Tatlong Teknikal na Landas para sa AR Optical Waveguides: Alin ang Magtatagumpay

Noong Setyembre 2024, inilabas ng Meta ang Orion, ang AR glasses prototype nito. Sa sandaling isuot ni Zuckerberg ang mga ito, isang full-color na imahe na may 70-degree na field ng view ang lumitaw sa mga lente—walang mga artifact ng bahaghari o ghosting, na may virtual na content na humahalo nang walang putol sa realidad tulad ng tinta sa tubig.

Minsang inilarawan ng meta optical scientist na si Pascual Rivera ang karanasan sa ganitong paraan: 'Ang pagsusuot ng salamin na may tradisyonal na glass waveguides ay parang nasa isang disco—ang iyong paningin ay puno ng mga artifact na parang bahaghari, na ginagawang halos imposibleng makita nang malinaw ang nilalaman ng AR. Ngunit sa sandaling lumipat ka sa mga silicon carbide waveguides, ito ay tulad ng pagtapak sa isang symphony hall.'

Ang pahayag na ito ay dumiretso sa pangunahing punto ng sakit ng AR optical waveguide na industriya: ang hamon ay hindi lamang sa paggawa ng mga ito, ngunit sa paggawa ng mga ito nang maayos . Ang AR optical waveguide—isang transparent na lens na wala pang 1 milimetro ang kapal—ay kumakatawan sa 'last mile' sa pagtukoy kung ang AR glasses ay tunay na makakarating sa consumer market.

Kasalukuyang pinagsama ang industriya sa tatlong pangunahing teknikal na diskarte—mga waveguide ng Surface Relief Grating (SRG), mga waveguide ng geometric array, at mga waveguide ng Volume Holographic Grating (VHG). Ang bawat isa ay umaasa sa iba't ibang pisikal na prinsipyo at nahaharap sa sarili nitong natatanging mga bottleneck sa engineering.

Sa tatlong landas na ito, alin ang mananaig sa huli?

Una, linawin natin: anong problema ang aktwal na nalulutas ng mga optical waveguides?

Bago talakayin ang tatlong teknikal na diskarte, kailangan muna nating itatag ang pangunahing katangian ng optical waveguides. Ang optical system ng AR glasses ay kailangang makamit ang dalawang bagay nang sabay-sabay: paghahatid ng mga virtual na larawan sa iyong mga mata habang hindi humahadlang sa iyong pagtingin sa totoong mundo.

Nangangahulugan ito na ang mga optical na bahagi ay dapat na sapat na transparent at manipis, habang nagbibigay din ng malawak na field of view (FOV) at isang mapagbigay na eyebox.

Ang mga maagang diskarte—gaya ng mga prisma, freeform optics, at mga disenyo ng Birdbath—lahat ay tumakbo laban sa parehong pisikal na trade-off: ang pagtaas ng FOV ay nangangailangan ng mas makapal na optical module, samantalang ang paggawa ng module na mas manipis ay nangangahulugan ng pagsasakripisyo ng light transmission.

Ang disenyo ng prisma na ginamit sa Google Glass ay nag-aalok ng FOV na 15° lang at mas mababa sa 50% light transmission. Ang freeform solution ng Epson ay tumitimbang ng 550 gramo—na kahawig ng isang helmet—habang ang disenyo ng Birdbath na ginamit ng XREAL ay nag-aalok ng mas mababa sa 30% light transmission, na ginagawang parang madilim na salaming pang-araw ang mga salamin.

Ang mga optical waveguides ay gumagamit ng ganap na naiibang diskarte: ang optical path ay nakatiklop sa isang manipis na sheet ng salamin at ipinadala sa pamamagitan ng kabuuang panloob na pagmuni-muni, pagkatapos kung saan ang mga partikular na istruktura ay 'i-extract' ang liwanag at idirekta ito sa mata. Idecouples nito ang kapal ng optical module mula sa FOV, na nagbibigay-daan para sa mga lente na mas manipis kaysa sa 3mm, light transmission na lampas sa 85%, at isang theoretical FOV na lumalagpas sa 80°.

Ang hamon ay nakasalalay sa kung paano ang liwanag ay 'coupling in' at 'coupled out.' Ang pagkakaiba sa pagitan ng tatlong magkakaibang teknikal na ruta ay tiyak na nakasalalay sa mga pisikal na mekanismo na ginagamit para sa 'in-coupling' at 'out-coupling.'

