《碳化硅SiC行業深度：打開AR眼鏡新應用場景半絕緣型碳化硅襯底片放量在即-250425（47頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《碳化硅SiC行業深度：打開AR眼鏡新應用場景半絕緣型碳化硅襯底片放量在即-250425（47頁）.pdf（47頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、碳化硅碳化硅SiC行業深度：行業深度：打開打開AR眼鏡新應用場景，眼鏡新應用場景，半絕緣型碳化硅襯底片放量在即半絕緣型碳化硅襯底片放量在即證券研究報告請務必閱讀正文之后的免責聲明部分證券分析師：周爾雙執業證書編號：S0600515110002聯系郵箱：證券分析師：李文意執業證書編號：S0600122080043聯系郵箱：2025年4月25日投資建議投資建議AR眼鏡是眼鏡是AI應用的完美載體，可以結合虛擬和現實。應用的完美載體，可以結合虛擬和現實。AR眼鏡（增強現實眼鏡）是一種將虛擬信息疊加到現實世界中的智能穿戴設備，核心在于虛擬信息與現實世界的完美融合。2024年全球AR眼鏡出貨量達到55.3

2、萬副，同比+7.8%，其中中國2024年出貨28.6萬副。光學顯示系統為AR眼鏡的核心。光學顯示系統由光學組合器和微顯示屏組成。光學顯示系統是整個AR眼鏡的核心部件，也是價值量最大的部件，約占整個AR眼鏡成本的40%+。表面浮雕光柵波導方案是表面浮雕光柵波導方案是AR眼鏡光學顯示系統的未來主流趨勢眼鏡光學顯示系統的未來主流趨勢。表面浮雕光柵波導相對制造成本可控、工藝成熟，光學性能優秀。盡管存在色散和彩虹紋問題，但可以將襯底更換為SiC來解決。結合技術水平和量產難度，表面浮雕光柵波導是最現實也最有前景的量產方案。目前即將推出的主流AR眼鏡均采用該方案。碳化硅材料具備高折射率、高熱導性，成為碳化硅

3、材料具備高折射率、高熱導性，成為AR眼鏡鏡片的理想基底材料。眼鏡鏡片的理想基底材料?；撞牧系恼凵渎试礁?，AR鏡片的FOV就更大，單層SiC鏡片即可實現80度以上FOV，可以提供更輕薄的尺寸和更大更清晰的視覺效果。高折射率同樣可以有效解決光波導結構中的彩虹紋和色散問題。高導熱性則有效提升了AR眼鏡的散熱能力和性能表現。同時，SiC材料的高硬度和熱穩定性亦支持刻蝕工藝的引入，有效提升產能和良率。SiC+SRG光波導光波導+刻蝕工藝是刻蝕工藝是AR眼鏡取得重大進展的技術基礎。眼鏡取得重大進展的技術基礎。高折射率、高熱導性的碳化硅材料和表面浮雕光柵波導有效的提升了AR眼鏡的FOV，解決了原先存在的彩

4、虹紋和色散、光損現象，同時實現了輕薄化設計和較好的被動散熱能力。碳化硅襯底、表面浮雕光柵波導的發展、刻蝕工藝的突破，正是未來AR眼鏡加速在消費市場產品完善和批量出貨的技術基礎。AR眼鏡鏡片需要半絕緣型碳化硅襯底片，大尺寸襯底片成為降本關鍵眼鏡鏡片需要半絕緣型碳化硅襯底片，大尺寸襯底片成為降本關鍵。大尺寸襯底片可以大幅降低切削損耗進而降低鏡片材料成本。突破12寸襯底片量產工藝，才能實現碳化硅基底成本下降，帶動AR眼鏡進入大眾消費級市場。我們預計若未來AR眼鏡出貨量1億臺時，所需12寸碳化硅襯底約1000萬片+。投資建議：投資建議：重點推薦晶盛機電、天岳先進。風險提示：風險提示：下游需求不及預期，

5、技術研發不及預期。2目錄目錄碳化硅材料：高折射率與高熱導性成為最理想碳化硅材料：高折射率與高熱導性成為最理想AR鏡片材料鏡片材料3AR眼鏡是眼鏡是AI應用的完美載體，可以結合虛擬和現實應用的完美載體，可以結合虛擬和現實156半絕緣型碳化硅襯底片：半絕緣型碳化硅襯底片：12寸為未來突破方向寸為未來突破方向光波導制造：配合碳化硅引入刻蝕工藝，實現批量穩定生產光波導制造：配合碳化硅引入刻蝕工藝，實現批量穩定生產4投資建議投資建議7風險提示風險提示光波導結構：表面浮雕光柵波導為主流方案光波導結構：表面浮雕光柵波導為主流方案2數據來源：META官網，IDC，precedence research，東吳證

6、券研究所AR眼鏡（增強現實眼鏡）是一種將虛擬信息疊加到現實世界中的智能穿戴設備，核心在于虛擬信息與現實世界眼鏡（增強現實眼鏡）是一種將虛擬信息疊加到現實世界中的智能穿戴設備，核心在于虛擬信息與現實世界的完美融合。的完美融合。與VR眼鏡（虛擬現實眼鏡）眼鏡（虛擬現實眼鏡）相比，主要區別在于AR眼鏡通過光學顯示技術，將數字內容（如圖像、視頻、3D模型等）疊加到現實世界中，與現實環境融合，為用戶提供增強現實的體驗。而VR眼鏡則是通過在完全封閉式的顯示屏幕，使用戶完全沉浸于虛擬環境中，無法看到現實世界。AR+AI智能眼鏡：依據硬件配置以及是否整合智能眼鏡：依據硬件配置以及是否整合AR顯示技術，顯示技術

7、，AI眼鏡可以細分為音頻眼鏡可以細分為音頻AI智能眼鏡、拍照智能眼鏡、拍照AI智能智能眼鏡以及眼鏡以及AI+AR智能眼鏡三類智能眼鏡三類。音頻AI智能眼鏡是AI智能眼鏡的基礎形態，僅僅是普通眼鏡+藍牙耳機+AI大模型；拍照AI智能眼鏡在音頻AI智能眼鏡的基礎上集成了攝像頭，可以用于拍照、文字識別等；AI+AR智能眼鏡在拍照AI智能眼鏡的基礎上進一步融合了AR顯示功能，使得AI大模型能夠結合環境數據通過AR提供實時推送與交互，如導航路徑疊加、物體識別標注等，真正實現了智能化的虛擬與現實交互，成為AR眼鏡的理想形態。1.1 AR眼鏡能夠實現虛擬信息與現實世界的完美融合眼鏡能夠實現虛擬信息與現實世界

8、的完美融合圖：圖：META于于2024年年9月發布的月發布的Orion概念眼鏡概念眼鏡圖：圖：AR眼鏡核心在于虛擬信息與現實世界交互眼鏡核心在于虛擬信息與現實世界交互4數據來源：IDC，艾瑞咨詢，東吳證券研究所2024年全球年全球AR眼鏡出貨量達到眼鏡出貨量達到55.3萬萬副副，同比，同比+7.8%，其中中國，其中中國2024年出貨年出貨28.6萬副。萬副。2024年中國AR眼鏡市場迎來發展高峰，更多品牌新品進入市場，并且AR眼鏡在便攜性、輕量化、功能性、技術性等方面均有顯著提升，更好地滿足了消費者需求，預計到2028年出貨有望突破295萬副。AR 眼鏡的產業化趨勢可參考可穿戴設備。眼鏡的產業

9、化趨勢可參考可穿戴設備。自 2020 年可穿戴設備放量以來，其出貨量在 2023 年已穩定至 5.4 億臺。期間，智能手機出貨量為 11.7 億臺，隨著 AR 眼鏡的功能逐漸達到可穿戴設備（如智能手表）的水平，憑借其佩戴便捷性及社交屬性，AR 眼鏡的產業化趨勢可參考可穿戴設備。圖：圖：2028年年AR眼鏡出貨量有望突破眼鏡出貨量有望突破295萬副萬副圖：圖：2021年以來全球可穿戴設備出貨量均超年以來全球可穿戴設備出貨量均超5億臺億臺/年年14.6613.9513.7112.9213.5512.0611.671.271.893.514.865.325.165.390%25%50%0102020

10、17201820192020202120222023全球可穿戴設備出貨量（億臺）全球智能手機出貨量（億臺）可穿戴/智能手機出貨量比例（%，右軸）1.2 2024年全球年全球AR眼鏡出貨達眼鏡出貨達55.3萬副，中國廠商占據近八成市場萬副，中國廠商占據近八成市場551.355.367.693.9161.2295.60%25%50%75%100%050100150200250300350202320242025E2026E2027E2028EAR眼鏡出貨量（萬副）yoy（%，右軸）數據來源：艾瑞咨詢，東吳證券研究所中國企業占據全球中國企業占據全球AR眼鏡近八成市場。眼鏡近八成市場。2023年全球A

11、R市場份額前五位分別是Xreal、Rokid、雷鳥、INMO、Magic Leap，市場份額分別為45%、14%、13%、6%、4%，其中前四位均為國內品牌，共占據市場份額約78%；2023年中國AR市場份額前五位分別是Xreal、雷鳥、Rokid、影目、華為，市場份額分別為32%、23%、18%、12%、5%。1.2 2024年全球年全球AR眼鏡出貨達眼鏡出貨達55.3萬副，中國廠商占據近八成市場萬副，中國廠商占據近八成市場Xreal,45%Rokid,14%雷鳥創新,13%INMO,6%其他,22%圖圖：2023年全球年全球AR眼鏡市場競爭格局，中國企業占眼鏡市場競爭格局，中國企業占據近據

12、近8成市場成市場Xreal32%雷鳥創新23%Rokid18%INMO12%華為5%其他10%圖圖：2023年中國年中國AR眼鏡市場競爭格局，眼鏡市場競爭格局，Xreal、雷鳥、雷鳥、Rokid為前三大玩家為前三大玩家6數據來源：META官網，東吳證券研究所AR眼鏡包括光學顯示系統、計算處理系統、信息采集系統與傳感器、電池與散熱模組等。眼鏡包括光學顯示系統、計算處理系統、信息采集系統與傳感器、電池與散熱模組等。光學顯示系統為光學顯示系統為AR眼鏡的核心。光學顯示系統由光學組合器和微顯示屏組成。眼鏡的核心。光學顯示系統由光學組合器和微顯示屏組成。光學顯示系統是整個AR眼鏡的核心部件，也是價值量最

