Visualizações: 0 Autor: Editor do site Horário de publicação: 16/09/2026 Origem: Site
Em setembro de 2024, a Meta revelou o Orion, seu protótipo de óculos AR. No momento em que Zuckerberg os colocou, uma imagem colorida com um campo de visão de 70 graus apareceu nas lentes – livre de artefatos de arco-íris ou fantasmas, com conteúdo virtual misturando-se perfeitamente à realidade como tinta na água.
O cientista meta-óptico Pascual Rivera certa vez descreveu a experiência desta forma: 'Usar óculos com guias de onda de vidro tradicionais é como estar em uma discoteca - sua visão está repleta de artefatos semelhantes a arco-íris, tornando quase impossível ver o conteúdo AR com clareza. Mas no momento em que você muda para guias de onda de carboneto de silício, é como entrar em uma sala sinfônica - tudo fica quieto e você pode finalmente ficar totalmente imerso.'
Esta afirmação vai direto ao ponto central da indústria de guias de onda ópticos AR: o desafio não é simplesmente fabricá-los, mas fabricá-los bem . O guia de onda óptico AR – uma lente transparente com menos de 1 milímetro de espessura – representa a “última milha” para determinar se os óculos AR podem realmente dar o salto para o mercado consumidor.
Atualmente, a indústria convergiu para três abordagens técnicas convencionais: guias de onda Surface Relief Grating (SRG), guias de ondas de matriz geométrica e guias de onda Volume Holographic Grating (VHG). Cada um depende de princípios físicos diferentes e enfrenta seus próprios gargalos de engenharia.
Destes três caminhos, qual acabará por prevalecer?
Antes de discutir as três abordagens técnicas, devemos primeiro estabelecer a natureza fundamental dos guias de onda ópticos. O sistema óptico dos óculos AR precisa realizar duas coisas simultaneamente: fornecer imagens virtuais aos seus olhos sem obstruir a sua visão do mundo real.
Isto significa que os componentes ópticos devem ser suficientemente transparentes e finos, ao mesmo tempo que proporcionam um amplo campo de visão (FOV) e uma caixa ocular generosa.
As primeiras abordagens - como prismas, óptica de forma livre e designs Birdbath - enfrentaram a mesma compensação física: aumentar o FOV exigia um módulo óptico mais espesso, enquanto tornar o módulo mais fino significava sacrificar a transmissão de luz.
O design do prisma usado no Google Glass ofereceu um FOV de apenas 15° e menos de 50% de transmissão de luz. A solução de formato livre da Epson pesava 550 gramas – semelhante a um capacete – enquanto o design Birdbath usado pela XREAL oferecia menos de 30% de transmissão de luz, fazendo com que os óculos parecessem óculos de sol escuros.
Os guias de onda ópticos adotam uma abordagem completamente diferente: o caminho óptico é dobrado em uma fina folha de vidro e transmitido por reflexão interna total, após o que estruturas específicas “extraem” a luz e a direcionam para o olho. Isso desacopla a espessura do módulo óptico do FOV, permitindo lentes mais finas que 3 mm, transmissão de luz superior a 85% e um FOV teórico superior a 80°.
O desafio está em como a luz é “acoplada” e “acoplada fora”. A distinção entre as três rotas técnicas diferentes reside precisamente nos mecanismos físicos usados para esse “acoplamento” e “acoplamento externo”.
Princípio: Gravar 'nano-grades' na superfície do vidro. O núcleo de um SRG reside na fabricação de estruturas de relevo periódicas em nanoescala - essencialmente redes de difração - na superfície de um substrato de vidro.
A luz emitida pelo microdisplay sofre difração ao encontrar a grade de acoplamento de entrada; o ângulo de difração satisfaz a condição para reflexão interna total, 'capturando' assim a luz dentro do guia de ondas para propagação. Ao atingir a grade de acoplamento de saída, a luz difrata novamente e é “liberada” para entrar no olho humano.
Além disso, ao projetar o período de grade e o ciclo de trabalho, a “expansão da caixa ocular” pode ser alcançada – ampliando a pupila de saída de apenas alguns milímetros para mais de 10 milímetros – permitindo ao usuário visualizar a imagem sem a necessidade de alinhar precisamente os olhos com um ponto específico.