Surface Relief Grating (SRG) Waveguide: Ang Hari ng Mass Production, Ngunit Sinaktan ng Rainbow Artifacts

Prinsipyo: Pag-ukit ng 'nano-gratings' sa ibabaw ng salamin. Ang core ng isang SRG ay nakasalalay sa paggawa ng panaka-nakang, nano-scale na mga istrukturang panlunas—sa pangkalahatan ay mga diffraction grating—sa ibabaw ng isang glass substrate.

Ang ilaw na ibinubuga mula sa micro-display ay sumasailalim sa diffraction kapag nakatagpo ang input-coupling grating; natutugunan ng anggulo ng diffraction ang kundisyon para sa kabuuang panloob na pagmuni-muni, sa gayo'y 'tinatakpan' ang liwanag sa loob ng waveguide para sa pagpapalaganap. Sa pag-abot sa output-coupling grating, muling nagdi-diffract ang ilaw at 'pinakawalan' upang pumasok sa mata ng tao.

Higit pa rito, sa pamamagitan ng pag-engineer ng grating period at duty cycle, maaaring makamit ang 'eye-box expansion'—pagpapalaki ng exit pupil mula sa ilang millimeters lang tungo sa mahigit 10 millimeters—na nagbibigay-daan sa user na tingnan ang larawan nang hindi kinakailangang eksaktong iayon ang kanilang mga mata sa isang partikular na lugar.

Kalamangan: Ang kakayahan ng mass-production ay higit na nahihigitan ang iba pang dalawang diskarte. Ang pinakamalaking lakas ng teknolohiya ng SRG ay ang kakayahang magamit ang mga mature na proseso ng pagmamanupaktura ng semiconductor.

Binibigyang-daan ng Nanoimprint lithography (NIL) ang mataas na katumpakan na pagtitiklop ng mga master structure ng grating papunta sa mga wafer; ang isang solong 12-pulgada na wafer ay maaaring magbunga ng 20 hanggang 25 waveguides.

Nakamit ng Goertek Optics ang kapasidad ng produksyon na 25,000 units kada buwan (batay sa 12-inch wafers), na nagreresulta sa taunang output na humigit-kumulang 600,000 hanggang 750,000 waveguides. Noong 2025, ang pandaigdigang kita mula sa SRG waveguides ay umabot sa $245 milyon, na nakakuha ng dominanteng 62% na bahagi ng merkado.

Ang mga kumpanyang Tsino ay nagtulak sa per-unit cost sa ibaba ng $18 habang pinapataas ang rate ng ani sa 86%.

Ang mga flagship AR device—gaya ng HoloLens ng Microsoft, Magic Leap, at mga produkto mula sa mga domestic brand tulad ng RayNeo at Meizu—lahat ay gumagamit ng teknolohiyang SRG.

Isang nakamamatay na depekto: ang pisikal na katangian ng ' rainbow effect.' Ang pinaka pinupuna na isyu sa mga SRG ay ang rainbow effect.

Ito ay hindi isang depekto sa pagmamanupaktura, ngunit isang likas na pisikal na katangian.

Ang diffraction ng grating ay nagiging sanhi ng pag-diffract ng liwanag ng iba't ibang wavelength sa iba't ibang anggulo. Kapag tinitingnan ang labas ng mundo sa pamamagitan ng isang SRG waveguide, ang iba't ibang wavelength na bahagi ng ambient light ay 'hati' ng grating, na lumilikha ng mga may kulay na palawit sa larangan ng view. Ito ay katulad ng tila bahaghari na repleksyon na makikita sa likod ng isang CD—ang parehong pisikal na mekanismo ay gumagana.

Ang isa pang isyu ay ang light leakage.

Ang out-coupling grating ay hindi lamang nagdidirekta ng liwanag ng imahe patungo sa mga mata ng gumagamit ngunit nakakalat din ang ilan sa mga ito sa labas.

Kung may tumitingin sa iyong salamin sa gilid, makikita nila ang kumikislap na larawan—isang isyu sa privacy na hindi katanggap-tanggap sa mga totoong sitwasyon sa paggamit.

