Ba con đường kỹ thuật cho ống dẫn sóng quang AR: Con đường nào sẽ nổi lên chiến thắng

Vào tháng 9 năm 2024, Meta trình làng Orion, nguyên mẫu kính AR của mình. Ngay khi Zuckerberg đeo chúng vào, một hình ảnh đầy màu sắc với góc nhìn 70 độ xuất hiện trong ống kính—không có hiện tượng cầu vồng hay bóng ma, với nội dung ảo hòa quyện hoàn toàn với thực tế như mực trong nước.

Nhà khoa học siêu quang học Pascual Rivera từng mô tả trải nghiệm này theo cách này: 'Đeo kính với ống dẫn sóng thủy tinh truyền thống giống như đang ở trong một vũ trường—tầm nhìn của bạn tràn ngập những tạo tác giống cầu vồng, khiến bạn gần như không thể nhìn rõ nội dung AR. Nhưng khoảnh khắc bạn chuyển sang ống dẫn sóng cacbua silicon, giống như bước vào một phòng hòa nhạc—mọi thứ trở nên yên tĩnh và cuối cùng bạn có thể đắm chìm hoàn toàn.'

Tuyên bố này đi thẳng vào điểm yếu cốt lõi của ngành ống dẫn sóng quang AR: thách thức không chỉ đơn giản là sản xuất chúng mà còn là sản xuất chúng một cách hiệu quả . Ống dẫn sóng quang AR—một thấu kính trong suốt dày chưa đến 1 milimet—đại diện cho 'dặm cuối cùng' trong việc xác định liệu kính AR có thực sự tạo ra bước nhảy vọt trên thị trường tiêu dùng hay không.

Ngành công nghiệp này hiện đã hội tụ ba phương pháp kỹ thuật chính thống—ống dẫn sóng Cách tử bề mặt (SRG), ống dẫn sóng mảng hình học và ống dẫn sóng Cách tử ba chiều thể tích (VHG). Mỗi loại dựa trên các nguyên tắc vật lý khác nhau và phải đối mặt với những trở ngại kỹ thuật riêng.

Trong ba con đường này, con đường nào cuối cùng sẽ chiếm ưu thế?

Trước tiên, hãy làm rõ: ống dẫn sóng quang học thực sự giải quyết được vấn đề gì?

Trước khi thảo luận về ba phương pháp kỹ thuật, trước tiên chúng ta phải thiết lập bản chất cơ bản của ống dẫn sóng quang. Hệ thống quang học của kính AR cần thực hiện đồng thời hai việc: cung cấp hình ảnh ảo đến mắt bạn trong khi không cản trở tầm nhìn của bạn về thế giới thực.

Điều này có nghĩa là các thành phần quang học phải đủ trong suốt và mỏng, đồng thời cung cấp trường nhìn rộng (FOV) và hộp mắt rộng.

Các phương pháp tiếp cận ban đầu—chẳng hạn như lăng kính, quang học dạng tự do và thiết kế Birdbath—tất cả đều phải đối mặt với sự đánh đổi vật lý giống nhau: việc tăng FOV cần một mô-đun quang học dày hơn, trong khi làm cho mô-đun mỏng hơn đồng nghĩa với việc hy sinh khả năng truyền ánh sáng.

Thiết kế lăng kính được sử dụng trong Google Glass cung cấp FOV chỉ 15° và khả năng truyền ánh sáng dưới 50%. Giải pháp dạng tự do của Epson nặng 550 gram—giống như một chiếc mũ bảo hiểm—trong khi thiết kế Birdbath được XREAL sử dụng có khả năng truyền ánh sáng dưới 30%, khiến kính trông giống như kính râm tối màu.

Các ống dẫn sóng quang học có một cách tiếp cận hoàn toàn khác: đường quang được gấp lại thành một tấm kính mỏng và được truyền qua sự phản xạ toàn phần bên trong, sau đó các cấu trúc cụ thể 'trích xuất' ánh sáng và hướng nó vào mắt. Điều này tách biệt độ dày của mô-đun quang học khỏi FOV, cho phép thấu kính mỏng hơn 3mm, khả năng truyền ánh sáng vượt quá 85% và FOV lý thuyết vượt quá 80°.