Vantagem: A capacidade de produção em massa supera em muito as outras duas abordagens. A maior força da tecnologia SRG é a sua capacidade de aproveitar processos maduros de fabricação de semicondutores.
A litografia de nanoimpressão (NIL) permite a replicação de alta precisão de estruturas mestres de grade em wafers; um único wafer de 12 polegadas pode produzir de 20 a 25 guias de onda.
A Goertek Optics atingiu uma capacidade de produção de 25.000 unidades por mês (com base em wafers de 12 polegadas), resultando em uma produção anual de aproximadamente 600.000 a 750.000 guias de onda. Em 2025, a receita global dos guias de onda SRG atingiu US$ 245 milhões, garantindo uma participação de mercado dominante de 62%.
As empresas chinesas reduziram o custo por unidade para menos de US$ 18, ao mesmo tempo em que aumentaram a taxa de rendimento para 86%.
Os principais dispositivos de AR – como HoloLens da Microsoft, Magic Leap e produtos de marcas nacionais como RayNeo e Meizu – utilizam a tecnologia SRG.
Uma falha fatal: a natureza física do “efeito arco-íris”. A questão mais criticada com os SRGs é o efeito arco-íris.
Este não é um defeito de fabricação, mas uma característica física inerente.
A difração de grade faz com que luz de diferentes comprimentos de onda difrate em ângulos diferentes. Ao visualizar o mundo exterior através de um guia de ondas SRG, os vários componentes de comprimento de onda da luz ambiente são “divididos” pela grade, criando franjas coloridas no campo de visão. É semelhante ao reflexo do arco-íris visto na parte de trás de um CD – o mesmo mecanismo físico está em ação.
Outro problema é o vazamento de luz.
A grade de acoplamento externo não apenas direciona a luz da imagem em direção aos olhos do usuário, mas também espalha parte dela externamente.
Se alguém olhar para seus óculos de lado, poderá ver a imagem tremeluzente – um problema de privacidade inaceitável em cenários de uso no mundo real.
Existe também o problema da baixa eficiência óptica. A taxa de utilização de luz dos SRGs é normalmente de apenas 1% a 5%, o que significa que mais de 95% da luz emitida pelo microdisplay é desperdiçada; isso aumenta diretamente o consumo de energia e aumenta os requisitos de brilho para Micro-LEDs.
Avanços tecnológicos em 2025–2026
A indústria não está parada. Os processos de gravação estão substituindo a litografia de nanoimpressão como a direção da próxima geração para SRGs.
A litografia de nanoimpressão utiliza fotorresistentes orgânicos, limitando o índice de refração a cerca de 2,0; em contraste, os processos de gravação atuam diretamente em materiais inorgânicos, permitindo um índice de refração superior a 2,4 e melhorando fundamentalmente o desempenho óptico.
AAC Technologies fez parceria com a Dispelix para lançar um guia de ondas colorido de camada única - fabricado usando processos de gravação de semicondutores - apresentando um campo de visão (FOV) de 25°, uma eficiência de luz de 1.500 nits/lm, uma espessura de 0,7 mm e um peso de apenas 4 g; ele oferece mais de 90% de transmissão de luz e suprime artefatos de arco-íris a um nível que 'não afeta a experiência do usuário'.
Enquanto isso, a Zhige Technology afirma suprimir significativamente os artefatos do arco-íris em 95% dos cenários de uso e garantiu investimentos da Xiaomi e OPPO.
No entanto, para ser franco, os artefatos de arco-íris só podem ser suprimidos, e não eliminados – enquanto a estrutura da grade existir, a dispersão persistirá. Esta é uma limitação inerente à abordagem SRG (Surface Relief Grating).
Princípio: Usar um conjunto de espelhos semirreflexivos/semitransmissivos para “retransmitir” raios de luz.
Os guias de onda geométricos adotam uma abordagem completamente diferente – confiando puramente na óptica geométrica sem envolver difração.
Sua estrutura é simples: um conjunto de espelhos semi-reflexivos inclinados está embutido em um substrato de vidro. A luz entra no guia de ondas através de um prisma de acoplamento de entrada e se propaga através de reflexão interna total; cada vez que encontra um espelho semi-reflexivo, uma parte da luz é refletida para fora do guia de ondas e para o olho do usuário, enquanto a luz restante continua para o próximo espelho. Ele age como um conjunto de “espelhos de retransmissão”, “derramando” a luz passo a passo.