Mayroon ding problema sa mababang optical efficiency. Ang liwanag na rate ng paggamit ng mga SRG ay karaniwang 1%–5% lamang, ibig sabihin, higit sa 95% ng liwanag na ibinubuga ng micro-display ay nasasayang; direkta nitong pinapataas ang pagkonsumo ng kuryente at pinatataas ang mga kinakailangan sa liwanag para sa mga Micro-LED.

Mga Teknolohikal na Pagsulong noong 2025–2026

Ang industriya ay hindi nakaupo nang walang ginagawa. Ang mga proseso ng etching ay pinapalitan ang nanoimprint lithography bilang susunod na henerasyong direksyon para sa mga SRG.

Gumagamit ang Nanoimprint lithography ng mga organikong photoresist, na nililimitahan ang refractive index sa humigit-kumulang 2.0; sa kabaligtaran, ang mga proseso ng pag-ukit ay direktang gumagana sa mga inorganic na materyales, na nagpapagana ng isang refractive index na lumalampas sa 2.4 at sa panimula ay nagpapahusay ng optical performance.

Nakipagsosyo ang AAC Technologies sa Dispelix upang ilunsad ang isang solong-layer, full-color na waveguide—na ginawa gamit ang mga proseso ng semiconductor etching—na nagtatampok ng 25° field of view (FOV), isang light efficiency na 1500 nits/lm, isang kapal na 0.7 mm, at bigat na 4 g lamang; nag-aalok ito ng higit sa 90% light transmission at pinipigilan ang mga artifact ng bahaghari sa antas na 'hindi nakakaapekto sa karanasan ng user.'

Samantala, inaangkin ng Zhige Technology na makabuluhang pinipigilan ang mga artifact ng bahaghari sa 95% ng mga sitwasyon sa paggamit at nakakuha ng pamumuhunan mula sa Xiaomi at OPPO.

Gayunpaman, sa totoo lang, ang mga artifact ng bahaghari ay maaari lamang sugpuin, hindi aalisin-hangga't umiiral ang istraktura ng grating, nagpapatuloy ang pagpapakalat. Ito ay isang likas na limitasyon ng diskarte sa SRG (Surface Relief Grating).

Geometric Array Waveguide: Ang rurok ng kalidad ng imahe, ngunit isang bangungot sa mass-produce.

Prinsipyo: Paggamit ng hanay ng mga semi-reflective/semi-transmissive na salamin sa 'relay' light rays.

Ang mga geometric waveguides ay gumagamit ng ganap na naiibang diskarte—na umaasa lamang sa geometric na optika nang hindi kinasasangkutan ng diffraction.

Ang istraktura nito ay simple: isang hanay ng mga nakatagilid na semi-reflective na salamin ay naka-embed sa loob ng isang glass substrate. Ang liwanag ay pumapasok sa waveguide sa pamamagitan ng isang input coupling prism at nagpapalaganap sa pamamagitan ng kabuuang panloob na pagmuni-muni; sa tuwing makakatagpo ito ng semi-reflective na salamin, ang isang bahagi ng liwanag ay makikita mula sa waveguide at papunta sa mata ng gumagamit, habang ang natitirang liwanag ay nagpapatuloy sa susunod na salamin. Ito ay kumikilos tulad ng isang hanay ng mga 'relay mirror,' 'binubuhos' ang liwanag nang hakbang-hakbang.

Dahil hindi sila umaasa sa diffraction, ang mga geometric waveguides ay libre mula sa mga artifact ng bahaghari at mga isyu sa pagpapakalat, na nag-aalok ng pinakamataas na kalidad ng imahe sa tatlong diskarte.

Mga Bentahe: Superior na kalidad ng imahe at minimal na pagtagas ng liwanag.

Geometric waveguides nag-aalok ng malayo superior optical kahusayan kumpara sa SRGs; inaalis nila ang mga pagkalugi sa diffraction at tinitiyak ang mataas na kahusayan ng optical path, sa gayon ay binabawasan ang pagkonsumo ng kuryente ng optical engine. Sa mahinang leakage rate na 1%–5% lang—ang pinakamababa sa tatlong teknolohiya—nag-aalok ang mga ito ng mahusay na privacy, na ginagawang halos hindi nakikita ng mga nagmamasid na tumitingin sa mga salamin mula sa gilid. Nangunguna sila sa buong board sa mga sukatan tulad ng pagpaparami ng kulay, kaibahan, at resolusyon; hanggang ngayon, ang mga geometric waveguides ng Lumus ay nananatiling walang kapantay sa kalidad ng imahe. Inaasahang magkakaroon ng pandaigdigang bahagi ng merkado na humigit-kumulang 28% pagsapit ng 2025, nangingibabaw sila sa mga sektor ng B2B—gaya ng industriya at militar—na humihiling ng napakataas na kalidad ng larawan.