Thách thức nằm ở cách ánh sáng được 'ghép vào' và 'khớp ra'. Sự khác biệt giữa ba tuyến kỹ thuật khác nhau nằm chính xác ở cơ chế vật lý được sử dụng cho 'khớp nối trong' và 'khớp nối ngoài'.' này.

Ống dẫn sóng cách tử bề mặt (SRG): Vua sản xuất hàng loạt, nhưng vẫn bị cản trở bởi các đồ tạo tác cầu vồng

Nguyên tắc: Khắc 'lưới nano' lên bề mặt kính. Cốt lõi của SRG nằm ở việc chế tạo các cấu trúc định kỳ ở quy mô nano – về cơ bản là các cách tử nhiễu xạ – trên bề mặt của đế thủy tinh.

Ánh sáng phát ra từ màn hình vi mô bị nhiễu xạ khi chạm vào cách tử ghép nối đầu vào; góc nhiễu xạ thỏa mãn điều kiện phản xạ toàn phần, do đó 'nhốt' ánh sáng bên trong ống dẫn sóng để truyền đi. Khi chạm tới cách tử ghép nối đầu ra, ánh sáng lại nhiễu xạ và được 'thả ra' đi vào mắt người.

Hơn nữa, bằng cách thiết kế chu kỳ cách tử và chu kỳ nhiệm vụ, có thể đạt được 'mở rộng hộp mắt'—mở rộng đồng tử thoát ra từ chỉ vài mm đến hơn 10 mm—cho phép người dùng xem hình ảnh mà không cần căn chỉnh chính xác mắt của họ với một vị trí cụ thể.

Ưu điểm: Khả năng sản xuất hàng loạt vượt xa hai phương pháp còn lại. Điểm mạnh lớn nhất của công nghệ SRG là khả năng tận dụng các quy trình sản xuất chất bán dẫn hoàn thiện.

Kỹ thuật in thạch bản nano (NIL) cho phép sao chép có độ chính xác cao các cấu trúc cách tử tổng thể lên các tấm bán dẫn; một tấm wafer 12 inch có thể mang lại 20 đến 25 ống dẫn sóng.

Goertek Optics đã đạt được công suất sản xuất 25.000 chiếc mỗi tháng (dựa trên các tấm bán dẫn 12 inch), dẫn đến sản lượng hàng năm khoảng 600.000 đến 750.000 ống dẫn sóng. Vào năm 2025, doanh thu toàn cầu từ ống dẫn sóng SRG đạt 245 triệu USD, chiếm 62% thị phần.

Các công ty Trung Quốc đã đẩy chi phí trên mỗi đơn vị xuống dưới 18 USD trong khi tăng tỷ suất lợi nhuận lên 86%.

Các thiết bị AR hàng đầu—chẳng hạn như HoloLens, Magic Leap của Microsoft và các sản phẩm từ các thương hiệu nội địa như RayNeo và Meizu—tất cả đều sử dụng công nghệ SRG.

Một sai sót chết người: bản chất vật lý của 'hiệu ứng cầu vồng'. Vấn đề bị chỉ trích nhiều nhất với SRG là hiệu ứng cầu vồng.

Đây không phải là lỗi sản xuất mà là một đặc tính vật lý cố hữu.

Nhiễu xạ cách tử làm cho ánh sáng có bước sóng khác nhau bị nhiễu xạ ở các góc khác nhau. Khi quan sát thế giới bên ngoài thông qua ống dẫn sóng SRG, các thành phần bước sóng khác nhau của ánh sáng xung quanh bị 'tách' bằng cách tử, tạo ra các viền màu trong trường nhìn. Nó giống như sự phản chiếu giống như cầu vồng nhìn thấy ở mặt sau của đĩa CD - cơ chế vật lý tương tự đang hoạt động.

Một vấn đề khác là rò rỉ ánh sáng.

Cách tử ghép nối ngoài không chỉ hướng ánh sáng hình ảnh về phía mắt người dùng mà còn phân tán một phần ánh sáng ra bên ngoài.

Nếu ai đó nhìn vào kính của bạn từ bên cạnh, họ có thể thấy hình ảnh nhấp nháy—một vấn đề về quyền riêng tư không được chấp nhận trong các tình huống sử dụng trong thế giới thực.

