufen sich derzeit auf Tausende von Yuan und übersteigen die Kosten für Glaswellenleiter bei weitem. Meta-Führungskräfte haben auch eingeräumt, dass ein erheblicher Teil der Produktionskosten von Orion auf die Siliziumkarbid-Linsen zurückzuführen ist.

Siliziumkarbid besitzt eine extreme Härte (9,25 auf der Mohs-Skala, zweitgrößte nach Diamant), was die Verarbeitung außerordentlich schwierig macht. Darüber hinaus sind die Fertigungskapazitäten für großformatige Siliziumkarbidsubstrate in optischer Qualität nach wie vor begrenzt.

Zu den in diesem Sektor tätigen inländischen chinesischen Unternehmen gehören Sanan Optoelectronics, TankeBlue Semiconductor, Tianke Heda und Guotan Semiconductor. Bis 2025 hatte Guotan Semiconductor erfolgreich 12-Zoll-Einkristalle aus hochreinem Siliziumkarbid entwickelt und die Validierung kleiner Chargen mit mehreren AR-Kunden abgeschlossen. Goertek Optics hat außerdem das F50Se auf den Markt gebracht, ein vollfarbiges optisches Wellenleiter-Anzeigemodul, das die Siliziumkarbid-Ätztechnologie nutzt.

Der Kern des Siliziumkarbid-Ansatzes besteht darin, höhere Materialkosten gegen einen Generationssprung in der Leistung einzutauschen.

Der Übergang zum Verbrauchermarkt hängt davon ab, wie schnell die Kosten für großformatige Siliziumkarbid-Substrate gesenkt werden können – ein Zeitfenster, das optimistisch für 2027–2028 prognostiziert wird.

Branchenlandschaft: Wer setzt auf was?

Die Branchenlandschaft ab Mitte 2026 zeichnet sich nach und nach ab:

Einige bemerkenswerte Branchensignale:

1. Die Produktionssysteme beginnen sich anzunähern.

Nach 2026 wird sich der Branchenwettbewerb von „Wer kann das Produkt herstellen“ hin zu „Wer kann eine stabile Lieferung sicherstellen“ verlagern? Die inländische effektive Produktionskapazität für SRGs (Surface Relief Gratings) liegt bei etwa 6 bis 8 Millionen Einheiten pro Jahr, die Nachfrage übersteigt jedoch 10 Millionen Einheiten pro Jahr, was zu einer Angebotslücke von mehreren Millionen Einheiten für hochwertige Wellenleiter führt.

2. Zusammenarbeit zwischen Optikgiganten und Halbleiterausrüstungsgiganten.

Im Juni 2026 kündigten EssilorLuxottica und Applied Materials eine gemeinsame Anstrengung zur Entwicklung optischer AR-Systeme der nächsten Generation für Datenbrillen an; Diese Partnerschaft – die Kombination eines traditionellen Linsenherstellers mit einem Halbleiterausrüstungsanbieter – signalisiert eine Verlagerung der AR-Optikproduktion von „Prozessen im Labormaßstab“ hin zur „Fertigung in Halbleiterqualität“.

3. Goertek übernimmt Sunny O-Lye.

Anfang 2026 schlossen Goertek Optics und Sunny Optical eine Aktientauschtransaktion im Wert von rund 1,9 Milliarden RMB ab und integrierten dabei die gesamten Leistungsketten vom Design bis zur Fertigung. Die Branchenkonsolidierung beschleunigt sich.

Das endgültige Urteil: Wer wird zuletzt lachen?

Unserer Einschätzung nach wird es zwar kurzfristig keinen einzigen Gewinner geben, die mittelfristige Landschaft nimmt jedoch bereits Gestalt an.

Kurzfristig (2026–2027): SRG dominiert; VHG verschafft sich einen Vorsprung im Massenmarkt.

Durch den Einsatz ausgereifter Nanopräge- und Ätzverfahren, einer Ausbeute von 86 % und Stückkosten von unter 18 US-Dollar wird SRG in den nächsten ein bis zwei Jahren die gängige Lösung für Verbraucher-AR bleiben.