13、大的部件，約占整個AR眼鏡成本的40%+。微型顯示屏主要由 OLED、Micro OLED 等高亮度顯示屏組成，光學組合器則負責實現虛擬信息與現實世界的融合，是AR眼鏡鏡片的核心功能，主要包括自由曲面、光波導等技術路線。AR眼鏡走向商業落地并進入大眾消費級市場的關鍵在于輕薄化設計和成熟的虛擬眼鏡走向商業落地并進入大眾消費級市場的關鍵在于輕薄化設計和成熟的虛擬/現實交互?，F實交互。輕薄化設計核心在于降低各組件的重量、在保證強度的同時采用低密度機身材料；虛擬/現實交互核心在于光學顯示系統需要有高亮度/均勻色彩光源、較好的環境透光性、舒適的觀看角度，并克服環境光造成的彩虹紋/色散現象。1.3 AR眼

14、鏡的核心在于光學顯示系統中的光學組合器眼鏡的核心在于光學顯示系統中的光學組合器圖：圖：AR眼鏡核心組成部分眼鏡核心組成部分計算處理/算力信息采集與傳感器（攝像頭等）電池與散熱模組光學顯示系統光學組合器：自由反射結構、光波導結構微顯示器：OLED、Micro OLED光學顯示單元光學顯示單元（波導加工、（波導加工、光機等）光機等）43%計算單元（主控芯片，SoC）31%感知單元（攝像頭、傳感器等）9%存儲器15%電池2%7數據來源：維深 Wellsenn XR，東吳證券研究所1.4 AR眼鏡追求更輕、更亮、能耗更低、視場角更大眼鏡追求更輕、更亮、能耗更低、視場角更大參數指標參數指標定義定義范圍范

15、圍視場角視場角（FOV）人眼可觀察部分的邊緣與人眼瞳孔中心連線的夾角，包括水平視場角、垂直視場角以及對角線視場角。視場角越大，沉浸感越強。15-40:信息提示40-60:投屏觀影60-100:虛實融合(MR應用)100及以上:沉浸體驗(游戲、觀影)亮度亮度屏幕圖像入眼亮度，影響畫面的清晰度、對比度、色彩鮮艷度等。環境光越強，AR所需要的亮度也相應提高室內需求:300 nit正常戶外:1500 nit晴天戶外:3000 nit透光率透光率人眼透過光學元件可接收到的環境光量與總環境光量比例，決定了畫面的清晰度。低透光率會威脅到戶外活動的安全性棱鏡:12.5%自由曲面:35%-80%Birdbath

16、:10%-30%光波導:85%-90%眼動范圍眼動范圍（Eyebox）近眼顯示光學模組與眼球之間的一塊錐形區域，顯示內容最清晰的部分，與 FOV相互制約AR 的Eyebox 通常為矩形,由于人的瞳孔直徑大約4mm,所以 Eyebox的直徑或寬不能小于 4mm光學效率光學效率 人眼接收光與發光元件(屏幕或者光機)發出光的比例，由于存在設計、制造等方面的問題，通常真實的光學效率低于理論值棱鏡:12.5%自由曲面:30%-80%Birdbath:25%陣列光波導:8%-15%(一維)，5%(二維)衍射光波導:0.1%-1%體積與重量體積與重量直接決定AR眼鏡佩戴舒適度，重量取決于鏡片材料的密度和材料

17、光學性能所決定的厚度和尺寸越接近普通眼鏡（重量約30-80g,厚度約2-5mm），佩戴體驗越好散熱性能散熱性能（熱導率）（熱導率）AR眼鏡只能依賴自身材料進行被動散熱。散熱性能決定AR眼鏡計算性能及自身穩定性SiC：490 W/m K玻璃：1W/m K樹脂：0.2W/m K圖：圖：AR眼鏡鏡片材料的主要評價指標和范圍眼鏡鏡片材料的主要評價指標和范圍8目錄目錄碳化硅材料：高折射率與高熱導性成為最理想碳化硅材料：高折射率與高熱導性成為最理想AR鏡片材料鏡片材料3AR眼鏡是眼鏡是AI應用的完美載體，可以結合虛擬和現實應用的完美載體，可以結合虛擬和現實156半絕緣型碳化硅襯底片：半絕緣型碳化硅襯底片：

18、12寸為未來突破方向寸為未來突破方向光波導制造：配合碳化硅引入刻蝕工藝，實現批量穩定生產光波導制造：配合碳化硅引入刻蝕工藝，實現批量穩定生產4投資建議投資建議7風險提示風險提示光波導結構：表面浮雕光柵波導為主流方案光波導結構：表面浮雕光柵波導為主流方案2數據來源：Challenges and Advancements for AR Optical See-Through Near-Eye Displays:A Review，東吳證券研究所AR眼鏡需要通過光學組合器（眼鏡需要通過光學組合器（Optical Combiner）實現微顯示屏虛像與外界環境光的同步呈現，由此出現自由）實現微顯示屏虛像與

19、外界環境光的同步呈現，由此出現自由空間反射和光波導兩大類技術路線?？臻g反射和光波導兩大類技術路線。其中，自由空間反射包括耐德佳的自由曲面方案、XReal的BirdBath方案；光波導包括Lumus的幾何反射波導方案、HoloLens的表面浮雕光柵波導（SRG）方案和處于研發中的全息光柵波導（VHG）方案。目前，光波導方案屬于行業主流技術路線。2.1 AR眼鏡的組合器可分為自由空間反射與光波導結構兩大類眼鏡的組合器可分為自由空間反射與光波導結構兩大類圖：圖：AR眼鏡光學組合器結構：自由空間反射與光波導眼鏡光學組合器結構：自由空間反射與光波導自由空間反射結構自由空間反射結構光波導結構光波導結構分類

20、分類自由曲面自由曲面BirdBath幾何反射波導幾何反射波導表面浮雕光柵波導表面浮雕光柵波導全息光柵波導全息光柵波導基本原理光線一次反射光線二次反射光線連續反射/透射實現擴瞳并成像優點使用傳統幾何光學器件，設計比較成熟，基于最簡單光學反射，成像效果好比自由曲面方案更薄、尺寸更小，FOV較大、成像效果好、生產成本較低，適合大規模批量生產。無色散、成像質量高，適用于專業顯示場景二維擴瞳靈活，量產成本可控工藝成熟，SiC方案提升FOV和散熱輕薄、耐摔、透光率高，樹脂基底成本低，適合消費市場，生產良率高缺點鏡片厚度很難壓縮。存在局部圖像畸變、高精度自由曲面鏡片加工難度較大等問題光路雙重反射造成入眼亮度

21、衰減嚴重，同時透光率很低，和墨鏡顏色相同，同時較厚重工藝復雜，難以實現二維擴瞳，生產良率低，重量大，較厚重色散問題顯著，需高折射率材料補償，存在彩虹紋干擾現象大視角需要多層堆疊。材料穩定性要求嚴格封裝。技術不成熟10數據來源：Challenges and Advancements for AR Optical See-Through Near-Eye Displays:A Review，東吳證券研究所自由曲面方案采用光路組合，微顯示器成虛像的同時加入補償元件來抵消對外界環境光的扭曲，實現同步呈現。自由曲面方案采用光路組合，微顯示器成虛像的同時加入補償元件來抵消對外界環境光的扭曲，實現同步呈現。

22、自由曲面方案采用非對稱的自由曲面反射鏡（非球面或復雜面形），光線僅經過一次有效反射即可進入人眼。優點在于使用傳統幾何光學器件，設計比較成熟，同時基于最簡單的光學反射，成像效果很好。缺點則是光路堆積在眼睛正前方，傳統光路反射的體積和空間遵循幾何關系，鏡片厚度理論上很難進一步壓縮。同時存在局部圖像畸變、高精度自由曲面鏡片加工難度較大的問題。2.2 自由空間反射結構：自由曲面方案缺點在于鏡片厚度較大自由空間反射結構：自由曲面方案缺點在于鏡片厚度較大圖：自由空間反射結構通過引入光學補償元件實現同步呈現圖：自由空間反射結構通過引入光學補償元件實現同步呈現環境光環境光補償元件補償元件微顯示器微顯示器圖：自

23、由曲面方案原理圖圖：自由曲面方案原理圖11數據來源：KGOnTech，自由曲面成像光學系統設計:理論、發展與應用，東吳證券研究所標準的標準的BB模組包含顯示模組、透鏡組、偏振分束器、半透半反球面鏡。模組包含顯示模組、透鏡組、偏振分束器、半透半反球面鏡。來自頂部OLED屏幕1的光通過透鏡2放大、變焦后，經由偏振分束器3（紅）反射到曲面鏡（60%透過，40%反射），光穿過曲面鏡5（藍）在薄塑料片組成的四分之一波片46（紫）反射，經過兩層四分之一波片使光相位旋轉90度（四分之一波片通常用于線偏振光與圓偏振光的轉換），然后經過偏振分束器78進入人眼。最終入眼亮度僅為屏幕亮度的15%左右。BirdBat

24、h方案是對自由曲面方案的改進，通過光路的雙重反射實現光學模組尺寸的降低。方案是對自由曲面方案的改進，通過光路的雙重反射實現光學模組尺寸的降低。經過雙重反射，BB方案可以實現比自由曲面方案更薄、尺寸更小的鏡片，同時FOV較大、成像效果好、生產成本也較低，適合大規模批量生產。缺點是光路雙重反射造成入眼亮度衰減嚴重，同時透光率很低，以Nreal為例，它隔絕了約75%真實環境中的光線，接近于戴上中等深色墨鏡。同時由于結構設計，大部分組件重量堆疊在鼻梁處，鏡片仍然較厚（Xreal方案仍然約為25mm左右，光波導方案僅需個位數），因此仍然是過渡性選擇，難以被市場所接受。2.3自由空間反射結構：自由空間反射

25、結構：BirdBath（BB）方案缺點在于透光率低）方案缺點在于透光率低圖：圖：BB方案需要進行兩次反射實現減薄方案需要進行兩次反射實現減薄，但同時造成亮度衰減嚴重但同時造成亮度衰減嚴重，需要配合高亮度顯示器需要配合高亮度顯示器顯示器顯示器偏振分束器偏振分束器半透半反球面鏡半透半反球面鏡環境光環境光12數據來源：Challenges and Advancements for AR Optical See-Through Near-Eye Displays:A Review，增強現實近眼顯示設備中光波導元件的研究進展，東吳證券研究所光波導是指將光機成像后的光線耦合進基底后通過光波導是指將光機成像

26、后的光線耦合進基底后通過全反射原理全反射原理傳輸到眼睛前方再釋放出來的光學結構，傳輸到眼睛前方再釋放出來的光學結構，在這個過程中，光波導僅僅以類似光纜的形式傳輸光信號，并不對圖像光信號做任何改變，從而實現光路的縱向壓縮，將顯示屏和成像系統自由放置在其他部位，在根本上解決了AR眼鏡鏡片厚度和重量配置的問題。光波導方案的核心在于擴瞳，即讓輸入光斑復制擴大到人眼球可接受的移動范圍（即動眼框Eyebox）內，擴瞳方式決定了光波導的不同技術路線，包括幾何反射波導、表面浮雕光柵波導包括幾何反射波導、表面浮雕光柵波導SRG和全息光柵波導和全息光柵波導VHG三種路線。三種路線。光波導結構的核心組成部分光波導結