Ngoài ra còn có vấn đề về hiệu suất quang học thấp. Tỷ lệ sử dụng ánh sáng của SRG thường chỉ từ 1%–5%, nghĩa là hơn 95% ánh sáng phát ra từ màn hình vi mô bị lãng phí; điều này trực tiếp làm tăng mức tiêu thụ điện năng và tăng yêu cầu về độ sáng cho Micro-LED.

Những đột phá về công nghệ giai đoạn 2025–2026

Ngành công nghiệp không ngồi yên. Các quy trình khắc đang thay thế kỹ thuật in thạch bản in nano như hướng đi thế hệ tiếp theo cho SRG.

Kỹ thuật in khắc dấu nano sử dụng các chất quang dẫn hữu cơ, giới hạn chiết suất ở khoảng 2,0; ngược lại, quy trình ăn mòn hoạt động trực tiếp trên các vật liệu vô cơ, cho phép chiết suất vượt quá 2,4 và tăng cường hiệu suất quang học về cơ bản.

AAC Technologies hợp tác với Dispelix để ra mắt ống dẫn sóng một lớp, đủ màu—được sản xuất bằng quy trình khắc chất bán dẫn—có trường nhìn 25° (FOV), hiệu suất ánh sáng 1500 nits/lm, độ dày 0,7 mm và trọng lượng chỉ 4 g; nó cung cấp khả năng truyền ánh sáng hơn 90% và ngăn chặn hiện tượng cầu vồng đến mức 'không ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng.'

Trong khi đó, Zhige Technology tuyên bố sẽ ngăn chặn đáng kể hiện tượng cầu vồng trong 95% trường hợp sử dụng và đã nhận được sự đầu tư từ Xiaomi và OPPO.

Tuy nhiên, thành thật mà nói, các tạo tác cầu vồng chỉ có thể bị triệt tiêu chứ không thể loại bỏ được—miễn là cấu trúc cách tử còn tồn tại thì sự phân tán vẫn tiếp tục. Đây là một hạn chế cố hữu của phương pháp SRG (Surface Relief Gration).

Ống dẫn sóng mảng hình học: Đỉnh cao của chất lượng hình ảnh nhưng lại là cơn ác mộng khi sản xuất hàng loạt.

Nguyên tắc: Sử dụng dãy gương bán phản xạ/bán truyền để 'chuyển tiếp' tia sáng.

Các ống dẫn sóng hình học có một cách tiếp cận hoàn toàn khác—hoàn toàn dựa vào quang học hình học mà không liên quan đến nhiễu xạ.

Cấu trúc của nó rất đơn giản: một dãy gương bán phản chiếu nghiêng được gắn bên trong nền thủy tinh. Ánh sáng đi vào ống dẫn sóng thông qua lăng kính ghép đầu vào và truyền qua phản xạ nội toàn phần; Mỗi khi nó gặp một tấm gương bán phản xạ, một phần ánh sáng sẽ bị phản xạ ra khỏi ống dẫn sóng và đi vào mắt người dùng, trong khi phần ánh sáng còn lại tiếp tục truyền sang gương tiếp theo. Nó hoạt động giống như một bộ 'gương chuyển tiếp', 'đổ' ánh sáng ra từng bước.

Vì chúng không phụ thuộc vào nhiễu xạ nên các ống dẫn sóng hình học không có hiện tượng cầu vồng và các vấn đề phân tán, mang lại chất lượng hình ảnh cao nhất trong số ba phương pháp tiếp cận.

Ưu điểm: Chất lượng hình ảnh vượt trội và độ rò rỉ ánh sáng tối thiểu.

Ống dẫn sóng hình học mang lại hiệu quả quang học vượt trội hơn nhiều so với SRG; chúng loại bỏ tổn thất nhiễu xạ và đảm bảo hiệu suất đường quang cao, nhờ đó giảm mức tiêu thụ điện năng của động cơ quang học. Với tỷ lệ rò rỉ ánh sáng chỉ 1%–5%—thấp nhất trong số ba công nghệ—chúng mang lại sự riêng tư tuyệt vời, khiến nội dung hiển thị hầu như vô hình đối với người quan sát đang nhìn kính từ bên cạnh. Họ dẫn đầu về các số liệu như tái tạo màu sắc, độ tương phản và độ phân giải; cho đến nay, ống dẫn sóng hình học của Lumus vẫn có chất lượng hình ảnh vượt trội. Dự kiến ​​sẽ chiếm thị phần toàn cầu khoảng 28% vào năm 2025, họ thống trị các lĩnh vực B2B—chẳng hạn như công nghiệp và quân sự—những lĩnh vực đòi hỏi chất lượng hình ảnh đặc biệt cao.

