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行业深度总结

核心内容

• AR眼镜作为AI应用的完美载体，能够实现虚拟信息与现实世界的融合，具备广阔的发展前景。
• 光学显示系统是AR眼镜的核心，其中**表面浮雕光栅波导（SRG）**成为主流技术路线，具有量产成本可控、工艺成熟、光学性能优秀等优势。
• 碳化硅（SiC）材料因其高折射率（>2.6）和高热导率（约490 W/m·K）成为AR镜片的理想基底材料，有助于提升FOV、解决彩虹纹问题，并实现轻薄化设计和良好的散热性能。
• 12寸半绝缘型碳化硅衬底片是未来AR眼镜实现降本和量产的关键，有望带动AR眼镜进入大众消费市场。

主要观点

• 光学显示系统是AR眼镜的核心，其中光波导技术是实现虚拟与现实融合的关键。
• **表面浮雕光栅波导（SRG）**相较于其他光波导方案（如几何反射波导和全息体光栅波导）在制造工艺、成本控制和量产能力方面更具优势，成为当前最现实的量产方案。
• 碳化硅材料的引入能够有效提升AR眼镜的性能，包括更大的FOV、更优的光学效率和更好的散热能力，从而提升用户体验和产品可靠性。
• 半绝缘型碳化硅衬底片是AR眼镜镜片制造的首选材料，但其大规模量产仍面临工艺和成本的挑战，尤其是12寸衬底片的良率和产能提升。
• 12寸衬底片相比8寸衬底片能够显著降低单位镜片成本，是未来实现AR眼镜规模化生产的突破口。

关键信息

AR眼镜市场概况

• 2024年全球AR眼镜出货量达到55.3万副，同比增长7.8%。
• 中国厂商占据全球市场近80%份额，成为AR眼镜主要推动者。
• 预计到2028年，全球AR眼镜出货量有望突破295万副，市场持续增长。

光波导技术路线对比

碳化硅材料优势

• 高折射率：提升FOV，单层SiC镜片即可实现80度以上FOV。
• 高热导率：提升散热性能，支持高亮度显示和长时间稳定运行。
• 高硬度与热稳定性：支持刻蚀工艺，提升产能和良率。
• 材料性能对比：

  参数	碳化硅	树脂	玻璃
  折射率	2.6-2.8	1.5-1.7	1.6-1.9
  热导率	490 W/m·K	0.2 W/m·K	1 W/m·K
  色散	强	中	弱
  透光率	>85%	>90%	>92%
  加工难度	高	低	中
  成本	高	低	中

刻蚀工艺与纳米压印工艺对比

12寸衬底片的重要性

• 12寸衬底片可降低材料成本，提升产能。
• 12寸SiC衬底片每片可切削10副镜片，单副镜片成本约1000元。
• 若AR眼镜出货量达1亿台，12寸SiC衬底片需求量约1000万片。

半绝缘型SiC衬底片制造流程

1. 晶体生长：采用高温化学气相沉积法（HTCVD）。
2. 晶锭加工与切片：使用金刚石多线切割机，切片厚度需控制在0.35mm以下。
3. 研磨抛光：通过化学机械抛光（CMP）实现超光滑表面。
4. 清洗：去除表面杂质和缺陷，确保光学性能。

衬底片制造难点

• 晶体生长：长晶速率慢、温度控制难度大、杂质分布不均。
• 切削与抛光：易产生裂纹、翘曲、减薄困难。
• 12寸衬底片：良率和产能提升是关键。

企业布局与投资建议

• 重点推荐企业：晶盛机电、天岳先进。
• 合作进展：晶盛机电与XREAL、鲲游光电等达成战略合作，推进AR眼镜用SiC衬底量产。
• 产能情况：截至2024年底，国内SiC衬底年产能约153.6万片，主要为6寸导电型衬底。
• 未来规划：天岳、晶盛等企业已布局12寸衬底片产能，预计2025年底完成样品试制，2026年进行小批量测试，2027年实现AR眼镜产业化。

风险提示

• 下游需求不及预期：AR眼镜市场增长可能不及预期，影响SiC衬底需求。
• 技术研发不及预期：刻蚀工艺和SiC材料的量产技术仍需突破，可能影响成本下降进度。

结论

碳化硅材料在AR眼镜中的应用正在加速推进，尤其是表面浮雕光栅波导与刻蚀工艺的结合，为AR眼镜的轻薄化、高亮度和大FOV提供了技术支撑。随着12寸半绝缘型SiC衬底片的量产突破，AR眼镜有望进入大众消费市场，带动SiC衬底片需求快速增长。