Regenbogenartefakte werden auf ein „akzeptables“ Maß unterdrückt und ein Sichtfeld (Field of View, FOV) von 25°–50° deckt die meisten Verbraucheranwendungsfälle ab.

Aufgrund seiner Kostenvorteile dringt VHG rasch in den Massenmarkt (insbesondere in die Preisklasse von 999 RMB für AR-Brillen) und in den AR-HUD-Sektor für die Automobilindustrie vor.

Der Start der millionenschweren Produktionslinie von Nika Optics ist ein wichtiges Signal.

Einschränkungen hinsichtlich des Sichtfelds und der Möglichkeiten der Vollfarbanzeige lassen sich jedoch kurzfristig nur schwer grundsätzlich beheben.

Geometrische Wellenleiter werden ihre High-End-Position im Unternehmensmarkt (B-to-B) beibehalten, während sie auf die Validierung durch Verbraucherprodukte warten, die von Branchenführern wie Meta auf den Markt gebracht werden.

Mittelfristig (2028–2030): Siliziumkarbid verändert die Landschaft.

Wenn die Kosten für großformatige Siliziumkarbid-Substrate (SiC) auf ein akzeptables Niveau sinken (voraussichtlich wird es zwei bis drei Jahre dauern), werden SiC-Wellenleiter gleichzeitig den mit Oberflächenreliefgittern (Surface Relief Gratings, SRGs) verbundenen „Regenbogeneffekt“ und die Sichtfeldbeschränkungen (Field of View, FOV) geometrischer Wellenleiter auflösen und sich als „bahnbrechende Lösung“ für AR für Verbraucher entwickeln.

Ab diesem Zeitpunkt wird sich der Schwerpunkt des Wettbewerbs von „Gitterherstellungsprozessen“ auf „Materialplattformen“ verlagern – wer kostengünstiges, großformatiges Siliziumkarbid in optischer Qualität beherrscht, wird den Schlüssel zur Zukunft der AR-Optik in der Hand haben.

Langfristiger Ausblick

Letztendlich ist der Wettbewerb zwischen AR-Lichtwellenleitern kein Nullsummenspiel zwischen drei verschiedenen Routen, sondern vielmehr ein Wettlauf zwischen zwei Evolutionspfaden:

Weg 1: Maximierung der Fertigungspräzision.

Durch die kontinuierliche Iteration von Ätzprozessen, Materialien mit hohem Brechungsindex und Beschichtungstechnologien stoßen SRG und geometrische Wellenleiter innerhalb bestehender Materialsysteme an physikalische Grenzen.

Weg 2: Materielle Revolution.

Neue Materialien wie Siliziumkarbid verändern die Lage grundlegend, indem sie bestehende Prozessengpässe umgehen und einen Generationssprung in der Leistung ermöglichen.

VHG könnte jedoch einen dritten Weg einschlagen: Sobald lichtempfindliche Materialien das „unmögliche Dreieck“ durchbrechen, könnten die Kostenvorteile der Volumenholographie sie zur ultimativen Lösung für den Verbrauchermarkt machen. Die Übernahme von Akonia durch Apple stellt einen strategischen Schritt in diese Richtung dar.

Die drei Ansätze behandeln im Wesentlichen dieselbe Frage aus drei verschiedenen Dimensionen: Leistung, Kosten und Machbarkeit. SRG gewinnt hinsichtlich der Machbarkeit, geometrische Wellenleiter zeichnen sich durch ihre Leistung aus und VHG bietet das größte Kostenpotenzial, während Siliziumkarbid versucht, an allen drei Fronten zu gewinnen.

Wer wird zuletzt lachen?

Dabei geht es nicht um einen bestimmten Weg, sondern vielmehr darum, als Erster gleichzeitig den Dreiklang „hohe Leistung + niedrige Kosten + Massenproduzierbarkeit“ zu erschließen.

Dieses Rennen hat gerade erst begonnen.

Quelle: shenduzhuiguang