Lỗ hổng nghiêm trọng: Cơn ác mộng của lớp phủ và liên kết trong sản xuất hàng loạt

Thách thức với ống dẫn sóng hình học nằm ở khâu sản xuất.

Quá trình cốt lõi là chế tạo quang học chính xác: cắt lăng kính thủy tinh, mài, đánh bóng, phủ và dán hoặc liên kết. Mặc dù mỗi bước đều liên quan đến các kỹ thuật quang học truyền thống nhưng yêu cầu về độ chính xác được đẩy đến giới hạn tuyệt đối.

Lớp phủ đại diện cho trở ngại lớn đầu tiên. Mỗi bề mặt bán phản xạ/bán truyền yêu cầu phải kiểm soát chính xác tỷ lệ phản xạ trên truyền (R/T). Hơn nữa, các giá trị R/T này phải khác nhau ở các vị trí khác nhau; vì ánh sáng mất năng lượng khi truyền đi nên các bề mặt xa hơn dọc theo đường đi đòi hỏi độ phản xạ cao hơn để đảm bảo ánh sáng phát ra đồng đều. Độ dày lớp phủ được kiểm soát ở quy mô nanomet và một chất nền thủy tinh có thể có hàng chục lớp phủ.

Liên kết là trở ngại lớn thứ hai.

Liên kết truyền thống dựa vào chất kết dính quang học; tuy nhiên, sự co ngót khi đóng rắn của chất kết dính polyme gây ra sự thay đổi ánh sáng và màu sắc đi lạc, đồng thời chất kết dính quang học có chỉ số khúc xạ cao rất khan hiếm. Liên kết phân tử (liên kết trực tiếp) mang lại kết quả vượt trội nhưng đòi hỏi các điều kiện xử lý cực kỳ nghiêm ngặt—đòi hỏi các bề mặt phẳng nguyên tử, trong đó ngay cả những hạt nhỏ nhất hoặc sự bất thường về địa hình cũng có thể dẫn đến hỏng liên kết.

Kết quả: sản lượng vẫn thấp và chi phí vẫn cao.

Vào năm 2025, hiệu suất sản xuất hàng loạt ống dẫn sóng hình học vẫn thấp hơn đáng kể so với SRG; đây là lý do cơ bản khiến thị phần của họ thấp hơn một nửa so với SRG.

Ai đang ở lại khóa học?

Lumus (Israel) là tiêu chuẩn cho các ống dẫn sóng hình học, dẫn đầu lĩnh vực tấm kính có hệ số khúc xạ cao thông qua quan hệ đối tác với SCHOTT.

Các báo cáo cho thấy các sản phẩm AR năm 2025 của Meta có thể sử dụng cấu hình ống dẫn sóng hình học LCoS plus; nếu đúng thì điều này sẽ đánh dấu một bước đột phá lớn cho ống dẫn sóng hình học trên thị trường tiêu dùng.

Những công ty nội địa chủ chốt của Trung Quốc trong lĩnh vực này bao gồm các công ty như Libaiguangjing và Lingxiweiguang.

Vị trí của các ống dẫn sóng hình học rất giống với vị trí của công nghệ EUV trong các hệ thống in thạch bản: chúng mang lại mức trần hiệu suất cao nhất nhưng cũng có những rào cản cao nhất đối với việc sản xuất hàng loạt.

Nếu khắc phục được các trở ngại trong sản xuất, chúng có thể là giải pháp tối ưu về chất lượng hình ảnh. Tuy nhiên, cho đến lúc đó, chúng chủ yếu vẫn là một lựa chọn cao cấp cho thị trường doanh nghiệp (B2B).

Ống dẫn sóng cách tử ba chiều khối lượng (VHG): Tiết kiệm chi phí nhưng vật liệu lại là nút cổ chai quan trọng

Nguyên lý: 'Viết' cách tử chiết suất bên trong vật liệu

Khái niệm đằng sau VHG về cơ bản khác với SRG.