27、構的核心組成部分包括光機、耦入區域（入瞳區）、波導基底材料、耦出區域（出瞳區）。2.4 光波導結構的核心在于擴瞳光波導結構的核心在于擴瞳圖：光波導結構的原理在于將光機產生圖像通過波導結構耦合進入人眼實現近眼成像圖：光波導結構的原理在于將光機產生圖像通過波導結構耦合進入人眼實現近眼成像13數據來源：Challenges and Advancements for AR Optical See-Through Near-Eye Displays:A Review，Rokid R-Lab，東吳證券研究所幾何反射波導（陣列反射波導）通過半透半反鏡面陣列堆疊實現圖像輸出和幾何反射波導（陣列反射波導）通過半

28、透半反鏡面陣列堆疊實現圖像輸出和Eyebox擴大擴大。半透半反鏡面是嵌入基底并與傳輸光線形成特定角度的鏡面，每一個鏡面會將部分光線反射出波導進入人眼，剩下的光線透射后繼續在波導中前進。隨后透射光又遇到另一個半透半反鏡面，從而重復上面的反射-透射過程，直到半透半反鏡面陣列里的最后一個鏡面將剩下的全部光反射出波導進入人眼，從而通過陣列堆疊實現輸入光線擴瞳。幾何反射波導面臨結構缺陷及量產難題幾何反射波導面臨結構缺陷及量產難題：由于采用半透半反鏡面陣列實現擴瞳，需要對鏡面進行切割、膠合和排列布置，步驟繁多造成多工序良率下降；同時由于光線傳播的衰減效應，需要精確的鏡面配置和排列，進一步增大了內部結構的復

29、雜性和量產難度，導致幾何反射波導結構尚未實現量產。2.5 光波導結構：幾何反射波導方案目前量產難度較大光波導結構：幾何反射波導方案目前量產難度較大圖：幾何反射波導通過半透半反鏡面陣列實現擴瞳圖：幾何反射波導通過半透半反鏡面陣列實現擴瞳半透半反鏡面陣列半透半反鏡面陣列微顯示器微顯示器準直透鏡模組準直透鏡模組動眼框動眼框鏡面需要數十層鍍膜堆疊，并用特殊膠水粘合后按照特定角度切割，鏡面之間的平行度和切割角度都會影響到成像質量，工藝良率很低。由于光在傳播過程中會越來越少，鏡面陣列中每一個鏡面都需要配置不同的反射透射比(R/T)，以保證整個動眼框范圍內的出光量均勻，工藝復雜。幾何反射波導結構目前仍未實現

30、規模量產14數據來源：Waveguide-based augmented reality displays：perspectives and challenges，Rokid R-Lab，東吳證券研究所全息體光柵波導全息體光柵波導VHG是在是在SRG的基礎上，將雕刻出的表面浮雕光柵替換為體全息光柵作為波導耦出入器件。的基礎上，將雕刻出的表面浮雕光柵替換為體全息光柵作為波導耦出入器件。VHG一般通過雙光束全息曝光的方式，直接在光敏聚合物薄膜內部干涉形成明暗分布的干涉條紋，使薄膜內出現折射率差(n,index contrast)，從而引起了材料內部的折射率周期性變化。其周期接近光波長（約數百納米）

31、，滿足布拉格衍射條件，實現通過衍射效應改變光線傳輸方向，最終擴瞳入眼。VHG是未來最理想的是未來最理想的AR鏡片方案：鏡片方案：VHG可實現大視場（三層光柵可達80度FOV）、大出瞳、高光效（單級效率70%以上）圖像輸出，同時具有質量和體積更緊湊（厚度約為1-3mm）、色彩均勻性好、可集成準直透鏡進一步簡化光學系統設計、良品率高、易于實現單片彩色波導的優勢。全息體光柵波導量產難度較大。全息體光柵波導量產難度較大。VHG以全息干涉曝光方法進行波導片加工需精密控制激光波長、曝光角度、材料配方等參數，工藝復雜度高。同時做大FOV需要疊加多層全息光柵、彩色波導片需要高密度的曝光材料、光敏聚合物層需嚴格

32、封裝等都進一步增加了工藝難度，限制了大規模量產。2.6 光波導結構：全息體光柵波導（光波導結構：全息體光柵波導（VHG）目前量產難度較大）目前量產難度較大圖：圖：VHG方案通過通過全息體光柵實現光線耦合出入方案通過通過全息體光柵實現光線耦合出入全息體光柵全息體光柵Diffractive Waveguide with Volumetric Holographic Gratings全息光學元件全息光學元件HOEHOE全息光學元件全息光學元件HOEHOE15數據來源：Challenges and Advancements for AR Optical See-Through Near-Eye Dis

33、plays:A Review，Rokid R-Lab，東吳證券研究所表面浮雕光柵波導表面浮雕光柵波導SRG是指利用鏡片表面浮雕出來、帶有高峰和低谷的光柵來實現光線耦合出入的光學結構。是指利用鏡片表面浮雕出來、帶有高峰和低谷的光柵來實現光線耦合出入的光學結構。光波導結構中，光機產生虛像進入人眼，需要依靠光耦合入（Couple-In）和耦合出（Couple-Out）波導過程。在幾何反射波導中該過程由多組半透半反鏡面陣列實現，而在SRG中由通過表面浮雕出來的帶有周期結構的微納米級別光柵實現。全反射光線在每次觸及光柵時都會有一部分通過反射衍射實現出瞳入眼，剩下部分光線通過透射衍射繼續在光波導內前進，直

34、到下一次觸及光柵后重復反射衍射-透視衍射過程，實現擴瞳。2.7 光波導結構：表面浮雕光柵波導（光波導結構：表面浮雕光柵波導（SRG）目前較為適合量產）目前較為適合量產圖：圖：SRG通過表面浮雕光柵實現光線耦合出入及擴瞳通過表面浮雕光柵實現光線耦合出入及擴瞳表面浮雕光柵表面浮雕光柵微顯示器微顯示器/光機光機透鏡透鏡環境光環境光虛像光線虛像光線16數據來源：Challenges and Advancements for AR Optical See-Through Near-Eye Displays:A Review，Rokid R-Lab，東吳證券研究所擴瞳直接關系用戶體驗，分為一維擴瞳直接關系

35、用戶體驗，分為一維/二維擴瞳：二維擴瞳：擴瞳（Eyebox Expansion）是指通過光學設計手段擴大用戶眼睛的可移動范圍（即“Eyebox”），使得用戶在頭部或眼球輕微移動時，仍能清晰、完整地看到增強現實（AR）圖像。這一技術直接關系到AR眼鏡的佩戴舒適性和用戶體驗。其中一維擴瞳是指在水平/瞳距方向的擴瞳，二維擴瞳則可以在水平+垂直/瞳距+鼻梁雙向擴瞳，可以進一步提升用戶視覺范圍。SRG的優勢在于可以實現二維擴瞳，進而獲取的優勢在于可以實現二維擴瞳，進而獲取AR眼鏡設計上更大的自由度眼鏡設計上更大的自由度。幾何反射波導只能實現在雙眼瞳距方向（X）上的擴瞳，而得益于光柵結構可以在比傳統光學結

36、構更大的自由度上控制光線，SRG可以通過配置轉折光柵和二維光柵實現沿鼻梁方向（Y）上的擴瞳，使得AR眼鏡能夠接受更大范圍的瞳距，對不同臉型、鼻梁高度的人群也更有兼容性，從原理上解決了AR眼鏡適應性差的問題。同時通過光柵配置，SRG可以自由實現非常復雜的架構，如FOV拼接，單光機雙光導、任意位置入瞳(光機可以任意位置擺放)等。圖：圖：SRG通過表面浮雕光柵實現光線耦合出入及擴瞳通過表面浮雕光柵實現光線耦合出入及擴瞳一維擴瞳一維擴瞳二維擴瞳二維擴瞳擴瞳方向擴瞳方向單方向擴展（水平或垂直）雙向擴展（水平+垂直），形成更大的Eyebox技術實現技術實現通過單組反射鏡陣列或一維光柵實現單向光束復制需多組

37、光柵或二維光柵結構實現雙向擴展眼動范圍眼動范圍較小，用戶頭部微小位移可能導致圖像顯示不全較大，適配不同瞳距和頭部移動，提升佩戴容錯性光效與能量分布光效與能量分布光能集中在一個方向，單位面積能量較高光能分散至雙向，單位面積能量較低，但總光效通過設計優化可提升78制造復雜度制造復雜度工藝相對簡單，傳統幾何光波導冷加工即可實現需高精度納米級加工或復雜光柵設計應用場景應用場景適用于對Eyebox要求不高的工業或B端場景更適合消費級AR眼鏡，提供沉浸式全天候舒適體驗成像質量成像質量無彩虹效應，成像對比度高（幾何光波導）衍射光波導可能伴隨彩虹效應，但幾何光波導二維擴瞳可避免此問題2.7 光波導結構：表面浮

38、雕光柵波導（光波導結構：表面浮雕光柵波導（SRG）目前較為適合量產）目前較為適合量產17數據來源：各公司官網，艾瑞咨詢，東吳證券研究所結合技術難度與量產成本考量，表面浮雕光柵波導是結合技術難度與量產成本考量，表面浮雕光柵波導是AR鏡片最有前景的量產方案。鏡片最有前景的量產方案。幾何反射波導方案光損嚴重、只能實現一維擴瞳，同時工藝復雜良率低，至今沒有銷售級別的量產產品；全息體光柵波導方案需要多層堆疊和嚴格的封裝，同時干涉曝光成形工藝復雜、生產要求極高，雖然比較理想，但需要解決量產成本和工藝問題。表面浮雕光柵波導相對制造成本可控、工藝成熟，光學性能優秀。盡管存在色散和彩虹紋問題，但可以將襯底更換為

39、SiC來解決。因此結合技術水平和量產難度，表面浮雕光柵波導是最現實也最有前景的量產方案。表：對比三種光波導方案表：對比三種光波導方案，表面浮雕光柵波導是最適合大規模量產的方案表面浮雕光柵波導是最適合大規模量產的方案，同時技術先進同時技術先進幾何反射波導幾何反射波導表面浮雕光柵波導表面浮雕光柵波導SRG全息體光柵波導全息體光柵波導VHG光學原理光學原理基于半透半反鏡面陣列，通過傳統光學反射實現光耦合與擴展通過微納米加工在基底表面刻蝕周期性結構，利用衍射效應導光通過雙光束干涉在光敏材料上制備體全息光柵，利用布拉格衍射導光最大最大FOV20-55(Lumus產品)52(HoloLens 2)、50(

