AI如何映照現實生活？

2022年11月，OpenAI公司發布了ChatGPT，AI的魅力首次以具象化的形式走入我們的生活。2024年，Deepseek橫空出世，這款開源模型憑借創新的設計大幅降低了訓練成本，引爆全球輿論。

縱觀歷史，技術的革命性突破往往需要一個最佳載體。正如電信號遇上了電報機、模擬信號遇上了大哥大、3G網絡遇上了智能手機一樣，AI也需要一個理想的載體來徹底改變我們的生活。

為什么是AR眼鏡？

在當今的科技潮流中，許多人認為AR眼鏡將成為AI技術的最佳載體。AR眼鏡結合了實時感知、交互性和可穿戴性，能夠將AI的能力無縫融入用戶的日常生活。

AR眼鏡配備了攝像頭、傳感器和麥克風，能夠實時捕捉用戶的視覺、聽覺和環境數據。這些數據為AI提供了豐富的輸入來源，使其能夠分析周圍環境、理解用戶行為，并通過增強現實（AR）的方式實時的反饋和建議。

更重要的是，AR眼鏡作為一種可穿戴設備，能夠隨時隨地陪伴用戶。這種便攜性使得AI的能力可以無縫融入日常生活。用戶無需掏出手機或電腦，就能通過AR眼鏡獲取AI提供的服務。AR眼鏡可以全天佩戴，為用戶提供持續的智能支持。這種可穿戴性讓AI的應用場景更加廣泛，從工作到娛樂，從學習到社交，幾乎覆蓋了所有領域。

此外，AR眼鏡可以持續收集用戶和環境數據，這些數據為AI提供了豐富的訓練素材，AI可以不斷優化算法，提供更加精準和個性化的服務。AI可以分析用戶的行為習慣，優化推薦內容；可以學習不同環境下的用戶需求，提供更貼合場景的服務。這種數據驅動的優化讓AI的能力不斷提升，形成良性循環。

AR眼鏡早已出現在人類的幻想中，例如著名漫畫《龍珠》里的名場面，正是AR眼鏡應用的典型場景。

漫畫《龍珠》中AR眼鏡的使用想象圖

（圖片源自網絡）

為什么是衍射光波導？

AR眼鏡并不是新產品，其概念早在20世紀中期就被提出。1990年，波音公司開發了用于飛機裝配的AR系統，幫助技術人員通過頭戴設備查看虛擬指示，這是AR技術在工業領域的早期應用。2012年，Google推出了第一款面向消費者的AR眼鏡——Google Glass。它能夠顯示通知、導航信息和實時翻譯等內容，但由于隱私問題和功能限制，市場反響平平。

谷歌公司2012年發布的Google Glass

（圖片源自網絡）

AR眼鏡發展不盡如人意的核心在于用戶體驗不佳。用戶期望的是像科幻電影、動畫中那樣高科技、便捷、無門檻的使用體驗。然而，無論是Google Glass最初的棱鏡方案，還是后來的自由曲面方案、Birdbath方案，都是通過復雜的鏡面反射實現AR畫面投影，存在視場不足、透光性差、鏡片厚重等問題。

衍射光波導技術帶來了顛覆性的變化。衍射光波導技術可以將光學系統做得非常薄，使AR眼鏡設計更加輕便和時尚，接近普通眼鏡的外觀。通過優化衍射光柵的設計，光波導可以實現較大的視場角，讓用戶看到更廣闊的虛擬畫面。

Digilens公司的衍射光波導原理示意圖

（圖片源自網絡）

同時，光波導對真實世界的光線具有高透光率（通常>80%），用戶在觀看虛擬圖像的同時，能夠清晰地看到周圍環境，避免視覺遮擋。光波導還可以實現高分辨率、低畸變的圖像顯示，提供清晰的虛擬內容。此外，光波導技術提供較大的眼動范圍，即用戶在一定范圍內移動眼睛時，仍然能夠看到完整的虛擬圖像。光波導還能降低顯示器的功耗，延長AR眼鏡的續航時間。這些實打實的體驗提升為AR眼鏡帶來了顛覆性的用戶體驗。

為什么是碳化硅？

衍射光波導最初設計制作在玻璃鏡片上，但玻璃材料在鏡片重量、加工難度、彩虹效應、視場角、散熱性能以及硬度與耐磨性等方面存在諸多不足，限制了其在AR眼鏡上的應用。無色透明的碳化硅半導體材料因其高折射率、高硬度和優異的導熱性能而被視為制作AR鏡片的理想材料，成為了下一代衍射光波導鏡片的不二選擇。

AR眼鏡專用碳化硅襯底片

碳化硅材料的優異特性為衍射光波導鏡片帶來了多方面的性能提升：

1. 1.    高折射率

碳化硅的折射率（約為2.6-2.7）遠高于傳統光學材料（如玻璃的折射率約為1.5）。高折射率使得碳化硅在衍射光波導中能夠更有效地約束光線，減少光能損失，提升顯示亮度。并且得益于碳化硅的高折射率，碳化硅鏡片可以有效解決玻璃鏡片面臨的彩虹效應（彩虹紋）的問題，同時實現更寬廣的視場角（FOV），提供更沉浸式的用戶體驗，這對于增強現實應用的交互性和沉浸感至關重要。