Fatal Flaw: Ang Mass-Production Nightmare ng Coating at Bonding

Ang hamon sa geometric waveguides ay nakasalalay sa pagmamanupaktura.

Ang pangunahing proseso ay precision optical fabrication: pagputol ng mga glass prism, paggiling, pag-polish, coating, at gluing o bonding. Habang ang bawat hakbang ay nagsasangkot ng mga tradisyonal na optical technique, ang mga kinakailangan sa katumpakan ay itinutulak sa ganap na limitasyon.

Ang patong ay kumakatawan sa unang pangunahing hadlang. Ang bawat semi-reflective/semi-transmissive na ibabaw ay nangangailangan ng tumpak na kontrol ng ratio ng reflection-to-transmission (R/T). Higit pa rito, ang mga halaga ng R/T na ito ay dapat mag-iba sa iba't ibang lokasyon; dahil ang liwanag ay nawawalan ng enerhiya habang ito ay dumarami, ang mga ibabaw sa kahabaan ng landas ay nangangailangan ng mas mataas na reflectivity upang matiyak ang pare-parehong liwanag na output. Ang mga kapal ng patong ay kinokontrol sa sukat na nanometer, at ang isang solong glass substrate ay maaaring nagtatampok ng dose-dosenang mga layer ng patong.

Ang pagbubuklod ay ang pangalawang pangunahing hadlang.

Ang tradisyonal na pagbubuklod ay umaasa sa optical adhesives; gayunpaman, ang curing shrinkage ng polymeric adhesives ay nagpapakilala ng stray light at color shifts, at ang high-refractive-index optical adhesives ay kakaunti. Ang molecular bonding (direktang pagbubuklod) ay nag-aalok ng higit na mahusay na mga resulta ngunit nangangailangan ng napakahigpit na mga kondisyon ng proseso—na nangangailangan ng atomically flat surface, kung saan kahit na ang pinakamaliit na particle o topographical iregularity ay humahantong sa bonding failure.

Ang resulta: nananatiling mababa ang mga ani, at nananatiling mataas ang mga gastos.

Sa 2025, ang mass-production yield para sa geometric waveguides ay nananatiling makabuluhang mas mababa kaysa sa mga SRG; ito ang pangunahing dahilan kung bakit ang kanilang market share ay mas mababa sa kalahati ng mga SRG.

Sino ang nananatili sa kurso?

Ang Lumus (Israel) ay ang benchmark para sa mga geometric na waveguides, na nangunguna sa larangan sa high-refractive-index na mga wafer ng salamin sa pamamagitan ng pakikipagtulungan nito sa SCHOTT.

Iminumungkahi ng mga ulat na ang 2025 AR na mga produkto ng Meta ay maaaring gumamit ng LCoS plus geometric waveguide configuration; kung totoo, mamarkahan nito ang isang malaking tagumpay para sa mga geometric na waveguide sa merkado ng consumer.

Kabilang sa mga pangunahing manlalaro ng domestic Chinese sa espasyong ito ang mga kumpanya tulad ng Libaiguangjing at Lingxiweiguang.

Ang posisyon ng mga geometric na waveguides ay katulad ng sa teknolohiya ng EUV sa mga lithography system: nag-aalok sila ng pinakamataas na performance ceiling ngunit nagpapakita rin ng pinakamataas na hadlang sa mass production.

Kung malalampasan ang mga bottleneck sa pagmamanupaktura, maaari silang kumatawan sa pinakahuling solusyon para sa kalidad ng larawan. Hanggang noon, gayunpaman, nananatili silang pangunahin na isang high-end na opsyon para sa enterprise (B2B) market.

Volume Holographic Grating (VHG) Waveguides: Isang Gastos-Pamatay, ngunit Ang Mga Materyales ang Kritikal na Bottleneck

Prinsipyo: 'Pagsusulat' isang repraktibo-index na rehas na bahagi sa loob ng materyal

Ang konsepto sa likod ng mga VHG ay pangunahing naiiba sa konsepto ng mga SRG.