40、Magic Leap One)，換用SiC可實現80單層光柵約為25-35，三層光柵可達80以上擴瞳能力擴瞳能力一維擴瞳（雙眼瞳距方向）二維擴瞳(2D EPE)通過旋轉光柵或二維光柵實現二維擴瞳(2D EPE)通過多層光柵結構實現光學效率光學效率光損約75%-80%需要引入高亮度光源作補償光損約30%-40%存在色散和彩虹紋問題單級衍射效率70%+，色彩均勻性較好制造工藝制造工藝鍍膜、切割、研磨、拋光、鍵合/膠合電子束/離子束刻蝕、納米壓印濕法涂布、全息曝光優點優點無色散、成像質量高，適用于專業顯示場景二維擴瞳靈活，量產成本可控。制造工藝成熟。SiC方案提升FOV和散熱輕薄、耐摔、透光率高，樹

41、脂基底成本低，適合消費市場，生產良率高缺點缺點工藝復雜，難以實現二維擴瞳，生產良率低，重量大，較為厚重色散問題顯著，需高折射率材料補償，彩虹紋干擾大視角需要多層堆疊。材料穩定性要求嚴格封裝。技術成熟度較低代表廠商及代表廠商及產品產品Lumus、靈犀、瓏璟光電、INMO微軟、Vuzix Blade、WaveOptics、MagicLeap、鯤游、至格、星紀魅族Digilens、光?？萍迹℉oloresin）、Sony、Akonia（蘋果收購）2.7 光波導結構：表面浮雕光柵波導（光波導結構：表面浮雕光柵波導（SRG）目前較為適合量產）目前較為適合量產18數據來源：各公司官網，艾瑞咨詢，維深Wel

42、lsenn XR，東吳證券研究所表面浮雕光柵波導已有穩定出貨量且多為新品采用。表面浮雕光柵波導已有穩定出貨量且多為新品采用。國內初創光學模組廠商在光學設計、量產方面領先于行業，以布局陣列光波導和表面浮雕光波導為主，已逐步落地、穩定出貨并產生實際訂單。特別是CES 2025新發布的多款AR眼鏡（如雷鳥X3 Pro、Rokid Glasses）均采用表面浮雕光波導方案并計劃于2025年內上市。表：對比多種光波導方案表：對比多種光波導方案，表面浮雕光柵波導已有規模量產表面浮雕光柵波導已有規模量產自由曲面Birdbath陣列光波導表面浮雕光波導體全息光波導瓏璟光電規模量產小規模試產研發階段未落地理湃光

43、晶規模量產鯤游光電規模量產靈犀微光規模量產研發階段未落地谷東科技規模量產研發階段未落地至格科技規模量產馭光科技研發階段未落地三極光電小規模試產惠?？萍家幠Ａ慨a耐德佳規模量產規模量產研發階段未落地鴻蟻光電規模量產星紀魅族規模量產小規模試產研發階段未落地雷鳥創新規模量產規模量產規模量產研發階段未落地INMO規模量產規模量產研發階段未落地ROKID規模量產規模量產研發階段未落地XREAL規模量產規模量產研發階段未落地2.7 光波導結構：表面浮雕光柵波導（光波導結構：表面浮雕光柵波導（SRG）目前較為適合量產）目前較為適合量產19目錄目錄碳化硅材料：高折射率與高熱導性成為最理想碳化硅材料：高折射率與高

44、熱導性成為最理想AR鏡片材料鏡片材料3AR眼鏡是眼鏡是AI應用的完美載體，可以結合虛擬和現實應用的完美載體，可以結合虛擬和現實156半絕緣型碳化硅襯底片：半絕緣型碳化硅襯底片：12寸為未來突破方向寸為未來突破方向光波導制造：配合碳化硅引入刻蝕工藝，實現批量穩定生產光波導制造：配合碳化硅引入刻蝕工藝，實現批量穩定生產4投資建議投資建議7風險提示風險提示光波導結構：表面浮雕光柵波導為主流方案光波導結構：表面浮雕光柵波導為主流方案2數據來源：Optical Architectures for Augmented-,Virtual-,and Mixed-Reality Headsets，東吳證券研究所

45、碳化硅材料折射率可達碳化硅材料折射率可達2.6以上，對比樹脂和玻璃等優勢明顯，單層鏡片即可實現以上，對比樹脂和玻璃等優勢明顯，單層鏡片即可實現80度以上度以上FOV。常用材料折射率方面，普通樹脂約1.51，高折射率樹脂約1.74；普通玻璃約1.5，高折射率玻璃約1.9。而SiC材料可達2.6以上。光波導結構中，基底材料的折射率越高，AR鏡片的視場角FOV就更大。傳統玻璃經過三層堆疊后僅為40度左右，單層SiC鏡片即可實現80度以上FOV，可以提供更輕薄的尺寸和更大更清晰的視覺效果。3.1 碳化硅材料：高折射率助力實現廣闊視場角碳化硅材料：高折射率助力實現廣闊視場角FOV圖：高折射率基底材料從多

46、個角度提升圖：高折射率基底材料從多個角度提升AR眼鏡鏡片眼鏡鏡片FOV更大視場角更大視場角更大數值孔徑更大數值孔徑/入射角入射角基底材料的高折射率通過優化全內反射臨界角、數值孔徑、波導厚度及衍射效率，顯著擴展了光波導可傳輸的光線角度范圍，從而提升AR眼鏡的FOV根據斯涅耳定律，當基底材料折射率升高時，全內全內反射臨界角反射臨界角減小，意味著波導可支持更寬角度的光線在波導內傳播，從而擴展FOV的理論上限數值孔徑表征光學系統接收光線的角度范圍。高折射率材料在相同最大入射角下可提升數值孔徑提升數值孔徑，直接擴大了輸入光線的角度范圍，從而提高FOV高折射率材料可通過更強的光約束能力實現在更薄在更薄的波

47、導的波導中維持多模傳輸，降低光路橫向擴散，從而支持更寬的出射光束角度分布，擴大FOV高折射率基底可增強光柵的衍射效率衍射效率，優化光場在出瞳區域的均勻分布，高折射率基底可增強光柵的衍射效率，優化光場在出瞳區域的均勻分布21數據來源：Ultra-Thin,Ultra-Light,Rainbow-Free AR Glasses Based on Single Layer Full-Color SiC Diffrcative Waveguide，東吳證券研究所碳化硅的高折射率使光柵周期可以設計的很小，而小光柵周期會增大環境光的衍射角度，超出人眼的觀察范圍碳化硅的高折射率使光柵周期可以設計的很小，而小

48、光柵周期會增大環境光的衍射角度，超出人眼的觀察范圍后，進而解決分光造成的彩虹紋現象。后，進而解決分光造成的彩虹紋現象。彩虹紋指環境光透過AR波導后白光變成彩虹光的分光現象，本質上是光柵對不同波長（顏色）光的衍射角度差異導致的色散現象。高折射率的SiC材料可以壓縮光在材料中的有效波長，進而降低光柵周期。光柵周期降低后，固定入射角的不同顏色光的色散角差異減小，從而減少了顏色分離。從工藝可行性來看，碳化硅的硬度和化學穩定性支持納米壓印及電子束光刻工藝，工程上可以實現亞微米級光柵周期的高精度加工，從而解決彩虹紋現象。實驗數據：實驗數據：使用碳化硅襯底（光柵周期=300nm）的衍射光波導，相較于玻璃襯底

49、（光柵周期=500nm），在可見光波段（400-700nm）的色散角差異可降低約40%，彩虹紋主觀感知強度下降超過60%。3.2 碳化硅材料：有效解決光波導結構中的彩虹紋問題碳化硅材料：有效解決光波導結構中的彩虹紋問題圖：圖：SiC襯底材料將衍射分光導致的彩虹紋控制在人眼可見范圍之外襯底材料將衍射分光導致的彩虹紋控制在人眼可見范圍之外碳化硅波導碳化硅波導K K空間空間高折玻璃波導高折玻璃波導K K空間空間環境衍射光（彩虹紋）環境衍射光（彩虹紋）人眼可見范圍人眼可見范圍EyeboxEyebox環境衍射光進入了人眼環境衍射光進入了人眼可見范圍，形成彩虹紋可見范圍，形成彩虹紋環境衍射光未進入人眼環境

50、衍射光未進入人眼可見范圍，消除彩虹紋可見范圍，消除彩虹紋22數據來源：Ultra-Thin,Ultra-Light,Rainbow-Free AR Glasses Based on Single Layer Full-Color SiC Diffrcative Waveguide，東吳證券研究所碳化硅的熱導率（約碳化硅的熱導率（約490 W/m K）遠高于傳統光學材料如玻璃（約）遠高于傳統光學材料如玻璃（約1 W/m K）和樹脂，能夠快速傳導光機模塊）和樹脂，能夠快速傳導光機模塊和計算單元產生的熱量，避免局部溫度過高導致的性能下降或器件損壞和計算單元產生的熱量，避免局部溫度過高導致的性能下降或

51、器件損壞。例如，傳統AR眼鏡因光機發熱常觸發過熱保護機制從而降低亮度及刷新率，而碳化硅波導片通過材料自身的高效熱傳導，顯著降低了熱量堆積風險，從而支持高亮度顯示（如5000尼特峰值亮度）和長時間穩定運行。碳化硅材料高導熱性使碳化硅材料高導熱性使AR眼鏡得以簡化散熱設計進而實現輕量化設計眼鏡得以簡化散熱設計進而實現輕量化設計。傳統AR眼鏡依賴鏡腿散熱模塊或主動冷卻系統，增加了設備重量和復雜度。碳化硅的高熱導性允許將散熱功能集成到光波導片本身，通過被動散熱即可滿足需求。此外，優秀的散熱性能為提升AR眼鏡集成度、配置更多傳感器留出冗余。3.3 碳化硅材料：高熱導性保障性能穩定，實現碳化硅材料：高熱導

52、性保障性能穩定，實現AR眼鏡輕眼鏡輕量化設計量化設計圖：碳化硅圖：碳化硅、樹脂樹脂、玻璃性能參數對比玻璃性能參數對比性能參數性能參數碳化硅碳化硅樹脂樹脂玻璃玻璃折射率折射率高（2.6-2.8）中低（1.5-1.7）中高（1.6-1.9）阿貝數（色散系數）阿貝數（色散系數）低（20-30）中高（30-50）高（50-60）透光率（可見光）透光率（可見光）較高（85%）高（90%）極高（92%）熱導率（熱導率（W/m K）極高（490）極低（0.2）低（1）色散（色散（n/）高（強色散）中（中等色散）低（低色散）熱穩定性（熱穩定性（dn/dt）極低（熱穩定性好）高（易受溫度影響）低（較穩定）密度（