Como não dependem de difração, os guias de onda geométricos estão livres de artefatos de arco-íris e problemas de dispersão, oferecendo a mais alta qualidade de imagem entre as três abordagens.
Vantagens: Qualidade de imagem superior e vazamento mínimo de luz.
Guias de onda geométricos oferecem eficiência óptica muito superior em comparação aos SRGs; eles eliminam as perdas por difração e garantem alta eficiência do caminho óptico, reduzindo assim o consumo de energia do motor óptico. Com uma taxa de vazamento de luz de apenas 1% a 5% – a mais baixa entre as três tecnologias – eles oferecem excelente privacidade, tornando o conteúdo da tela praticamente invisível para observadores que observam os óculos de lado. Eles lideram em todos os aspectos em métricas como reprodução de cores, contraste e resolução; até o momento, os guias de onda geométricos da Lumus permanecem incomparáveis em qualidade de imagem. Projetadas para deter uma participação de mercado global de aproximadamente 28% até 2025, elas dominam setores B2B – como a indústria e o militar – que exigem qualidade de imagem excepcionalmente alta.
Falha fatal: o pesadelo da produção em massa de revestimento e colagem
O desafio dos guias de onda geométricos está na fabricação.
O processo principal é a fabricação óptica de precisão: corte de prismas de vidro, retificação, polimento, revestimento e colagem ou colagem. Embora cada etapa envolva técnicas ópticas tradicionais, os requisitos de precisão são levados ao limite absoluto.
O revestimento representa o primeiro grande obstáculo. Cada superfície semirreflexiva/semitransmissiva requer controle preciso da relação reflexão-transmissão (R/T). Além disso, estes valores R/T devem variar entre locais diferentes; como a luz perde energia à medida que se propaga, as superfícies mais ao longo do caminho requerem maior refletividade para garantir uma saída de luz uniforme. As espessuras do revestimento são controladas em escala nanométrica, e um único substrato de vidro pode apresentar dezenas de camadas de revestimento.
A ligação é o segundo grande obstáculo.
A colagem tradicional depende de adesivos ópticos; no entanto, a contração de cura dos adesivos poliméricos introduz luz dispersa e mudanças de cor, e os adesivos ópticos com alto índice de refração são escassos. A ligação molecular (ligação direta) oferece resultados superiores, mas exige condições de processo extremamente rigorosas – exigindo superfícies atomicamente planas, onde mesmo a menor partícula ou irregularidade topográfica leva à falha da ligação.
O resultado: os rendimentos permanecem baixos e os custos permanecem elevados.
Em 2025, o rendimento da produção em massa de guias de onda geométricos permanece significativamente inferior ao dos SRGs; esta é a razão fundamental pela qual a sua quota de mercado é inferior a metade da dos PRE.
Quem vai continuar o curso?
A Lumus (Israel) é referência em guias de ondas geométricas, liderando o campo em wafers de vidro de alto índice de refração por meio de sua parceria com a SCHOTT.
Os relatórios sugerem que os produtos AR 2025 da Meta podem utilizar um LCoS mais configuração de guia de onda geométrica; se for verdade, isso marcaria um grande avanço para os guias de onda geométricos no mercado consumidor.
Os principais players nacionais chineses neste espaço incluem empresas como Libaiguangjing e Lingxiweiguang.
A posição dos guias de onda geométricos é muito semelhante à da tecnologia EUV em sistemas de litografia: eles oferecem o teto de desempenho mais alto, mas também apresentam as maiores barreiras à produção em massa.
Se os gargalos de fabricação forem superados, eles poderão representar a solução definitiva para qualidade de imagem. Até então, porém, eles continuam sendo principalmente uma opção de ponta para o mercado empresarial (B2B).
Princípio: 'Escrever' uma grade de índice de refração dentro do material
O conceito por trás dos VHGs difere fundamentalmente daquele dos SRGs.