Habang ang SRG ay isang surface-relief grating na nabuo sa pamamagitan ng pisikal na pag-ukit ng isang istraktura sa ibabaw, ang isang VHG ay nilikha sa pamamagitan ng dual-beam interference exposure. Ang prosesong ito ay nag-uudyok ng panaka-nakang modulasyon ng refractive index sa loob ng isang photosensitive na materyal (tulad ng isang photopolymer)—mabisang 'pagsusulat' ng isang hindi nakikitang rehas na bakal sa loob ng materyal.

Dahil ang grating ay umiiral sa loob ng bulto ng materyal (sa halip na sa ibabaw), ito ay tinatawag na isang 'volume hologram.'

Ang mekanismong ito ay nag-aalok ng ilang mga likas na pakinabang:

1. Mas mataas na theoretical diffraction efficiency: Ang Bragg selectivity ng volume gratings ay nagbibigay-daan sa mahusay na diffraction ng liwanag sa mga partikular na wavelength at anggulo, na may teoretikal na diffraction na kahusayan na lumalapit sa 100%.

2. Walang mga istrukturang panlunas sa ibabaw: Inaalis nito ang mga mekanismo ng pagpapakalat na nagdudulot ng mga artifact ng bahaghari at iniiwasan ang mga isyu sa kontaminasyon sa ibabaw.

3. Simpleng proseso ng pagmamanupaktura: Hindi ito nangangailangan ng nanoimprinting o etching—isang laser interference exposure system lamang—na nagreresulta sa mas mababang teoretikal na gastos at mas mataas na kapasidad ng produksyon.

4. Minimal light leakage: Nagtatampok ang produkto ng N25G ng Nica Optics ng light leakage ratio na mas mababa sa 1:140.

Bentahe: Pinakamahusay na umaayon sa pangangailangan para sa pagbabawas ng gastos at mass adoption.

Kabilang sa tatlong landas, nag-aalok ang VHG ng pinakamalaking potensyal para sa mababang gastos sa pagmamanupaktura.

Walang kinakailangang nanoscale fabrication equipment, precision coating, o molecular bonding—isang laser interference exposure system lang.

Noong Hunyo 2026, inilunsad ng Nika Optics ang unang automated production line sa mundo para sa volume holographic optical waveguides sa Tianjin, na may kakayahang gumawa ng isang milyong unit taun-taon; ang pinagsamang taunang kapasidad sa mga pasilidad nito sa Tianjin at Guangzhou ay umabot sa 1.3 milyong mga yunit.

Noong 2025, hawak ng VHG (Volume Holographic Grating) ang humigit-kumulang 10% ng pandaigdigang bahagi ng merkado ngunit ipinakita ang pinakamabilis na rate ng paglago.

Ang AR99 glasses ng XINGYIZHINENG ay nagtatampok ng volume holographic waveguides ng Nika Optics, na may kumpletong yunit na may presyong kasingbaba ng 999 RMB—isang punto ng presyo na nagpadala ng shockwaves sa industriya.

Isang Malalang Kapintasan: Ang 'Impossible Triangle' ng Mga Materyales

Ang takong ng Achilles ng VHG ay nasa mga materyales nito.

Ang mga materyal na photopolymer ay dapat sabay na matugunan ang tatlong pamantayan: mataas na refractive index modulation (Δn), pangmatagalang katatagan sa kapaligiran (paglaban sa pagtanda, temperatura, at halumigmig), at mataas na katumpakan ng paggawa. Ang tatlong pamantayang ito ay likas na magkasalungat, na bumubuo ng isang 'imposibleng tatsulok':

1. Ang pagtaas ng Δn ay karaniwang nangangailangan ng pagsasama ng high-refractive-index inorganic nanoparticle, na nakompromiso ang materyal na transparency at katatagan;

2. Ang pagpapahusay ng katatagan ay nangangailangan ng cross-linking at paggamot, na naghihigpit sa pagtugon ng mga photosensitive na grupo at binabawasan ang Δn;

3. Ang tumpak na pagkontrol sa profile ng refractive index ay nangangailangan ng napakakitid na bandwidth ng pagkakalantad at mahigpit na mga kontrol sa kapaligiran, na ginagawang lubhang mahirap na tiyakin ang pagkakapare-pareho sa mass production.

