多家AR头部企业开始将目光投向碳化硅光波导。
2024年，Meta发布了碳化硅光波导概念产品Meta Orion，这款产品可提供70°视场角，达到了目前光波导方案的最大视场角，同时能将彩虹纹等杂散光影响降至最低。Meta在文章中表示：材料的折射率越高，其光学扩展量就越高，意味着可以获得更大的视野。碳化硅镜片有助于优化轻量级眼镜的整体性能和功耗。
2月22日，天科合达宣布与慕德微纳共同出资成立合资公司，旨在AR衍射光波导镜片技术研发与市场推广方面展开深度合作，共同推动AR行业的技术创新与应用落地。
2月27日，龙旗科技、晶盛机电、XREAL与鲲游光电正式签署《AI/AR 产业链战略合作协议》，晶盛机电是碳化硅生产设备领域的领先企业，子公司浙江晶瑞可实现碳化硅从长晶到加工的全链条设备、工艺。
3月，广纳四维宣布完成新一轮数千万元融资，本轮融资资金将重点投向科研团队扩建及碳化硅波导刻蚀量产工艺的优化，加速实现AR光学模组的消费级量产。
什么是碳化硅？
碳化硅（SiC）是一种由硅（Si）和碳（C）通过共价键结合而成的无机化合物，化学式为SiC。碳化硅的莫氏硬度达9.5级，仅次于金刚石，抗拉强度超过钢铁5倍。其导热性能优异（490W/m·K），且能承受高达2700℃的高温环境。
作为第三代半导体材料，碳化硅具有宽禁带特性（3.3eV），支持1200V以上高压高频应用，显著降低功率损耗。
碳化硅晶圆分为导电性和半绝缘型。导电型为淡绿色，半绝缘型为透明色，用在AR镜片的即为高纯半绝缘型碳化硅镜片。
图 左：导电型；右：半绝缘型 来源：山东天岳
半绝缘型碳化硅镜片可以提升AR眼镜的光学性能、实现设备轻量化和形态突破，还能提升散热效率。
采用表面浮雕光栅（SRG）波导技术的碳化硅镜片，理论上单层镜片可实现80°以上全彩视场角，相比玻璃镜片需叠加3层才能达到40°，碳化硅镜片可以大幅减轻设备重量并扩大视野，使AR眼镜整体重量突破20g临界点，接近普通眼镜形态。
而采用碳化硅衬底的Micro LED显示技术，可将模组体积压缩40%，亮度效率提升2.3倍，提升AR眼镜显示效果。
高热导率结合低应力切割工艺，能极大改善光波导镜片的“彩虹纹”问题；配合波导片集成散热设计，可降低光机系统工作温度，改善散热问题。
半绝缘型碳化硅镜片加工过程
首先需要经过长晶工序得到碳化硅晶体，然后经过切割、研磨、抛光、清洗等工序加工形成单晶薄片。在半导体领域，这种单晶薄片被称之为碳化硅衬底。
在抛光过程中，目前常用的工艺难以满足碳化硅镜片高平整度和高光洁度的要求，因此还需要经过外延生长在碳化硅晶圆上沉积一层单晶材料，来提高碳化硅镜片的表面质量和光学性能。这一步对于确保AR镜片的高透过率和面形精度至关重要。
碳化硅外延片可加工为碳化硅光波导镜片。
以上加工过程中，长晶、切割研磨抛光、外延都是高价值和高难度环节。
据市场调研披露，一片6英寸碳化硅衬底可供2副眼镜，一片8英寸晶圆可以做成3-4副眼镜，一片12英寸晶圆大约可以做成8-9副眼镜。
目前半绝缘型碳化硅衬底以4-6英寸为主，部分企业在8英寸衬底生产工艺上有突破，产能良率还待拉升。
所以单片碳化硅镜片成本较高。
高纯半绝缘型碳化硅镜片国内外主要生产厂家有：Wolfspeed、罗姆、意法半导体、高意、SK Siltron、山东天岳、天科合达、烁科晶体、河北同光、芯联集成等。
来源：艾邦VR产业资讯