Enquanto um SRG é uma grade de relevo de superfície formada pela gravação física de uma estrutura na superfície, um VHG é criado por meio de exposição à interferência de feixe duplo. Este processo induz modulação periódica do índice de refração dentro de um material fotossensível (como um fotopolímero) - efetivamente 'escrevendo' uma grade invisível no interior do material.
Como a grade existe dentro da maior parte do material (e não na superfície), ela é chamada de “holograma de volume”.
Este mecanismo oferece diversas vantagens inerentes:
Maior eficiência de difração teórica: A seletividade de Bragg das redes de volume permite a difração eficiente da luz em comprimentos de onda e ângulos específicos, com uma eficiência de difração teórica próxima de 100%.
Sem estruturas de relevo na superfície: isso elimina mecanismos de dispersão que causam artefatos de arco-íris e evita problemas com contaminação da superfície.
Processo de fabricação simples: não requer nanoimpressão ou gravação – apenas um sistema de exposição a interferência de laser – resultando em custos teóricos mais baixos e maior capacidade de produção.
Vazamento mínimo de luz: o produto N25G da Nica Optics apresenta uma taxa de vazamento de luz inferior a 1:140.
Vantagem: Melhor se alinha com a necessidade de redução de custos e adoção em massa.
Entre os três caminhos, o VHG oferece o maior potencial para baixos custos de fabricação.
Nenhum equipamento de fabricação em nanoescala, revestimento de precisão ou ligação molecular é necessário – apenas um sistema de exposição à interferência de laser.
Em junho de 2026, a Nika Optics lançou a primeira linha de produção automatizada do mundo para guias de ondas ópticas holográficas de volume em Tianjin, capaz de produzir um milhão de unidades anualmente; a capacidade anual combinada das instalações de Tianjin e Guangzhou atingiu 1,3 milhão de unidades.
Em 2025, a VHG (Volume Holographic Grating) detinha aproximadamente 10% da participação no mercado global, mas demonstrou a taxa de crescimento mais rápida.
Os óculos AR99 da XINGYIZHINENG apresentam guias de ondas holográficas de volume da Nika Optics, com a unidade completa custando apenas 999 RMB – um preço que enviou ondas de choque por toda a indústria.
Uma falha fatal: o “triângulo impossível” dos materiais
O calcanhar de Aquiles da VHG está nos seus materiais.
Os materiais fotopolímeros devem atender simultaneamente a três critérios: modulação de alto índice de refração (Δn), estabilidade ambiental de longo prazo (resistência ao envelhecimento, temperatura e umidade) e alta precisão de fabricação. Esses três critérios são inerentemente contraditórios, formando um “triângulo impossível”:
O aumento de Δn normalmente requer a incorporação de nanopartículas inorgânicas de alto índice de refração, o que compromete a transparência e estabilidade do material;
Aumentar a estabilidade requer reticulação e cura, o que restringe a resposta de grupos fotossensíveis e reduz Δn;
O controle preciso do perfil do índice de refração exige uma largura de banda de exposição extremamente estreita e controles ambientais rigorosos, tornando excepcionalmente difícil garantir a consistência na produção em massa.
Consequentemente, os VHGs geralmente oferecem um campo de visão (FOV) de apenas 30°–40°, e sua consistência de cores e cobertura de gama de cores para monitores coloridos ainda ficam atrás dos SRGs e guias de onda geométricos.
Além disso, a questão do envelhecimento em materiais fotossensíveis ainda não foi fundamentalmente resolvida. O desempenho do guia de ondas diminuirá após alguns anos? Atualmente não existem dados de campo de longo prazo suficientes para responder a esta questão.
Há também uma restrição ao nível da cadeia de abastecimento: os sistemas de exposição a interferências laser de alta precisão carecem de versões padronizadas e produzidas em massa. Consequentemente, cada empresa deve desenvolver as suas próprias soluções personalizadas, um processo caracterizado por longos ciclos de desenvolvimento e elevados custos de investimento.
Quem está fazendo apostas?
Os players globais incluem Sony, DigiLens (EUA) e Akonia (adquirida pela Apple em 2018).
Os representantes nacionais incluem Nika Optics, Sanji Optoelectronics, Crystal-Optech e Gudong Technology.
A própria aquisição da Akonia pela Apple sinaliza uma avaliação importante: a holografia de volume pode muito bem ser o caminho definitivo para a AR de consumo, embora os avanços na ciência dos materiais sejam um pré-requisito.