53、密度（g/cm）高（3.2）低（1.1-1.3）中高（2.5）加工難度加工難度高（需刻蝕工藝）低（納米壓印工藝較成熟）中高（需精密拋光）成本成本高（半導體級）低（適合量產）中高（光學級玻璃）23數據來源：Ultra-Thin,Ultra-Light,Rainbow-Free AR Glasses Based on Single Layer Full-Color SiC Diffrcative Waveguide，東吳證券研究所3.3 碳化硅材料：高熱導性保障性能穩定，實現碳化硅材料：高熱導性保障性能穩定，實現AR眼鏡輕眼鏡輕量化設計量化設計圖：碳化硅圖：碳化硅、樹脂樹脂、玻璃性能參數對比玻璃性

54、能參數對比（續續）性能參數性能參數碳化硅碳化硅樹脂樹脂玻璃玻璃重量重量低中高硬度硬度高（莫氏硬度9-9.5）低（類比莫氏硬度2-3）中（莫氏硬度5.5）良率良率低高中加工難度加工難度高低中耐磨性耐磨性高（摩擦系數0.2-0.3）低（摩擦系數0.5-1.0）中（摩擦系數0.4-0.9）耐腐蝕性耐腐蝕性高（無機材料）低（有機材料）中（無機材料）耐高溫性耐高溫性高低中優點優點折射率高，耐磨，耐腐蝕，不會出現彩虹紋現象密度低，產品輕量便攜防摔防碎，使用壽命長，易加工，良率高，價格低技術成熟，普及率高、折射率均勻性好，視場角大，高透光，鏡片輕薄缺點缺點硬度大，加工難，加工成本高樹脂材料存在折射率、表面平

55、整度、色彩分離等制約因素、不耐劃傷、高折射率樹脂價格高等問題在抗沖擊強度和輕量化方面存在嚴重不足，價格高24數據來源：艾瑞咨詢，東吳證券研究所3.4 大廠布局大廠布局AR眼鏡，碳化硅波導有望加速產業化眼鏡，碳化硅波導有望加速產業化科技大廠陸續布局科技大廠陸續布局 AR 眼鏡，有望加速眼鏡，有望加速 AR 眼鏡眼鏡+碳化硅波導產業化。碳化硅波導產業化。我國是最早實現 AR 眼鏡產業化的國家，2018 年 Rokid 推出 AR 眼鏡一代，次年 Xreal 推出 Light AR 眼鏡。我們認為隨著字節、阿里、蘋果等科技巨頭的入局，AR 眼鏡產業化進程將加速推進，從而推動市場對性能更優產品的追求，

56、進而促使高性能碳化硅波導降本增效，加速進入產業化周期。Meta開創碳化硅波導開創碳化硅波導AR眼鏡時代，雷鳥眼鏡時代，雷鳥X3Pro有望成為第一個量產型碳化硅有望成為第一個量產型碳化硅AR眼鏡。眼鏡。從2012年發布首款 AR 眼鏡 Google Glass 開啟行業探索，到2019 年 Meta 首次演示碳化硅波導 AR 眼鏡引領行業轉型，再到 2024 年西湖大學團隊及 Meta 相繼發布搭載碳化硅波導的 AR 眼鏡，技術突破不斷推動產業向前。2025 Q2雷鳥 X3Pro的發布有望成為第一個搭載碳化硅鏡片的量產型AR眼鏡，有望加速碳化硅波導滲透。圖：新玩家圖：新玩家/科技巨頭陸續布局科技

57、巨頭陸續布局AR眼鏡，眼鏡產業化加速有望推動碳化硅波導產業化（標紅處為碳化硅波導進展）眼鏡，眼鏡產業化加速有望推動碳化硅波導產業化（標紅處為碳化硅波導進展）時間時間事件事件廠商廠商2012年谷歌發布了第一款AR眼鏡Google Glass，具有智能手機功能，可通過語音控制拍照、視頻通話等，但因價格高昂、隱私和安全問題未取得商業成功谷歌2018年6月推出Rokid AR 眼鏡1代Rokid2019年1月于CES推出Xreal（Nreal）Light AR眼鏡Xreal2019年年演示采用碳化硅波導演示采用碳化硅波導AR眼鏡，帶領行業轉向碳化硅波導；碳化硅波導有效解決了傳統玻璃波導方案存在嚴重的彩

58、虹偽影問題。眼鏡，帶領行業轉向碳化硅波導；碳化硅波導有效解決了傳統玻璃波導方案存在嚴重的彩虹偽影問題。Meta2020年9月Meta在舉行的Connect大會中，發布了AR眼鏡研究項目Project Aria，開始正式布局AR眼鏡產業化。Meta2024年年9月月西湖大學團隊發布的碳化硅西湖大學團隊發布的碳化硅AR眼鏡，為我國首款搭載碳化硅波導的眼鏡，為我國首款搭載碳化硅波導的AR眼鏡。利用碳化硅材料的高折射率，僅需單層波導即可實現眼鏡。利用碳化硅材料的高折射率，僅需單層波導即可實現全彩顯示，且解決了傳統全彩顯示，且解決了傳統AR眼鏡的彩虹紋問，視場角達眼鏡的彩虹紋問，視場角達45度。度。慕德

59、微納慕德微納2024年9月Meta在Connect大會上推出首款AR眼鏡，代號Orion，Orion為行業首個搭載碳化硅波導的AR眼鏡Meta2025年年2月月阿里旗下的天貓精靈團隊確定阿里旗下的天貓精靈團隊確定AI/AR智能眼鏡方案，預計年底發布智能眼鏡方案，預計年底發布阿里阿里2025年年4月月小米預計發布小米預計發布AI/AR眼鏡，全面對標眼鏡，全面對標Meta Ray-ban，搭載，搭載AI功能、音頻耳機功能、音頻耳機/攝像頭模塊攝像頭模塊小米小米2025Q2雷鳥雷鳥X3Pro有望搭載碳化硅波導，預計有望搭載碳化硅波導，預計2025Q2上市銷售，有望成為全球首個批量出貨碳化硅波導上市銷

60、售，有望成為全球首個批量出貨碳化硅波導AR眼鏡。眼鏡。雷鳥雷鳥2025年年8月月字節跳動預計發布字節跳動預計發布AI/AR眼鏡眼鏡字節跳動字節跳動2025年9月Meta和三星預計正式發售帶“顯示屏”的AR眼鏡Meta、三星2027年年Meta有望發布面向消費者的有望發布面向消費者的Orin二代二代AR眼鏡眼鏡Meta25目錄目錄碳化硅材料：高折射率與高熱導性成為最理想碳化硅材料：高折射率與高熱導性成為最理想AR鏡片材料鏡片材料3AR眼鏡是眼鏡是AI應用的完美載體，可以結合虛擬和現實應用的完美載體，可以結合虛擬和現實156半絕緣型碳化硅襯底片：半絕緣型碳化硅襯底片：12寸為未來突破方向寸為未來突

61、破方向光波導制造：配合碳化硅引入刻蝕工藝，實現批量穩定生產光波導制造：配合碳化硅引入刻蝕工藝，實現批量穩定生產4投資建議投資建議7風險提示風險提示光波導結構：表面浮雕光柵波導為主流方案光波導結構：表面浮雕光柵波導為主流方案2數據來源：增強現實近眼顯示設備中光波導元件的研究進展(姜玉婷)，艾邦AR/VR網，維深 Wellsenn XR，東吳證券研究所幾何反射波導通常采用簡單的光學器件生產方式，即鍍膜、切割、研磨、拋光、鍵合幾何反射波導通常采用簡單的光學器件生產方式，即鍍膜、切割、研磨、拋光、鍵合/膠合，難點在于鍍膜和膠膠合，難點在于鍍膜和膠合工藝。合工藝。首先通過切割玻璃基材獲得各種規格的波導小

62、棱鏡，然后對小棱鏡進行粗磨、精磨與拋光，之后在小棱鏡上根據棱鏡排布和進光量分別鍍不同膜系的薄膜來獲得不同的反射/透射比，最后對小棱鏡進行膠合將它固定為表面光滑的波導片。其中難點在于鍍膜和膠合工藝，大大限制了總成良率。4.1 光波導基底加工工藝：幾何反射波導制造良率低光波導基底加工工藝：幾何反射波導制造良率低圖：幾何反射波導采用傳統光學元器件生產方式圖：幾何反射波導采用傳統光學元器件生產方式，鍍膜及膠合工藝復雜鍍膜及膠合工藝復雜，良率較低良率較低膠合工藝：膠合工藝：粘合多鏡面堆疊的膠水對折射透射光的影響難以把控。為保證圖像的高清晰度，工藝對波導片粘合后的平行度要求極高，膠合難度大需人工完成難以自

63、動化，多膜層難度疊加使得總良率難以保證鍍膜工藝鍍膜工藝：為保證光束在鏡面陣列中耦入耦出過程中的均勻性需在鏡面上鍍不同層數的膜以控制多個膜層的反射率和透射率(不同鏡面的反射透射比R/T不同)，鏡面之間的平行度和切割角度都會影響到成像質量，工藝良率很低。27數據來源：AccSci，東吳證券研究所傳統以玻璃傳統以玻璃+樹脂作為基底的樹脂作為基底的SRG一般采用納米壓印工藝，缺點在于易形成加工誤差。一般采用納米壓印工藝，缺點在于易形成加工誤差。首先制作光柵的壓印模具，模具上可以通過納米壓印技術形成成千上萬個光柵；隨后在玻璃基底（即波導片）上均勻涂覆熱塑性有機樹脂；然后再用壓印模具下壓樹脂層，在樹脂層上

64、留下光柵后用紫外線照射固化；最后在冷卻后取下模版脫模，即完成SRG光波導衍射光柵的制備。納米壓印工藝的缺陷在于，直接接觸式壓印導致加工誤差比較大、高頻次壓印后模具壽命較短需要頻繁更換、需要很高的對齊精度、對微小粒子的誤差敏感度很高。納米壓印工藝采用物理壓力式的方式印制光柵結構，對材料的熱塑性要求很強，但高熱塑性材料本身并不適合納米壓印工藝采用物理壓力式的方式印制光柵結構，對材料的熱塑性要求很強，但高熱塑性材料本身并不適合于于AR眼鏡設計。眼鏡設計。AR眼鏡自身為了實現輕薄化設計和高亮度持續成像，熱量堆積壓力很大。樹脂等熱導性差、熱塑性強的材料在積熱壓力下很容易出現光柵結構變形現象，進而導致彩虹