Dahil dito, ang mga VHG sa pangkalahatan ay nag-aalok ng field of view (FOV) na 30°–40° lang, at ang kanilang pagkakapare-pareho ng kulay at saklaw ng color gamut para sa mga full-color na display ay nahuhuli pa rin sa mga SRG at geometric waveguides.

Higit pa rito, ang isyu ng pagtanda sa mga photosensitive na materyales ay hindi pa nalutas sa panimula. Mabababa ba ang performance ng waveguide pagkatapos ng ilang taon? Kasalukuyang walang sapat na pangmatagalang data ng field upang masagot ang tanong na ito.

Mayroon ding hadlang sa antas ng supply chain: ang mga high-precision laser interference exposure system ay kulang sa standardized, mass-produced na mga bersyon. Dahil dito, ang bawat kumpanya ay dapat bumuo ng sarili nitong mga custom na solusyon, isang proseso na nailalarawan sa pamamagitan ng mahabang yugto ng pag-unlad at mataas na gastos sa pamumuhunan.

Sino ang naglalagay ng taya?

Kabilang sa mga pandaigdigang manlalaro ang Sony, DigiLens (USA), at Akonia (nakuha ng Apple noong 2018).

Kasama sa mga domestic na kinatawan ang Nika Optics, Sanji Optoelectronics, Crystal-Optech, at Gudong Technology.

Ang pagkuha mismo ng Apple sa Akonia ay nagpapahiwatig ng isang pangunahing pagtatasa: ang volume holography ay maaaring ang sukdulang landas para sa AR ng grade-konsumer, kahit na ang mga pambihirang tagumpay sa agham ng mga materyales ay isang kinakailangan.

Silicon Carbide: Ang Ikaapat na Daan? Isang 'Dimensional-Reduction Strike' sa Material Level

Pagkatapos ng isang dekada ng debate sa tatlong magkakakumpitensyang diskarte, ang Meta ay naghulog ng isang bomba noong 2024 kasama ang Orion: silicon carbide (SiC) optical waveguides.

Ito ay hindi pang-apat na teknikal na ruta; sa halip, ito ay kumakatawan sa isang 'dimensional strike' sa materyal na antas laban sa unang tatlong ruta.

Bakit ang silicon carbide ay isang game-changer

Ang maximum field of view (FOV) ng isang optical waveguide ay tinutukoy ng refractive index ng substrate material: FOVmax∝arcsin⁡(nguide−nair)

Ang refractive index ng ordinaryong salamin ay humigit-kumulang 1.5–1.7, habang ang high-index na salamin na ginagamit para sa mga SRG ay mula 1.9 hanggang 2.0. Direktang nililimitahan nito ang maximum field of view (FOV) para sa single-layer waveguides—ang 52° FOV ng HoloLens 2 ay lumalapit na sa pisikal na limitasyon ng mga glass material.

Ipinagmamalaki ng Silicon carbide ang mataas na refractive index na 2.65–3.2, na nagbibigay-daan sa 70°–80° na field of view (FOV) na may isang solong-layer na waveguide—na nag-aalis ng pangangailangan para sa multi-layer stacking.

Higit sa lahat, ang mga katangian ng dispersion ng silicon carbide ay nagpapahintulot sa grating period na ma-optimize sa 262 nm, na pisikal na nag-aalis ng mga artifact ng bahaghari—hindi lamang pinipigilan ang mga ito, ngunit ganap na inaalis ang mga ito.

Pagkatapos ay mayroong pag-aalis ng init: ang silicon carbide ay may thermal conductivity na humigit-kumulang 490 W/m·K—halos 500 beses kaysa sa salamin. Ang init na nabuo ng optical engine ay maaaring direktang ilabas sa pamamagitan ng lens, na inaalis ang pangangailangan para sa mga dedikadong istruktura ng init-dissipation at higit pang pagbabawas ng timbang.

Sa pamamagitan ng paggamit ng silicon carbide waveguides, ang Meta Orion ay nakakamit ng 70° field of view (FOV) at bigat na wala pang 100 gramo, habang pinapanatili ang hitsura na katulad ng ordinaryong eyewear—mga tampok na hindi matutumbasan ng mga glass waveguides.