Trong khi SRG là cách tử giảm bề mặt được hình thành bằng cách khắc vật lý một cấu trúc lên bề mặt thì VHG được tạo ra thông qua tiếp xúc giao thoa chùm tia kép. Quá trình này tạo ra sự biến điệu định kỳ của chiết suất bên trong một vật liệu cảm quang (chẳng hạn như photopolyme)—có hiệu quả là 'ghi' một cách tử vô hình vào bên trong vật liệu.

Bởi vì cách tử tồn tại bên trong phần lớn vật liệu (chứ không phải trên bề mặt), nên nó được gọi là 'hình ba chiều thể tích.'

Cơ chế này cung cấp một số lợi thế vốn có:

1. Hiệu suất nhiễu xạ lý thuyết cao hơn: Độ chọn lọc Bragg của cách tử thể tích cho phép nhiễu xạ ánh sáng hiệu quả ở các bước sóng và góc cụ thể, với hiệu suất nhiễu xạ lý thuyết đạt gần 100%.

2. Không có cấu trúc nổi bề mặt: Điều này giúp loại bỏ các cơ chế phân tán gây ra hiện tượng cầu vồng và tránh các vấn đề ô nhiễm bề mặt.

3. Quy trình sản xuất đơn giản: Nó không yêu cầu in hoặc khắc nano—chỉ cần hệ thống tiếp xúc với nhiễu bằng tia laze—dẫn đến chi phí lý thuyết thấp hơn và công suất sản xuất cao hơn.

4. Rò rỉ ánh sáng tối thiểu: Sản phẩm N25G của Nica Optics có tỷ lệ rò rỉ ánh sáng dưới 1:140.

Ưu điểm: Phù hợp nhất với nhu cầu giảm chi phí và áp dụng đại trà.

Trong số ba con đường, VHG có tiềm năng lớn nhất với chi phí sản xuất thấp.

Không cần thiết bị chế tạo có kích thước nano, lớp phủ chính xác hoặc liên kết phân tử—chỉ cần một hệ thống tiếp xúc với nhiễu laser.

Vào tháng 6 năm 2026, Nika Optics đã ra mắt dây chuyền sản xuất tự động đầu tiên trên thế giới dành cho ống dẫn sóng quang ba chiều thể tích ở Thiên Tân, có khả năng sản xuất một triệu chiếc mỗi năm; tổng công suất hàng năm tại các cơ sở ở Thiên Tân và Quảng Châu đạt 1,3 triệu chiếc.

Vào năm 2025, VHG (Volume Holographic Gration) nắm giữ khoảng 10% thị phần toàn cầu nhưng lại có tốc độ tăng trưởng nhanh nhất.

Kính AR99 của XINGYIZHINENG có ống dẫn sóng hình ba chiều khối lượng của Nika Optics, với bộ sản phẩm hoàn chỉnh có giá thấp nhất là 999 RMB—một mức giá đã gây chấn động khắp ngành.

Một sai lầm chết người: “Tam giác bất khả thi” của vật liệu

Gót chân Achilles của VHG nằm ở chất liệu của nó.

Vật liệu photopolymer phải đồng thời đáp ứng ba tiêu chí: điều chế chỉ số khúc xạ cao (Δn), độ ổn định môi trường lâu dài (khả năng chống lão hóa, nhiệt độ và độ ẩm) và độ chính xác chế tạo cao. Ba tiêu chí này vốn mâu thuẫn nhau, tạo thành một “tam giác bất khả thi”:

1. Việc tăng Δn thường đòi hỏi phải kết hợp các hạt nano vô cơ có hệ số khúc xạ cao, làm ảnh hưởng đến độ trong suốt và độ ổn định của vật liệu;

2. Tăng cường độ ổn định đòi hỏi phải liên kết ngang và xử lý, điều này hạn chế phản ứng của các nhóm cảm quang và giảm Δn;

3. Việc kiểm soát chính xác cấu hình chỉ số khúc xạ đòi hỏi băng thông phơi sáng cực kỳ hẹp và kiểm soát môi trường nghiêm ngặt, khiến việc đảm bảo tính nhất quán trong sản xuất hàng loạt trở nên cực kỳ khó khăn.