65、紋和色散的加劇。加上樹脂/玻璃材料自身在光學性能上的缺陷，還會出現眼鏡顯示性能下降、續航縮短等一系列直接影響消費者體驗的情況。4.2 光波導基底加工工藝：納米壓印工藝存在根本性缺陷光波導基底加工工藝：納米壓印工藝存在根本性缺陷圖：納米熱壓印工藝流程采用接觸式壓印圖：納米熱壓印工藝流程采用接觸式壓印，需要采用熱塑性材料需要采用熱塑性材料，而熱塑性材料多為樹脂等有機材料而熱塑性材料多為樹脂等有機材料28數據來源：瓏璟光電，Dispelix，增強現實近眼顯示設備中光波導元件的研究進展，反應離子束刻蝕制備傾斜光柵工藝研究，東吳證券研究所刻蝕工藝通過在基底上直接去除材料創建微納光柵，可配合碳化硅材料實現

66、更大視場角和更佳光學性能，且完刻蝕工藝通過在基底上直接去除材料創建微納光柵，可配合碳化硅材料實現更大視場角和更佳光學性能，且完全兼容現有半導體加工工藝，加工精度和穩定性更高全兼容現有半導體加工工藝，加工精度和穩定性更高。碳化硅具備較高硬度，支持采用半導體刻蝕工藝進行光柵制備?？涛g工藝加工的光波導可靠性較高，更易通過溫度、抗摔測試等。據Dispelix，利用刻蝕工藝制造的光波導可在240小時內持續承受85到零下40攝氏度的溫度?？涛g工藝可采用深紫外光等非接觸式技術，而且粒子造成的誤差更小，技術更加成熟；同時，刻蝕工藝的設計自由度更高，這意味著光波導性能可以進一步提升?？涛g工藝可以在晶圓上疊加多種

67、涂層（多達4層），這為RGB單層光波導設計帶來更多自由。4.3 光波導基底加工工藝：配合碳化硅材料引入刻蝕工藝光波導基底加工工藝：配合碳化硅材料引入刻蝕工藝圖：直光柵圖：直光柵/斜光柵刻蝕工藝流程斜光柵刻蝕工藝流程斜光柵刻蝕工藝斜光柵刻蝕工藝：1、在基底鍍硬掩模(如Cr)層后旋涂抗蝕劑層；2、利用干涉曝光或電子束曝光進行圖案化；3、干法刻蝕工藝：將抗蝕劑圖案轉移到Cr層；4、用氧等離子體法剝離剩余的抗蝕劑層；5、反應離子束刻蝕：用電離的氬離子束以傾斜的角度入射基底；6、通過濕法刻蝕工藝去除Cr掩模，獲得具有出色均勻性的斜光柵直光柵刻蝕工藝直光柵刻蝕工藝：1、在基底上旋涂抗蝕劑層；2、通過干涉曝

68、光或電子束曝光等方法實現光柵的圖案化；3、利用反應離子刻蝕（RIE）或電感耦合等離子體（ICP）刻蝕將圖案轉移到基底；4、將抗蝕劑層去除，完成直光柵的制備29數據來源：增強現實近眼顯示設備中光波導元件的研究進展，反應離子束刻蝕制備傾斜光柵工藝研究，維深 Wellsenn XR，東吳證券研究所SiC材料材料+刻蝕工藝視場角刻蝕工藝視場角樹脂材料樹脂材料+納米壓印工藝視場角。納米壓印工藝視場角。光波導折射率越大視場角越大，光波導折射率取決于基底(玻璃)/光柵材料兩者折射率最小者。納米壓印工藝下光波導的光柵適用于樹脂材料，故納米壓印光波導的折射率受限于樹脂材料折射率；刻蝕工藝下光波導的光柵采用SiC

69、材料，故刻蝕光波導的折射率受限于SiC基底折射率。綜上所述，使用SiC基底+刻蝕工藝制作光波導視場角大于樹脂材料+納米壓印工藝?？涛g工藝初始成本高于納米壓印工藝，但未來刻蝕成本有望攤薄?？涛g工藝初始成本高于納米壓印工藝，但未來刻蝕成本有望攤薄。成熟的半導體工藝能顯著提升表面浮雕衍射光波導的性能上限。隨著產量增加，刻蝕的成本將被大幅攤薄，而其技術優勢則會為產品帶來長期競爭力。4.4 光波導基底加工工藝：光波導基底加工工藝：SiC材料搭配刻蝕工藝實現全面進步材料搭配刻蝕工藝實現全面進步圖：納米壓印工藝圖：納米壓印工藝/刻蝕工藝對比刻蝕工藝對比可靠性可靠性視場角視場角良率良率成本成本設計自由度設計自

70、由度基底材料基底材料折射率折射率納米壓印工藝納米壓印工藝低小低低低樹脂1.5-1.9刻蝕工藝刻蝕工藝高大高前高后低高碳化硅2.55-2.7納米壓印工藝納米壓印工藝刻蝕工藝刻蝕工藝30數據來源：META官網，東吳證券研究所高折射率、高熱導性的碳化硅材料和表面浮雕光柵波導有效的提升了高折射率、高熱導性的碳化硅材料和表面浮雕光柵波導有效的提升了AR眼鏡的眼鏡的FOV，解決了原先存在的彩虹紋，解決了原先存在的彩虹紋和色散、光損現象，同時實現了輕薄化設計和較好的被動散熱能力。碳化硅襯底、表面浮雕光柵波導的發展、和色散、光損現象，同時實現了輕薄化設計和較好的被動散熱能力。碳化硅襯底、表面浮雕光柵波導的發展

71、、刻蝕工藝的突破，正是近年來刻蝕工藝的突破，正是近年來AR眼鏡在視場角、彩虹紋控制、亮度表現等方面實現重大進展的技術基礎。眼鏡在視場角、彩虹紋控制、亮度表現等方面實現重大進展的技術基礎。目前限制目前限制SiC材料廣泛應用于材料廣泛應用于AR眼鏡的主要原因是眼鏡的主要原因是SiC鏡片成本。鏡片成本。目前主流玻璃材質AR眼鏡售價一般低于3000元，鏡片成本約占幾百元左右。8寸/12寸SiC襯底片成本大致為6000/10000元，分別能切削出4副/10副鏡片，對應單副鏡片成本分別為1500/1000元，SiC鏡片成本仍然偏高。4.5 SiC+SRG光波導光波導+刻蝕工藝是刻蝕工藝是AR眼鏡取得重大進

72、展眼鏡取得重大進展的技術基礎的技術基礎圖：圖：META于于2024年年9月發布的月發布的Orion原型機原型機碳化硅材料和碳化硅材料和MicroMicro-LEDLED光源光源的引入實現了的引入實現了7070度的度的FOVFOV碳化硅基底的光波導設計不碳化硅基底的光波導設計不僅增大了僅增大了FOVFOV，還消除了彩虹，還消除了彩虹紋，比玻璃基底更加輕薄紋，比玻璃基底更加輕薄采用碳化硅基底的采用碳化硅基底的OrionOrion整體重量僅為整體重量僅為98g98g31目錄目錄碳化硅材料：高折射率與高熱導性成為最理想碳化硅材料：高折射率與高熱導性成為最理想AR鏡片材料鏡片材料3AR眼鏡是眼鏡是AI應

73、用的完美載體，可以結合虛擬和現實應用的完美載體，可以結合虛擬和現實156半絕緣型碳化硅襯底片：半絕緣型碳化硅襯底片：12寸為未來突破方向寸為未來突破方向光波導制造：配合碳化硅引入刻蝕工藝，實現批量穩定生產光波導制造：配合碳化硅引入刻蝕工藝，實現批量穩定生產4投資建議投資建議7風險提示風險提示光波導結構：表面浮雕光柵波導為主流方案光波導結構：表面浮雕光柵波導為主流方案2數據來源：中電科山西爍科，晶盛機電，天岳先進，東吳證券研究所碳化硅襯底可以分為導電型和半絕緣型兩類，半絕緣型襯底用于碳化硅襯底可以分為導電型和半絕緣型兩類，半絕緣型襯底用于AR眼鏡鏡片制造眼鏡鏡片制造。導電型碳化硅襯底細分為N型和

74、P型（電阻率1530mcm），主要用于功率器件，但由于自由載流子吸收和等離子體色散效應導致光損耗過高，無法滿足光學傳輸需求；半絕緣型碳化硅襯底（電阻率100000cm）因其極低自由載流子濃度和寬光譜透明性，是AR眼鏡光波導的理想材料。5.1 AR眼鏡所用的碳化硅襯底為透明的半絕緣型眼鏡所用的碳化硅襯底為透明的半絕緣型圖：導電型圖：導電型/半絕緣型碳化硅襯底片半絕緣型碳化硅襯底片產品種類產品種類電阻率電阻率下游用途下游用途導電型1530mcm主要用于生產碳化硅二極管、碳化硅MOSFET等功率器件，適用于高溫、高壓等工作環境，應用于新能源汽車、光伏發電、軌道交通、智能電網、航空航天等領域半絕緣型1

75、00000cm主要用于生產HEMT等微波射頻器件及AR眼鏡鏡片，適用于高頻、高溫等工作環境，主要應用于5G通訊、衛星、雷達等領域圖：導電型襯底主要用于生產功率器件圖：導電型襯底主要用于生產功率器件，半絕緣型則半絕緣型則主要用在通訊器件及主要用在通訊器件及AR眼鏡波導鏡片眼鏡波導鏡片33數據來源：中電科山西爍科，晶盛機電，天岳先進，東吳證券研究所12寸襯底片碳化硅裁切浪費更少，能夠切更多鏡片，從而降低成本。寸襯底片碳化硅裁切浪費更少，能夠切更多鏡片，從而降低成本。目前AR眼鏡鏡片主要通過半絕緣型碳化硅襯底片裁切得到，襯底尺寸越大，單位襯底可生產更多鏡片，因而單位鏡片成本越低，同時邊緣浪費的減少將

76、進一步降低鏡片生產成本。8寸/12寸襯底片成本大致為6000/10000元，分別能切削出4副/10副眼鏡，對應單副眼鏡成本從1500元左右下降至1000元左右，大大降低AR眼鏡成本及售價并加速在消費市場的滲透。5.2 降本訴求下降本訴求下AR眼鏡用碳化硅襯底的尺寸逐步發展至眼鏡用碳化硅襯底的尺寸逐步發展至12寸寸圖：圖：12寸襯底片碳化硅裁切浪費更少寸襯底片碳化硅裁切浪費更少，能夠切更多鏡片能夠切更多鏡片，從而降低成本從而降低成本34數據來源：中電科山西爍科，廈門博威，吉致電子，東吳證券研究所半絕緣型碳化硅襯底制造流程主要包括晶體生長半絕緣型碳化硅襯底制造流程主要包括晶體生長晶錠加工與切片晶錠