Gayunpaman, ang gastos ay isang pangunahing disbentaha.

Ang halaga ng bawat silicon carbide lens ay kasalukuyang umaabot sa libu-libong yuan, na higit pa sa mga glass waveguides. Kinilala din ng mga meta executive na ang malaking bahagi ng gastos sa produksyon ng Orion ay iniuugnay sa mga silicon carbide lens.

Ang Silicon carbide ay nagtataglay ng matinding tigas (9.25 sa Mohs scale, pangalawa lamang sa brilyante), na ginagawa itong lubhang mahirap iproseso. Higit pa rito, nananatiling limitado ang mga kakayahan sa pagmamanupaktura para sa malalaking sukat, optical-grade na silicon carbide substrates.

Kasama sa mga domestic Chinese na kumpanya na aktibo sa sektor na ito ang Sanan Optoelectronics, TankeBlue Semiconductor, Tianke Heda, at Guotan Semiconductor. Noong 2025, matagumpay na nakabuo ang Guotan Semiconductor ng 12-pulgada na high-purity na silicon carbide na solong kristal at nakumpleto ang maliit na batch na pagpapatunay na may maraming kliyente ng AR. Inilunsad din ng Goertek Optics ang F50Se, isang full-color optical waveguide display module na gumagamit ng teknolohiya ng silicon carbide etching.

Ang kakanyahan ng diskarte sa silicon carbide ay nakasalalay sa pangangalakal ng mas mataas na mga gastos sa materyal para sa isang henerasyong tumalon sa pagganap.

Ang paglipat nito sa merkado ng consumer ay nakasalalay sa bilis kung saan mababawasan ang halaga ng mga malalaking sukat na silicon carbide substrates—isang window ng pagkakataon na inaasahang inaasahan para sa 2027–2028.

Landscape ng Industriya: Sino ang Tumaya sa Ano

Ang tanawin ng industriya noong kalagitnaan ng 2026 ay unti-unting naging malinaw:

Maraming mga signal ng industriya na dapat tandaan:

1. Ang mga sistema ng pagmamanupaktura ay nagsisimulang magtagpo.

Higit pa sa 2026, ang kumpetisyon sa industriya ay lilipat mula sa 'sino ang makakagawa ng produkto' patungo sa 'sino ang makakasigurado ng matatag na paghahatid.' Ang domestic epektibong kapasidad sa produksyon para sa mga SRG (Surface Relief Gratings) ay humigit-kumulang 6–8 milyong mga yunit bawat taon, ngunit ang demand ay lumampas sa 10 milyong mga yunit taun-taon, na nagreresulta sa isang agwat ng supply ng ilang milyong mga yunit.

2. Pakikipagtulungan sa pagitan ng optical giants at semiconductor equipment giants.

Noong Hunyo 2026, inihayag ng EssilorLuxottica at Applied Materials ang magkasanib na pagsisikap na bumuo ng mga susunod na henerasyong AR optical system para sa mga smart glasses; ang partnership na ito—pagsasama-sama ng tradisyunal na lens manufacturer sa isang semiconductor equipment provider—ay nagpapahiwatig ng pagbabago sa AR optics production mula sa 'laboratory-scale na mga proseso' patungo sa 'semiconductor-grade manufacturing.'

3. Nakuha ni Goertek si Sunny O-Lye.

Noong unang bahagi ng 2026, nakumpleto ng Goertek Optics at Sunny Optical ang isang share-swap na transaksyon na nagkakahalaga ng humigit-kumulang RMB 1.9 bilyon, na pinagsasama ang mga full-chain na kakayahan mula sa disenyo hanggang sa pagmamanupaktura. Bumibilis ang pagsasama-sama ng industriya.

Ang Huling Hatol: Sino ang Huling Tatawa

Ang aming pagtatasa ay habang walang mag-iisang mananalo sa maikling panahon, ang landscape para sa katamtamang termino ay nahuhubog na.

Maikling termino (2026–2027): nangingibabaw ang SRG; Ang VHG ay nakakuha ng isang maagang pagsisimula sa mass market.

Gamit ang mature na nano-imprint at mga proseso ng pag-ukit, isang 86% na rate ng ani, at isang gastos sa bawat yunit na wala pang $18, ang SRG ay mananatiling pangunahing solusyon para sa AR ng consumer sa susunod na 1–2 taon.