Do đó, VHG thường cung cấp trường nhìn (FOV) chỉ 30°–40°, đồng thời độ đồng nhất màu sắc và độ bao phủ gam màu của chúng đối với màn hình đủ màu vẫn tụt hậu so với SRG và ống dẫn sóng hình học.

Hơn nữa, vấn đề lão hóa trong vật liệu cảm quang vẫn chưa được giải quyết một cách cơ bản. Hiệu suất của ống dẫn sóng sẽ suy giảm sau một vài năm? Hiện tại không có đủ dữ liệu thực địa dài hạn để trả lời câu hỏi này.

Ngoài ra còn có một hạn chế ở cấp độ chuỗi cung ứng: các hệ thống tiếp xúc với nhiễu laser có độ chính xác cao thiếu các phiên bản được sản xuất hàng loạt, tiêu chuẩn hóa. Do đó, mỗi công ty phải phát triển các giải pháp tùy chỉnh của riêng mình, một quy trình được đặc trưng bởi chu kỳ phát triển dài và chi phí đầu tư cao.

Ai đang đặt cược?

Các công ty toàn cầu bao gồm Sony, DigiLens (Mỹ) và Akonia (được Apple mua lại vào năm 2018).

Các đại diện trong nước bao gồm Nika Optics, Sanji Optoelectronics, Crystal-Optech và Gudong Technology.

Bản thân việc mua lại Akonia của Apple đã báo hiệu một đánh giá quan trọng: hình ảnh ba chiều khối lượng có thể là con đường cuối cùng cho AR cấp độ người tiêu dùng, mặc dù những đột phá trong khoa học vật liệu là điều kiện tiên quyết.

Cacbua silic: Con đường thứ tư? Một 'Đòn tấn công giảm kích thước' ở cấp độ vật chất

Sau một thập kỷ tranh luận về ba cách tiếp cận cạnh tranh nhau, Meta đã tung ra một quả bom tấn vào năm 2024 với ống dẫn sóng quang học Orion: silicon Carbide (SiC).

Đây không phải là con đường kỹ thuật thứ tư; đúng hơn, nó đại diện cho một 'cuộc tấn công theo chiều' ở cấp độ vật chất đối với ba tuyến đường đầu tiên.

Tại sao cacbua silic là nhân tố thay đổi cuộc chơi

Trường quan sát tối đa (FOV) của ống dẫn sóng quang được xác định bởi chiết suất của vật liệu nền: FOVmax∝arcsin⁡(nguide−nair)

Chiết suất của thủy tinh thông thường là khoảng 1,5–1,7, trong khi thủy tinh có chiết suất cao được sử dụng cho SRG nằm trong khoảng từ 1,9 đến 2,0. Điều này trực tiếp giới hạn trường nhìn tối đa (FOV) đối với ống dẫn sóng một lớp—FOV 52° của HoloLens 2 đã gần đạt đến giới hạn vật lý của vật liệu thủy tinh.

Cacbua silic có chỉ số khúc xạ cao 2,65–3,2, cho phép trường nhìn (FOV) 70°–80° chỉ với ống dẫn sóng một lớp—loại bỏ nhu cầu xếp chồng nhiều lớp.

Quan trọng hơn nữa, các đặc tính phân tán của cacbua silic cho phép thời gian cách tử được tối ưu hóa đến 262 nm, loại bỏ vật lý các tạo tác cầu vồng—không chỉ triệt tiêu chúng mà còn loại bỏ chúng hoàn toàn.

Sau đó là khả năng tản nhiệt: cacbua silic có độ dẫn nhiệt khoảng 490 W/m·K—gấp gần 500 lần so với thủy tinh. Nhiệt do động cơ quang sinh ra có thể được truyền trực tiếp qua ống kính, loại bỏ nhu cầu về cấu trúc tản nhiệt chuyên dụng và giảm trọng lượng hơn nữa.

Bằng cách sử dụng ống dẫn sóng silicon cacbua, Meta Orion đạt được trường nhìn 70° (FOV) và trọng lượng dưới 100 gam, trong khi vẫn duy trì được hình thức tương tự như kính mắt thông thường—những tính năng mà ống dẫn sóng thủy tinh không thể sánh được.