Após uma década de debate sobre três abordagens concorrentes, a Meta lançou uma bomba em 2024 com o Orion: guias de ondas ópticas de carboneto de silício (SiC).
Esta não é uma quarta rota técnica; pelo contrário, representa um “ataque dimensional” a nível material contra as três primeiras rotas.
Por que o carboneto de silício é um divisor de águas
O campo de visão máximo (FOV) de um guia de ondas óptico é determinado pelo índice de refração do material do substrato: FOVmax∝arcsin(nguide−nair)
O índice de refração do vidro comum é de aproximadamente 1,5–1,7, enquanto o vidro de alto índice usado para SRGs varia de 1,9 a 2,0. Isto limita diretamente o campo de visão máximo (FOV) para guias de ondas de camada única – o FOV de 52° do HoloLens 2 já está se aproximando dos limites físicos dos materiais de vidro.
O carboneto de silício possui um alto índice de refração de 2,65–3,2, permitindo um campo de visão (FOV) de 70°–80° com apenas um guia de onda de camada única – eliminando a necessidade de empilhamento multicamadas.
Ainda mais importante, as características de dispersão do carboneto de silício permitem que o período da rede seja otimizado para 262 nm, eliminando fisicamente os artefatos do arco-íris – não apenas suprimindo-os, mas eliminando-os completamente.
Depois, há a dissipação de calor: o carboneto de silício tem uma condutividade térmica de aproximadamente 490 W/m·K – quase 500 vezes a do vidro. O calor gerado pelo motor óptico pode ser conduzido diretamente através da lente, eliminando a necessidade de estruturas dedicadas de dissipação de calor e reduzindo ainda mais o peso.
Ao usar guias de onda de carboneto de silício, o Meta Orion atinge um campo de visão (FOV) de 70° e um peso inferior a 100 gramas, ao mesmo tempo em que mantém uma aparência semelhante a óculos comuns – feitos que os guias de onda de vidro não conseguem igualar.
No entanto, o custo é uma grande desvantagem.
O custo de cada lente de carboneto de silício atualmente chega a milhares de yuans, excedendo em muito o custo dos guias de onda de vidro. Os executivos da Meta também reconheceram que uma parcela significativa do custo de produção da Orion é atribuída às lentes de carboneto de silício.
O carboneto de silício possui extrema dureza (9,25 na escala de Mohs, perdendo apenas para o diamante), tornando-o excepcionalmente difícil de processar. Além disso, as capacidades de fabricação de substratos de carboneto de silício de grau óptico de grande porte permanecem limitadas.
As empresas nacionais chinesas ativas neste setor incluem Sanan Optoelectronics, TankeBlue Semiconductor, Tianke Heda e Guotan Semiconductor. Em 2025, a Guotan Semiconductor desenvolveu com sucesso monocristais de carboneto de silício de alta pureza de 12 polegadas e concluiu a validação de pequenos lotes com vários clientes de AR. A Goertek Optics também lançou o F50Se, um módulo de exibição de guia de onda óptico colorido que utiliza tecnologia de gravação em carboneto de silício.
A essência da abordagem do carboneto de silício reside na troca de custos mais elevados de materiais por um salto geracional no desempenho.
A sua transição para o mercado consumidor depende do ritmo a que o custo dos substratos de carboneto de silício de grande porte possa ser reduzido – uma janela de oportunidade projetada com otimismo para 2027-2028.
O panorama da indústria em meados de 2026 tornou-se gradualmente claro:
Vários sinais da indústria dignos de nota:
Os sistemas de produção estão começando a convergir.
Depois de 2026, a concorrência da indústria mudará de “quem pode fabricar o produto” para “quem pode garantir uma entrega estável”. A capacidade de produção doméstica efetiva de SRGs (Surface Relief Gratings) é de aproximadamente 6 a 8 milhões de unidades por ano, mas a demanda excede 10 milhões de unidades anualmente, resultando em uma lacuna de fornecimento de vários milhões de unidades de guias de ondas de alta qualidade.
Colaboração entre gigantes ópticos e gigantes de equipamentos semicondutores.