77、加工與切片研磨拋光研磨拋光清洗清洗。原料準備原料準備：將Si和C按1:1合成SiC多晶顆粒粉料。半絕緣型襯底對粉料的純度要求極高，雜質含量低于0.5ppm；晶體生長晶體生長：半絕緣型襯底主要采用高溫化學氣相沉積法（HTCVD）。將生長室加熱到1800-2300，隨后向生長室內穩定通入SiH4+C3H8或SiH4+C2H4氣體，由 He和 H2承載向上朝著籽晶方向輸送，為晶體生長提供Si源與C源。氣相的碳化硅能夠在籽晶下表面凝華，獲得純凈的碳化硅晶錠，實現SiC晶體生長；晶錠加工與切片晶錠加工與切片：將制得的碳化硅晶錠使用 X射線單晶定向儀進行定向，之后磨平、滾圓，去除籽晶面、圓頂面，加工成標準

78、直徑尺寸的碳化硅晶體；使用金剛石多線切割機將生長出的晶體切成不超過1mm的粗襯底；研磨拋光研磨拋光：通過金剛石研磨液將襯底表面加工至原子級平整光滑平面，隨后進行化學機械拋光CMP。5.3 半絕緣型碳化硅襯底制造流程：晶體生長是核心工藝半絕緣型碳化硅襯底制造流程：晶體生長是核心工藝圖：圖：HTCVD實現實現SiC晶體生長晶體生長圖：半絕緣型碳化硅襯底制造流程圖：半絕緣型碳化硅襯底制造流程35數據來源：晶盛機電，碳化硅單晶襯底加工技術現狀及發展趨勢，東吳證券研究所晶體生長環節：長晶速率、溫度均勻性、純度與摻雜晶體生長環節：長晶速率、溫度均勻性、純度與摻雜晶體生長速率：晶體生長速率：碳化硅長晶速度僅

79、0.2-0.5 mm/h，12寸晶錠生長周期需數周，遠超硅晶棒的2天周期。溫度均勻性控制：溫度均勻性控制：12寸晶錠生長需在2300以上的高溫密閉環境中進行，溫度梯度需控制在1以內，熱場分布不均易導致晶格畸變和缺陷累積，對于12寸半絕緣型碳化硅晶錠還易產生徑向電阻率差異。生產過程完全處于高溫的密閉石墨腔體中完成，黑箱操作良率較低。純度與摻雜：純度與摻雜：在晶體生長過程中需要精確控制硅碳比、生長溫度梯度、晶體生長速率以及氣流氣壓等參數，否則易出現多晶型夾雜（如6H-SiC混入4H-SiC晶型）。半絕緣型碳化硅還需要精準的摻雜釩、硼等提升電阻率的材料，但大尺寸晶錠的雜質分布均勻性難以保證，對雜質濃

80、度和摻雜工藝提出了很高要求。切削拋環節：表層裂紋損傷、翹曲開裂、材料利用率切削拋環節：表層裂紋損傷、翹曲開裂、材料利用率單晶切片單晶切片：由于碳化硅的硬度較高，目前的切片工藝主要使用金剛石多線切割機。切片質量直接決定了表層裂紋損傷是否嚴重。切片過程的關鍵在于精確調控鋸切參數，平衡鋸絲損耗和效率，還需要維持冷卻液充足且分布均勻。據英飛凌數據，金剛石多線切割工藝下，切割環節對整體材料利用率僅有50%。襯底研磨與減薄襯底研磨與減?。河捎谔蓟璧臄嗔秧g性較低，在減薄過程中容易產生裂紋，使得晶片的減薄較為困難。碳化硅晶片的減薄通常通過磨削和研磨來完成。研磨工藝核心在于精準控制研磨壓力和轉速、磨料和研磨盤

81、的硬度。12寸襯底需減薄至0.35 mm以下，但薄片化加劇了翹曲（0.1 mm）和開裂風險。CMP拋光拋光：作為單晶襯底加工的最后一道工序，CMP工藝在保證碳化硅襯底表面實現超光滑且無缺陷方面至關重要，需要實現更高的材料去除率、更低的表面粗糙度、更少的劃痕和更均勻的表面形貌。晶體生長和切割研磨拋光環節，是襯底生產環節中的重點與難點，也是限制大尺寸碳化硅襯底片良率與產能提晶體生長和切割研磨拋光環節，是襯底生產環節中的重點與難點，也是限制大尺寸碳化硅襯底片良率與產能提升的瓶頸。突破升的瓶頸。突破12寸襯底片量產工藝，才能實現碳化硅基底成本下降，帶動寸襯底片量產工藝，才能實現碳化硅基底成本下降，帶動

82、AR眼鏡進入大眾消費級市場。眼鏡進入大眾消費級市場。5.3 半絕緣型碳化硅襯底制造難點：大尺寸襯底片生產亟待突破半絕緣型碳化硅襯底制造難點：大尺寸襯底片生產亟待突破36數據來源：優晶光電，東吳證券研究所37感應法感應法通過感應線圈發出的電磁波，在坩堝側部產生渦流而發熱，坩堝再給原料加熱。坩堝側部產生的熱量承擔整個熱場的能耗，坩堝的溫度最高，導致坩堝內部的徑向溫度梯度較大導致坩堝內部的徑向溫度梯度較大。電阻法電阻法通過石墨電阻加熱器給坩堝加熱，坩堝再給原料加熱。坩堝受熱后熱量向坩堝內側傳遞，因此坩堝僅承擔坩堝內側的溫度，加熱器的溫度最高，坩堝內部的徑向溫度梯度較小。坩堝內部的徑向溫度梯度較小。圖

83、：電阻法更適合大尺寸（圖：電阻法更適合大尺寸（8寸和寸和12寸）的晶體生長寸）的晶體生長5.4 電阻法更適合大尺寸（電阻法更適合大尺寸（8寸和寸和12寸）晶體生長寸）晶體生長數據來源：各公司官網，東吳證券研究所半絕緣型碳化硅襯底片生產過程主要需要用到粉料合成設備、單晶生長爐、金剛石多線切割機、研磨機、拋光半絕緣型碳化硅襯底片生產過程主要需要用到粉料合成設備、單晶生長爐、金剛石多線切割機、研磨機、拋光機、外延爐等設備機、外延爐等設備。8寸半絕緣型襯底片和導電型襯底片80%以上的工藝和設備都是相通的，只有部分摻雜工藝和純度控制工藝不同，另外半絕緣型對真空環境要求更高。對原有比較成熟的導電型碳化硅襯

84、底片生產廠商來說研發和轉換難度不大。以晶盛機電為例，8寸半絕緣型襯底片研發速度很快，24年1月啟動研發，3月就已經研制成功8寸半絕緣型襯底片樣品。目前的重點和難度仍然在目前的重點和難度仍然在12寸大尺寸半絕緣型碳化硅襯底片的良率和產能提升上。寸大尺寸半絕緣型碳化硅襯底片的良率和產能提升上。大尺寸晶圓生產難點在于擴徑以及。晶盛機電預計2025年底完成12寸半絕緣型襯底的樣品試制、2026年進行小批量測試生產和工藝優化，2027年與相關合作方完成基于半絕緣型碳化硅材料的AR眼鏡產業化和消費級產品批量出貨。5.5 半絕緣型碳化硅襯底制造設備：從導電型產線轉換難度不大半絕緣型碳化硅襯底制造設備：從導電

85、型產線轉換難度不大圖：半絕緣型碳化硅襯底片生產所需主要設備圖：半絕緣型碳化硅襯底片生產所需主要設備碳化硅粉料合成設備單晶生長爐金剛石多線切割機研磨機拋光機外延爐CREEAymont中國電科二所山東天岳天科合達中科院硅酸鹽所CREEAymont中國電科二所山東天岳天科合達晶盛機電日本高鳥MeryerBurgerNTC中國電科45所湖南宇晶蘇州郝瑞特日本不二越韓國NTS美國斯德堡中國電科45所湖南宇晶蘇州郝瑞特日本不二越韓國NTS美國斯德堡中國電科45所湖南宇晶晶盛機電AixtronLPETEL中國電科46所中科院半導體所38數據來源：維深 Wellsenn XR，東吳證券研究所我們預計若未來我們

86、預計若未來AR眼鏡出貨量眼鏡出貨量1億臺時，所需億臺時，所需12寸碳化硅襯底約寸碳化硅襯底約1000萬片萬片+。核心假設如下：。核心假設如下：（1）碳化硅材料最適用于AR眼鏡，故2030年滲透率有望達100%。（2）前期以8寸片為主，且一片8寸的碳化硅晶圓能夠切3-4副眼鏡，對應鏡片數量約為7片。（3）2027年開始12寸放量，且一片12寸的碳化硅晶圓能夠切8-9副眼鏡，對應鏡片數量約為17片。（4）8寸價格有望逐步從7000降低至6500，12寸價格有望逐步從10000降低至7000。5.6 未來伴隨未來伴隨AR眼鏡放量，碳化硅襯底市場空間廣闊眼鏡放量，碳化硅襯底市場空間廣闊圖：未來伴隨圖：

87、未來伴隨AR眼鏡放量眼鏡放量，碳化硅襯底市場空間廣闊碳化硅襯底市場空間廣闊全球全球AR眼鏡出貨量（萬臺）眼鏡出貨量（萬臺）(1)5515030010003000500010000YOY(2)173%100%233%200%67%100%碳化硅材料滲透率碳化硅材料滲透率(3)1%5%20%50%60%70%100%碳化硅鏡片需求量（萬片）碳化硅鏡片需求量（萬片）(4)=(1)*(3)*21.115.0120.01000.03600.07000.020000.0每片每片8寸襯底切鏡片數寸襯底切鏡片數(5)777_8寸半絕緣型襯底片需求量（萬片）寸半絕緣型襯底片需求量（萬片）(6)=(4)/(5)0

88、.22.117.1_8寸半絕緣型襯底片價格（元）寸半絕緣型襯底片價格（元）(7)720070006500_每片每片12寸襯底切鏡片數寸襯底切鏡片數(8)_1717171712寸半絕緣型襯底片需求量（萬片）寸半絕緣型襯底片需求量（萬片）(9)=(4)/(8)_59212412117612寸半絕緣型襯底片價格（元）寸半絕緣型襯底片價格（元）(10)_10000900080007000半絕緣性襯底市場空間（億元）半絕緣性襯底市場空間（億元）(11)=(6)*(7)或或(9)*(10)0.111.5011.1458.82190.59329.41823.53AR眼鏡不同出貨量下碳化硅襯底需求量測算眼鏡不

89、同出貨量下碳化硅襯底需求量測算39數據來源：各公司官網，東吳證券研究所截至截至2024年末，國內碳化硅襯底產能總計約年末，國內碳化硅襯底產能總計約153.6萬片萬片/年，其中晶盛、天岳、爍科及天科等企業產能均超年，其中晶盛、天岳、爍科及天科等企業產能均超30萬片萬片/年。年。目前，大部分產能仍集中在6寸導電型襯底。隨著搭載碳化硅波導的隨著搭載碳化硅波導的AR眼鏡產業化進程加速，眼鏡產業化進程加速，12寸襯底憑借其更低的綜合生產成本，有望成為主流選擇。寸襯底憑借其更低的綜合生產成本，有望成為主流選擇。目前，碳化硅龍頭企業均已布局12寸襯底產能及研發工作，其中天岳與晶盛均布局了12寸絕緣型襯底產能