Tuy nhiên, chi phí là một nhược điểm lớn.

Giá thành của mỗi thấu kính cacbua silic hiện lên tới hàng nghìn nhân dân tệ, vượt xa chi phí của ống dẫn sóng thủy tinh. Các giám đốc điều hành của Meta cũng thừa nhận rằng một phần đáng kể chi phí sản xuất của Orion là do thấu kính cacbua silic.

Cacbua silic có độ cứng cực cao (9,25 trên thang Mohs, chỉ đứng sau kim cương), khiến nó đặc biệt khó xử lý. Hơn nữa, khả năng sản xuất chất nền cacbua silic cấp quang học, kích thước lớn vẫn còn hạn chế.

Các công ty nội địa Trung Quốc hoạt động trong lĩnh vực này bao gồm Sanan Optoelectronics, TankeBlue Semiconductor, Tianke Heda và Guotan Semiconductor. Đến năm 2025, Guotan Semiconductor đã phát triển thành công các tinh thể đơn cacbua silic có độ tinh khiết cao 12 inch và hoàn thành xác thực hàng loạt nhỏ với nhiều khách hàng AR. Goertek Optics cũng đã ra mắt F50Se, mô-đun hiển thị ống dẫn sóng quang học đủ màu sử dụng công nghệ khắc cacbua silic.

Bản chất của phương pháp cacbua silic nằm ở việc đánh đổi chi phí vật liệu cao hơn để đạt được bước nhảy vọt về hiệu suất trong thế hệ.

Quá trình chuyển đổi sang thị trường tiêu dùng của nó phụ thuộc vào tốc độ giảm chi phí của chất nền cacbua silic cỡ lớn—một cơ hội được dự đoán một cách lạc quan cho giai đoạn 2027–2028.

Bối cảnh ngành: Ai đang đặt cược vào cái gì

Bối cảnh ngành tính đến giữa năm 2026 đã dần trở nên rõ ràng:

Một số tín hiệu ngành đáng chú ý:

1. Các hệ thống sản xuất đang bắt đầu hội tụ.

Sau năm 2026, cạnh tranh trong ngành sẽ chuyển từ 'ai có thể sản xuất sản phẩm' sang 'ai có thể đảm bảo giao hàng ổn định.' Năng lực sản xuất hiệu quả trong nước đối với SRG (Lưới giảm bề mặt) ở mức xấp xỉ 6–8 triệu chiếc mỗi năm, tuy nhiên nhu cầu vượt quá 10 triệu chiếc mỗi năm, dẫn đến khoảng cách cung cấp vài triệu đơn vị đối với ống dẫn sóng chất lượng cao.

2. Sự hợp tác giữa gã khổng lồ quang học và gã khổng lồ thiết bị bán dẫn.

Vào tháng 6 năm 2026, EssilorLuxottica và Ứng dụng Vật liệu đã công bố nỗ lực chung nhằm phát triển hệ thống quang học AR thế hệ tiếp theo cho kính thông minh; mối quan hệ hợp tác này—kết hợp một nhà sản xuất ống kính truyền thống với một nhà cung cấp thiết bị bán dẫn—báo hiệu sự thay đổi trong hoạt động sản xuất quang học AR từ 'quy trình ở quy mô phòng thí nghiệm' sang 'sản xuất cấp bán dẫn'.'

3. Goertek mua lại Sunny O-Lye.

Đầu năm 2026, Goertek Optics và Sunny Optical đã hoàn thành giao dịch hoán đổi cổ phiếu trị giá khoảng 1,9 tỷ RMB, tích hợp các năng lực toàn chuỗi từ thiết kế đến sản xuất. Hợp nhất ngành đang tăng tốc.

Phán quyết cuối cùng: Ai sẽ là người cười cuối cùng

Đánh giá của chúng tôi là mặc dù sẽ không có người chiến thắng duy nhất trong ngắn hạn nhưng bối cảnh trong trung hạn đã hình thành.

Ngắn hạn (2026–2027): SRG chiếm ưu thế; VHG khởi đầu thuận lợi trên thị trường đại chúng.

Tận dụng các quy trình in và khắc nano hoàn thiện, tỷ lệ hiệu suất 86% và chi phí mỗi đơn vị dưới 18 USD, SRG sẽ vẫn là giải pháp chủ đạo cho AR của người tiêu dùng trong 1–2 năm tới.

