深度报告-20250425-东吴证券-碳化硅SiC行业深度_打开AR眼镜新应用场景_半绝缘型碳化硅衬底片放量在即_47页_2mb

碳化硅SiC行业深度分析总结

核心内容

AR眼镜作为AI应用的完美载体，具备将虚拟信息与现实世界融合的能力。2024年全球AR眼镜出货量达到55.3万副，同比增长7.8%，其中中国厂商占据近八成市场。预计到2028年，全球AR眼镜出货量有望突破295万副，未来市场增长潜力巨大。

主要观点

• 光学显示系统为核心：光学显示系统由光学组合器和微显示屏组成，是AR眼镜价值量最大的部件，约占成本的40%以上。其中，表面浮雕光栅波导（SRG）是当前主流方案，具有较高的光学性能和量产潜力。
• 碳化硅材料优势显著：碳化硅具有高折射率（>2.6）、高热导率（约490 W/m·K）和高硬度等特性，成为AR眼镜镜片的理想材料。其可实现80度以上的视场角（FOV），并有效解决光波导中的彩虹纹和色散问题。
• 刻蚀工艺提升良率与性能：配合碳化硅材料，刻蚀工艺可实现高精度微纳米级光栅加工，相比纳米压印工艺，具有更高的可靠性、良率和设计自由度，是实现光波导批量生产的关键技术。
• 12寸衬底是未来降本方向：大尺寸衬底可降低切削损耗，提升材料利用率，从而降低镜片成本。预计当AR眼镜出货量达1亿台时，12寸碳化硅衬底需求量将达1000万片以上，成为消费级AR眼镜量产的重要支撑。
• 技术突破推动产业化：随着科技巨头（如Meta、雷鸟、小米等）陆续推出搭载碳化硅波导的AR眼镜，行业进入加速发展期。其中，雷鸟X3Pro预计于2025年第二季度成为全球首个批量出货的碳化硅AR眼镜。

关键信息

AR眼镜技术发展

• AR眼镜通过光学显示系统实现虚拟与现实的融合，核心在于光学组合器。
• 光学组合器主要分为自由空间反射结构（如自由曲面、BirdBath）和光波导结构（如几何反射波导、表面浮雕光栅波导、全息光栅波导）。
• 表面浮雕光栅波导（SRG） 是目前最适合量产的方案，具有二维扩瞳能力，可提升佩戴舒适度与视觉体验。

碳化硅材料特性

• 高折射率：提升FOV，减少镜片层数，实现轻薄化设计。
• 高热导性：提升散热性能，支持高亮度显示和长时间运行。
• 高硬度与化学稳定性：支持刻蚀工艺，提升良率与工艺兼容性。

光波导制造工艺

• 纳米压印工艺：存在加工误差、良率低、成本高等问题。
• 刻蚀工艺：通过深紫外光等非接触方式，实现高精度光栅结构，更适合碳化硅材料，提升光波导性能。
• SRG+SiC：结合刻蚀工艺，是未来AR眼镜实现量产与性能优化的关键路径。

半绝缘型碳化硅衬底

• 半绝缘型碳化硅：用于AR眼镜镜片制造，具有极低自由载流子浓度和宽光谱透明性，适合光学应用。
• 12寸衬底：是未来重点突破方向，可大幅降低单位镜片成本，提升产能。
• 制造流程：包括晶体生长（HTCVD）、切片、研磨抛光、清洗等，其中晶体生长和切削抛光是关键瓶颈。

产业化与市场前景

• 国内厂商布局：晶盛机电、天岳先进等企业在12寸衬底研发与量产方面取得进展，有望推动碳化硅在AR眼镜中的广泛应用。
• 市场空间测算：若AR眼镜出货量达1亿台，12寸碳化硅衬底需求量将达1176万片，对应市场空间约823.53亿元。
• 成本下降趋势：随着12寸衬底量产工艺的成熟，8寸和12寸衬底价格有望逐步下降，推动AR眼镜进入大众市场。

投资建议

• 重点推荐企业：晶盛机电、天岳先进，两家公司在碳化硅衬底研发和量产方面具备较强实力，未来有望受益于AR眼镜市场增长。
• 技术与市场协同：随着AR眼镜产业化加速，碳化硅材料与工艺将逐步成熟，带动相关企业价值提升。

风险提示

• 下游需求不及预期：AR眼镜市场增长速度可能低于预期，影响碳化硅衬底需求。
• 技术研发不及预期：刻蚀工艺、大尺寸衬底制造等技术突破可能受阻，影响量产进程。