Em junho de 2026, a EssilorLuxottica e a Applied Materials anunciaram um esforço conjunto para desenvolver sistemas ópticos AR de próxima geração para óculos inteligentes; essa parceria – que combina um fabricante tradicional de lentes com um fornecedor de equipamentos semicondutores – sinaliza uma mudança na produção de óptica AR de “processos em escala de laboratório” para “fabricação em nível de semicondutores”.
Goertek adquire Sunny O-Lye.
No início de 2026, a Goertek Optics e a Sunny Optical concluíram uma transação de troca de ações avaliada em aproximadamente 1,9 bilhão de RMB, integrando recursos de cadeia completa, desde o projeto até a fabricação. A consolidação da indústria está a acelerar.
A nossa avaliação é que, embora não haja um único vencedor a curto prazo, o panorama a médio prazo já está a tomar forma.
Curto prazo (2026–2027): SRG domina; VHG ganha vantagem no mercado de massa.
Aproveitando processos maduros de nanoimpressão e gravação, uma taxa de rendimento de 86% e um custo por unidade inferior a US$ 18, o SRG continuará sendo a solução principal para RA de consumo nos próximos 1 a 2 anos.
Os artefatos do arco-íris são suprimidos para níveis 'aceitáveis', e um campo de visão (FOV) de 25° a 50° cobre a maioria dos casos de uso do consumidor.
A VHG está penetrando rapidamente no mercado de massa (especificamente na faixa de preço de 999 RMB para óculos AR) e no setor automotivo AR-HUD, impulsionado por suas vantagens de custo.
O lançamento da linha de produção em escala de um milhão de unidades da Nika Optics serve como um sinal importante.
No entanto, as limitações relativas ao FOV e às capacidades de exibição em cores continuam difíceis de resolver fundamentalmente no curto prazo.
Os guias de onda geométricos manterão seu posicionamento de ponta no mercado empresarial (B-to-B), enquanto aguardam a validação de produtos de consumo lançados por líderes do setor como a Meta.
Médio prazo (2028–2030): O carboneto de silício remodela o cenário.
Se o custo dos substratos de carboneto de silício (SiC) de grande formato cair para um nível aceitável (projetado para levar de 2 a 3 anos), os guias de ondas de SiC resolverão simultaneamente o 'efeito arco-íris' associado às grades de alívio de superfície (SRGs) e às limitações do campo de visão (FOV) dos guias de onda geométricos, emergindo como uma 'solução revolucionária' para AR de nível de consumidor.
Nesse ponto, o foco da competição mudará de “processos de fabricação de grades” para “plataformas de materiais” – quem dominar o carboneto de silício de grau óptico de baixo custo e grande formato terá a chave para o futuro da óptica AR.
Perspectivas de longo prazo
Em última análise, a competição entre guias de onda ópticos AR não é um jogo de soma zero entre três rotas distintas, mas sim uma corrida entre dois caminhos evolutivos:
Caminho 1: Maximizando a precisão da fabricação.
Através da iteração contínua de processos de gravação, materiais com alto índice de refração e tecnologias de revestimento, o SRG e os guias de onda geométricos estão se aproximando dos limites físicos dentro dos sistemas de materiais existentes.
Caminho 2: Revolução material.
Novos materiais, como o carboneto de silício, estão mudando fundamentalmente o jogo, contornando os gargalos existentes nos processos e permitindo um salto geracional no desempenho.
A VHG, no entanto, pode seguir um terceiro caminho: assim que os materiais fotossensíveis romperem o “triângulo impossível”, as vantagens de custo da holografia volumétrica poderão torná-la a solução definitiva para o mercado consumidor. A aquisição da Akonia pela Apple representa uma aposta estratégica nesta mesma direção.
As três abordagens abordam essencialmente a mesma questão a partir de três dimensões diferentes: desempenho, custo e viabilidade. O SRG vence em viabilidade, os guias de onda geométricos se destacam em desempenho e o VHG oferece o maior potencial de custo, enquanto o carboneto de silício tenta vencer em todas as três frentes.
Quem vai rir por último?
Não se trata de uma rota específica, mas sim de ser o primeiro a desbloquear simultaneamente a tríade “alto desempenho + baixo custo + produtividade em massa”.
Esta corrida apenas começou.
Fonte:shenduzhuiguang