Các hiện tượng cầu vồng bị giảm xuống mức 'chấp nhận được' và Trường nhìn (FOV) 25°–50° bao phủ hầu hết các trường hợp sử dụng của người tiêu dùng.

VHG đang nhanh chóng thâm nhập thị trường đại chúng (cụ thể là mức giá 999 RMB cho kính AR) và lĩnh vực AR-HUD ô tô, nhờ lợi thế về chi phí.

Sự ra mắt dây chuyền sản xuất quy mô hàng triệu chiếc của Nika Optics đóng vai trò là một tín hiệu quan trọng.

Tuy nhiên, những hạn chế liên quan đến FOV và khả năng hiển thị đủ màu vẫn khó giải quyết cơ bản trong thời gian ngắn.

Ống dẫn sóng hình học sẽ duy trì vị trí cao cấp của chúng trong thị trường doanh nghiệp (B-to-B) trong khi chờ xác nhận từ các sản phẩm cấp tiêu dùng do các nhà lãnh đạo ngành như Meta tung ra.

Trung hạn (2028–2030): Cacbua silic định hình lại cảnh quan.

Nếu chi phí của chất nền cacbua silic (SiC) định dạng lớn giảm xuống mức chấp nhận được (dự kiến ​​mất 2–3 năm), ống dẫn sóng SiC sẽ đồng thời giải quyết 'hiệu ứng cầu vồng' liên quan đến Lưới giảm bề mặt (SRG) và giới hạn Trường nhìn (FOV) của ống dẫn sóng hình học, nổi lên như một 'giải pháp thay đổi trò chơi' cho AR cấp độ người tiêu dùng.

Vào thời điểm đó, trọng tâm của cuộc cạnh tranh sẽ chuyển từ 'quy trình chế tạo lưới' sang 'nền tảng vật liệu'—bất kỳ ai nắm vững cacbua silic cấp quang học, định dạng lớn, chi phí thấp sẽ nắm giữ chìa khóa cho tương lai của quang học AR.

Triển vọng dài hạn

Cuối cùng, sự cạnh tranh giữa các ống dẫn sóng quang AR không phải là một trò chơi có tổng bằng 0 giữa ba tuyến đường riêng biệt, mà là một cuộc chạy đua giữa hai con đường tiến hóa:

Đường dẫn 1: Tối đa hóa độ chính xác trong sản xuất.

Thông qua việc lặp lại liên tục các quy trình ăn mòn, vật liệu có chiết suất cao và công nghệ phủ, SRG và các ống dẫn sóng hình học đang tiến đến các giới hạn vật lý trong các hệ thống vật liệu hiện có.

Con đường 2: Cách mạng vật chất.

Các vật liệu mới như cacbua silic đang thay đổi cuộc chơi một cách căn bản bằng cách vượt qua các nút thắt trong quy trình hiện có và tạo ra bước nhảy vọt về hiệu suất theo thế hệ.

Tuy nhiên, VHG có thể đi theo con đường thứ ba: một khi vật liệu cảm quang vượt qua 'tam giác không thể', lợi thế về chi phí của phương pháp chụp ảnh ba chiều khối lượng có thể khiến nó trở thành giải pháp tối ưu cho thị trường tiêu dùng. Việc Apple mua lại Akonia thể hiện sự đặt cược chiến lược vào chính hướng đi này.

Ba cách tiếp cận về cơ bản giải quyết cùng một câu hỏi từ ba khía cạnh khác nhau: hiệu suất, chi phí và tính khả thi. SRG giành chiến thắng nhờ tính khả thi, ống dẫn sóng hình học vượt trội về hiệu suất và VHG mang lại tiềm năng chi phí lớn nhất, trong khi cacbua silic cố gắng giành chiến thắng trên cả ba mặt trận.

Ai sẽ là người cười cuối cùng?

Nó không phải là về bất kỳ lộ trình cụ thể nào mà là về việc trở thành người đầu tiên mở khóa đồng thời bộ ba 'hiệu suất cao + chi phí thấp + khả năng sản xuất hàng loạt'.

Cuộc đua này chỉ mới bắt đầu.

Nguồn:senduzhuiguang