1. 2.    高熱導率

碳化硅的熱導率（約為120-200W/m·K）遠高于玻璃和其他光學材料。這一特性使得衍射光波導鏡片能夠快速傳導和分散熱量，避免因溫度升高導致的光學性能下降，并提升用戶佩戴的舒適性。

1. 3.    輕量化

盡管碳化硅的密度（約為3.21g/cm3）略高于玻璃，但其高折射率和機械性能使得鏡片可以做得更薄，鏡片系統更簡單，從而實現整體輕量化。這對于AR眼鏡等可穿戴設備尤為重要。

多年以前，碳化硅材料價格昂貴，生產難度大，根本不可能用于制作AR眼鏡鏡片這類消費電子產品。但隨著中國廠家的技術突破和產能攀升，碳化硅材料在功率半導體領域已經開始了大規模使用，整體價格也愈發親民。應用于光波導鏡片的碳化硅生產工藝也愈發成熟。相信隨著技術的不斷進步和成本的降低，碳化硅材料一定會在AR眼鏡領域實現更廣泛的應用。

為什么是天科合達？

北京天科合達半導體股份有限公司成立于2006年9月，是國內首家專業從事碳化硅晶片研發、生產和銷售的企業。公司技術來源于中科院物理所，通過20年的自主研發積累和艱苦創業，已成為國內最具影響力的碳化硅優質襯底供應商。根據著名咨詢機構Yole的數據，天科合達在2023年成為全球第二大導電型碳化硅襯底供應商。

天科合達在碳化硅材料領域積累了極為豐富的經驗，尤其是在碳化硅晶片的尺寸擴大、質量管控、成本優化等關鍵維度。正是依托于在半導體應用碳化硅襯底上積累的豐富經驗，天科合達得以針對AR眼鏡的需求，迅速研發出滿足AR眼鏡所需的碳化硅襯底，以滿足日益增長的AR眼鏡光波導鏡片的需求。

天科合達將堅持以“大尺寸、高質量、低成本”為目標，在AR眼鏡專用碳化硅襯底產品上銳意突破，圍繞下游客戶和終端消費者需求，持續探索碳化硅降本增效路徑，不斷挖掘碳化硅材料的可能性，推進新一代應用碳化硅技術的AR眼鏡的發展。

“AI+AR”正當時，百舸爭流，勇立潮頭

在2024年第四季度員工大會上，Meta CEO馬克·扎克伯格首次揭曉了一個振奮人心的數據：Meta與雷朋聯名發布的智能眼鏡年銷量突破100萬副。這個數字不僅標志著Meta在可穿戴設備市場取得重大突破，更預示著智能眼鏡可能成為繼智能手機之后的下一個重要計算平臺。

2024年9月，Meta發布了首款全息AR眼鏡Orion，由全球頂尖人才團隊花費十年打造，自重僅100克，擁有70度寬闊視野，應用碳化硅光波導鏡片。結合全息影像顯示和個性化AI助手，支持眼球和手勢追蹤。除語音控制外，還能通過革命性的神經腕帶直接“讀懂”你的思想，讓你沉浸在物理與數字世界的無縫互聯中，隨時隨地辦公、娛樂和交流。

Meta發布的應用碳化硅光波導的AR眼鏡Orion

（圖片源自網絡）

在2025年1月舉辦的美國拉斯維加斯CES展會上，Rokid、雷鳥等品牌也紛紛推出了自己的AR眼鏡產品。

人們討論了太久“手機之后下一代智能平臺是什么”，而自從AR、VR眼鏡誕生，智能眼鏡就一直備受期待。但此前各款產品的外形、能力和場景都讓人無法相信它就是下一代人手一個的智能設備。

然而，隨著碳化硅等新材料、Micro-LED和衍射光波導等顯示技術的突破、以及AR和AI技術的融合應用，未來的智能平臺載體正逐漸顯現輪廓。隨著技術的繼續發展，或許有一天AR眼鏡會像智能手機一樣普及，成為人們工作、學習、生活中不可或缺的必備單品。

天科合達全體同仁將致力于開發并供應最適合AR眼鏡產業的碳化硅產品，愿為“AI+AR”產品改變人類社會的形態貢獻自己的力量，讓我們靜待風起吧！

科技探索永不止步，關于AR眼鏡的未來，相信大家都有自己的思考。現在，誠邀您參與話題討論！在評論區留言分享 “若AR眼鏡全面普及，您最期待它在哪個生活場景帶來顛覆性改變？” 點贊數最高的前5位，將分別獲得我們精心準備的小禮品一份，快來暢所欲言吧！

原文始發于微信公眾號（天科合達）：AR眼鏡風頭勁，天科合達助力碳化硅材料新突破