Ang mga artifact ng Rainbow ay pinipigilan sa mga antas na 'katanggap-tanggap', at ang isang Field of View (FOV) na 25°–50° ay sumasaklaw sa karamihan ng mga kaso ng paggamit ng consumer.

Ang VHG ay mabilis na nakapasok sa mass market (partikular ang RMB 999 na tier ng presyo para sa AR glasses) at ang automotive AR-HUD sector, na hinihimok ng mga bentahe sa gastos nito.

Ang paglulunsad ng milyon-unit-scale na linya ng produksyon ng Nika Optics ay nagsisilbing mahalagang senyales.

Gayunpaman, ang mga limitasyon tungkol sa FOV at full-color na mga kakayahan sa pagpapakita ay nananatiling mahirap na saligang lutasin sa maikling panahon.

Papanatilihin ng mga geometric waveguides ang kanilang high-end na pagpoposisyon sa enterprise (B-to-B) na merkado habang naghihintay ng pagpapatunay mula sa mga produkto ng consumer-grade na inilunsad ng mga lider ng industriya tulad ng Meta.

Katamtamang termino (2028–2030): Binabago ng Silicon carbide ang landscape.

Kung ang halaga ng malalaking format na silicon carbide (SiC) na mga substrate ay bumaba sa isang katanggap-tanggap na antas (inaasahang aabutin ng 2–3 taon), sabay-sabay na lulutasin ng SiC waveguides ang 'rainbow effect' na nauugnay sa Surface Relief Gratings (SRGs) at sa Field of View (FOV) na mga limitasyon ng geometric waveguides na 'game-changing solution', na umuusbong bilang isang consumer na solusyon sa AR.

Sa puntong iyon, ang focus ng kumpetisyon ay lilipat mula sa 'grating fabrication process' tungo sa 'material platforms'—sinumang makabisado sa mura, malaking format, optical-grade na silicon carbide ang siyang hahawak ng susi sa hinaharap ng AR optics.

Pangmatagalang pananaw

Sa huli, ang kumpetisyon sa mga AR optical waveguides ay hindi isang zero-sum game sa pagitan ng tatlong magkakaibang ruta, ngunit sa halip ay isang karera sa pagitan ng dalawang evolutionary path:

Path 1: Pag-maximize sa katumpakan ng pagmamanupaktura.

Sa pamamagitan ng tuluy-tuloy na pag-ulit ng mga proseso ng pag-ukit, mga high-refractive-index na materyales, at mga teknolohiya ng coating, ang SRG at mga geometric na waveguides ay lumalapit sa mga pisikal na limitasyon sa loob ng mga kasalukuyang materyal na sistema.

Landas 2: Materyal na rebolusyon.

Ang mga bagong materyales tulad ng silicon carbide ay pangunahing nagbabago sa laro sa pamamagitan ng pag-bypass sa mga kasalukuyang bottleneck ng proseso at pagpapagana ng isang henerasyong lukso sa pagganap.

Ang VHG, gayunpaman, ay maaaring kumuha ng pangatlong landas: kapag ang mga photosensitive na materyales ay lumampas sa 'imposibleng tatsulok,' ang mga bentahe sa gastos ng volume holography ay maaaring gawin itong pinakahuling solusyon para sa merkado ng consumer. Ang pagkuha ng Apple ng Akonia ay kumakatawan sa isang madiskarteng taya sa mismong direksyong ito.

Ang tatlong diskarte ay mahalagang tumutugon sa parehong tanong mula sa tatlong magkakaibang dimensyon: pagganap, gastos, at pagiging posible. Ang SRG ay nanalo sa pagiging posible, ang mga geometric waveguides ay mahusay sa pagganap, at ang VHG ay nag-aalok ng pinakamalaking potensyal sa gastos, habang ang silicon carbide ay nagtatangkang manalo sa lahat ng tatlong larangan.

Sino ang huling tatawa?

Ito ay hindi tungkol sa anumang partikular na ruta, ngunit sa halip ay tungkol sa pagiging una sa sabay-sabay na pag-unlock sa 'mataas na pagganap + mababang gastos + mass producibility' triad.

Kakasimula pa lang ng karerang ito.

Pinagmulan:shenduzhuiguang