90、。圖：我國碳化硅襯底產能梳理圖：我國碳化硅襯底產能梳理廠商廠商2024年產能（萬片）年產能（萬片）總產能規劃（萬片）總產能規劃（萬片）12寸襯底進度寸襯底進度天岳先進6寸導電型襯底：30萬片/年8寸襯底：2.6萬片/年合計：32.6萬片/年提產至60萬片/年，其中8寸52萬片/年。2024年11月發布首款N型襯底，2025年3月推出高純半絕緣型及P型產品。爍科晶體30萬片/年擴產項目開工，將達150萬片N型碳化硅和10萬片高純半絕緣型產能。2024年12月成功研制12寸高純半絕緣襯底，2025年1月突破N型量產技術天科合達6寸導電型：23.6萬片/年8寸導電型：13.5萬片/年合計年產37萬片

91、2025年規劃北京+江蘇基地提產至83.5萬片/年，其中6寸總產能提升至50萬片/年，8寸總產能33.5萬片/年2025年3月推出12寸熱沉級襯底，主要面向高功率激光器市場。北京順義基地建成國內首條車規級襯底專用產線。三安光電21.6-24萬片/年子公司規劃產能8寸48萬/年2025年3月12寸襯底研發進入工程驗證階段，長沙基地規劃年產能50萬片。晶盛機電6寸8寸導電型：12萬片/年合計年產30萬片-已建成國內第一條12寸光學碳化硅產線，預計2025Q3開始小批量出貨。合計合計153.6萬片萬片/年年381.5萬片萬片/年年5.7 2024年國內龍頭襯底年產能超年國內龍頭襯底年產能超153萬片

92、，陸續開始布局萬片，陸續開始布局12寸寸40目錄目錄碳化硅材料：高折射率與高熱導性成為最理想碳化硅材料：高折射率與高熱導性成為最理想AR鏡片材料鏡片材料2AR眼鏡與光波導結構：表面浮雕光柵波導為主流方案眼鏡與光波導結構：表面浮雕光柵波導為主流方案145半絕緣型碳化硅襯底片：半絕緣型碳化硅襯底片：12寸為未來突破方向，供需缺口大寸為未來突破方向，供需缺口大光波導制造：配合碳化硅引入刻蝕工藝，實現批量穩定生產光波導制造：配合碳化硅引入刻蝕工藝，實現批量穩定生產3投資建議投資建議6風險提示風險提示數據來源：晶盛機電，IDC，東吳證券研究所晶盛機電成立子公司晶盛機電成立子公司SuperSiC浙江晶瑞負

93、責碳化硅襯底片的研發和生產。浙江晶瑞負責碳化硅襯底片的研發和生產。目前晶盛機電正在為鯤游光電提供8寸半絕緣體碳化硅襯底。公司預計12寸光學級別的半絕緣型碳化硅襯底片有望在2025年底完成初步開發，并在2026年進行小批量的反復測試與工藝優化，最終在2027年與合作方共同實現AR眼鏡產業化。晶盛機電與龍旗科技、晶盛機電與龍旗科技、XREAL、鯤游光電達成、鯤游光電達成AR眼鏡戰略合作，晶盛機電負責提供半絕緣型碳化硅襯底材料。眼鏡戰略合作，晶盛機電負責提供半絕緣型碳化硅襯底材料。XREAL是全球領先的AR眼鏡品牌，IDC報告顯示，XREAL已連續三年穩居全球AR市場份額第一，在2024年市場份額超

94、過了第2-4名總和，產品力強勁。晶盛機電有望借XREAL東風一舉提升在AR眼鏡領域出貨規模。半絕緣型半絕緣型/導電型碳化硅襯底對設備和產線要求的區別不大，晶盛機電已規劃導電型碳化硅襯底對設備和產線要求的區別不大，晶盛機電已規劃25萬片萬片6寸和寸和5萬片萬片8寸襯底片產能。寸襯底片產能。目前6寸和8寸襯底的出貨量分別為1萬片/月和5000片/月。公司預計在2025年底前將全部30萬片產能投產。6.1 投資建議：晶盛機電與投資建議：晶盛機電與XREAL達成戰略合作達成戰略合作圖：晶盛機電推出的圖：晶盛機電推出的8寸光學級及導電型寸光學級及導電型SiC晶片晶片圖：晶盛機電與圖：晶盛機電與XREAL

95、等公司達成戰略合作等公司達成戰略合作42數據來源：天岳先進，東吳證券研究所天岳先進是國內碳化硅襯底片龍頭廠商，長期深耕于車規級天岳先進是國內碳化硅襯底片龍頭廠商，長期深耕于車規級/功率器件碳化硅襯底片功率器件碳化硅襯底片。據日本富士經濟統計，2023年天岳先進的導電型碳化硅襯底市占率已經進入全球前三。2024 年上半年天岳先進上海臨港工廠已經能夠達到年產30萬片導電型襯底的大規模量產能力，未來將繼續穩步推進臨港工廠第二階段產能提升。2024年11月13日發布了業界首款12寸碳化硅襯底產品，宣告正式邁入超大尺寸碳化硅襯底的新時代。天岳先進已有天岳先進已有6寸寸/8寸半絕緣型碳化硅襯底穩定量產，目

96、前正在突破寸半絕緣型碳化硅襯底穩定量產，目前正在突破12寸大尺寸半絕緣型碳化硅襯底片生產寸大尺寸半絕緣型碳化硅襯底片生產。但目前8寸和12寸光學級別半絕緣型碳化硅襯底片良率比較低?？蛻敉卣狗矫?，天岳先進已經與華為就AR眼鏡碳化硅襯底片供應展開合作，也已經為舜宇光學提供半絕緣型碳化硅襯底片。同時，天岳先進的光波導用碳化硅襯底片也已經獲得了海外客戶META訂單，客戶拓展進展良好。6.2 投資建議：天岳先進與投資建議：天岳先進與META等達成合作等達成合作圖：天岳先進圖：天岳先進6寸半絕緣型碳化硅襯底片寸半絕緣型碳化硅襯底片43目錄目錄碳化硅材料：高折射率與高熱導性成為最理想碳化硅材料：高折射率與高

97、熱導性成為最理想AR鏡片材料鏡片材料2AR眼鏡與光波導結構：表面浮雕光柵波導為主流方案眼鏡與光波導結構：表面浮雕光柵波導為主流方案145半絕緣型碳化硅襯底片：半絕緣型碳化硅襯底片：12寸為未來突破方向，供需缺口大寸為未來突破方向，供需缺口大光波導制造：配合碳化硅引入刻蝕工藝，實現批量穩定生產光波導制造：配合碳化硅引入刻蝕工藝，實現批量穩定生產3投資建議投資建議6風險提示風險提示風險提示風險提示451.AR眼鏡銷量不及預期的風險眼鏡銷量不及預期的風險。AR眼鏡銷量以及對于SiC的用量將成為支持SiC行業景氣度的關鍵因素。若未來AR眼鏡銷量不及預期，行業或出現增速不及預期的情況。2.碳化硅滲透率提

98、升不及預期的風險碳化硅滲透率提升不及預期的風險。碳化硅襯底短期內依然面臨制備難度大、成本高昂的挑戰，碳化襯底價格仍數倍于玻璃，下游應用領域仍需平衡碳化硅高價格優越性能帶來的綜合成本下降之間的關系，成本制約因素可能導致碳化硅難以在下游市場快速實現行業應用的滲透和發展，導致整體行業發展不達預期。3.各家廠商技術研發不及預期各家廠商技術研發不及預期。工藝成熟是一個多維度均達標的系統工程，取決于包括設備、耗材在內的多因素，由于技術創新受各種客觀條件的制約，存在失敗的風險。免責聲明免責聲明東吳證券股份有限公司經中國證券監督管理委員會批準，已具備證券投資咨詢業務資格。本研究報告僅供東吳證券股份有限公司（以

99、下簡稱“本公司”）的客戶使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。在任何情況下，本報告中的信息或所表述的意見并不構成對任何人的投資建議，本公司及作者不對任何人因使用本報告中的內容所導致的任何后果負任何責任。任何形式的分享證券投資收益或者分擔證券投資損失的書面或口頭承諾均為無效。在法律許可的情況下，東吳證券及其所屬關聯機構可能會持有報告中提到的公司所發行的證券并進行交易，還可能為這些公司提供投資銀行服務或其他服務。市場有風險，投資需謹慎。本報告是基于本公司分析師認為可靠且已公開的信息，本公司力求但不保證這些信息的準確性和完整性，也不保證文中觀點或陳述不會發生任何變更，在不同時期，本公司可發

100、出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告。本報告的版權歸本公司所有，未經書面許可，任何機構和個人不得以任何形式翻版、復制和發布。經授權刊載、轉發本報告或者摘要的，應當注明出處為東吳證券研究所，并注明本報告發布人和發布日期，提示使用本報告的風險，且不得對本報告進行有悖原意的引用、刪節和修改。未經授權或未按要求刊載、轉發本報告的，應當承擔相應的法律責任。本公司將保留向其追究法律責任的權利。東吳證券投資評級標準東吳證券投資評級標準 資評級基于分析師對報告發布日后6至12個月內行業或公司回報潛力相對基準表現的預期（A 股市場基準為滬深 300 指數，香港市場基準為恒生指數，美國市場基準為標普 500

101、 指數，新三板基準指數為三板成指（針對協議轉讓標的）或三板做市指數（針對做市轉讓標的），北交所基準指數為北證50指數），具體如下：公司投資評級：買入：預期未來6個月個股漲跌幅相對基準在15%以上；增持：預期未來6個月個股漲跌幅相對基準介于5%與15%之間；中性：預期未來 6個月個股漲跌幅相對基準介于-5%與5%之間；減持：預期未來 6個月個股漲跌幅相對基準介于-15%與-5%之間；賣出：預期未來 6個月個股漲跌幅相對基準在-15%以下。行業投資評級：增持：預期未來6個月內，行業指數相對強于基準5%以上；中性：預期未來6個月內，行業指數相對基準-5%與5%；減持：預期未來6個月內，行業指數相對弱于基準5%以上。我們在此提醒您，不同證券研究機構采用不同的評級術語及評級標準。我們采用的是相對評級體系，表示投資的相對比重建議。投資者買入或者賣出證券的決定應當充分考慮自身特定狀況，如具體投資目的、財務狀況以及特定需求等，并完整理解和使用本報告內容，不應視本報告為做出投資決策的唯一因素。東吳證券研究所蘇州工業園區星陽街5號郵政編碼：215021傳真：（0512）62938527東吳證券 財富家園