文/VR陀螺 萬里

從Google Glasses到HoloLens，再到近幾年雷鳥創(chuàng)新、Even Realities、影目、星紀魅族、Rokid等陸續(xù)發(fā)布量產(chǎn)產(chǎn)品，AR眼鏡在不斷刷新其輕薄程度。

AR眼鏡大幅瘦身背后，衍射光波導技術(shù)無疑是首要功臣。伴隨著“AI+AR”概念起風，光波導廠商也成為了資本關(guān)注的焦點。

VR陀螺獨家獲悉，近日國內(nèi)頭部光波導廠商至格科技完成新一輪億元級融資，且其衍射光波導技術(shù)獲得多個維度的重大突破，讓AR眼鏡真正無限接近普通眼鏡。

至格科技公司外景，圖源：至格科技

至格交出戰(zhàn)報：斬獲億元級融資，拿下科技巨頭訂單

至格科技是一家專注于AR衍射光波導、衍射光柵和微納光學領(lǐng)域的國家高新技術(shù)企業(yè)和專精特新企業(yè)，自主掌握“光柵設計、光柵母版加工、納米壓印生產(chǎn)”三大核心技術(shù)。

公司成立于2019年7月，由清華大學精密儀器系光柵與測量實驗室孵化而來，具有十分硬核的團隊背景和技術(shù)底蘊，核心團隊由長江學者、國家杰青、國家萬人、清華博士以及前上市公司高管組成。公司連續(xù)三年入選“中國潛在獨角獸企業(yè)”榜單。

VR陀螺獲悉，至格科技本輪融資由嘉新創(chuàng)禾與某光電科技上市公司聯(lián)合投資，資金主要用于產(chǎn)能擴充和產(chǎn)品研發(fā)迭代。在此之前，至格科技已獲得多輪累計數(shù)億元融資，投資方包括小米、OPPO、中芯聚源等產(chǎn)業(yè)巨頭。

一直深耕于衍射光波導技術(shù)的至格科技，現(xiàn)已建成國內(nèi)首條衍射光波導全自動批量生產(chǎn)線，月產(chǎn)能可達10萬片，并且已經(jīng)實現(xiàn)單月2萬片的量產(chǎn)出貨，產(chǎn)能和出貨量均為行業(yè)領(lǐng)先。

此外，至格科技也是目前最為知名的AR衍射光波導廠商之一，已經(jīng)服務多家消費電子和互聯(lián)網(wǎng)大廠以及AR眼鏡獨角獸公司。另外值得關(guān)注的是，近期至格科技與國內(nèi)某家神秘的科技巨頭敲定了合作，該公司產(chǎn)品有望在今年亮相。

技術(shù)突破：讓AR眼鏡“極限”接近普通眼鏡

前文提到，近年來AR眼鏡實現(xiàn)了大幅度瘦身，很大程度上是得益于AR光學方案的進步。

目前市面上有著很多AR光學路線，如棱鏡、Birdbath、自由曲面、陣列光波導、衍射光波導等。其中棱鏡由于顯示效果糟糕已逐漸被淘汰，Birdbath以及自由曲面已廣泛用于如今的分體式AR設備，但是這兩者的問題在于體積仍偏厚重、透光率低，不符合當下輕薄化的大趨勢。

相比之下，衍射光波導輕薄、高透光率、可規(guī)模化量產(chǎn)等優(yōu)點使其成為了最具潛力的AR光學方案，從數(shù)據(jù)來看，近兩年發(fā)布的AR眼鏡新品中，有一半以上采用了衍射光波導技術(shù)。

AR眼鏡的輕薄之路，圖源：VR陀螺

根據(jù)公開資料顯示，國內(nèi)衍射光波導實現(xiàn)量產(chǎn)始于2020年，經(jīng)過數(shù)年發(fā)展，衍射光波導在顯示效果、佩戴體驗、量產(chǎn)良率等方面整體上升了一個臺階。從長遠來看，它仍面臨視場角、色彩均勻性等方面的挑戰(zhàn)，國內(nèi)至格科技等廠商仍在加速攻堅當中，以試圖給客戶提供更好的產(chǎn)品。在獲得新一輪融資之際，VR陀螺也與至格科技 CEO孟祥峰博士（后簡稱孟博）進行了一次深度交流，了解到當前AR衍射光波導研發(fā)生產(chǎn)的系列突破。

1、采用IDM模式，全自動產(chǎn)線保障產(chǎn)能和良率

孟博表示，“自成立以來，至格一直在打造IDM模式。”IDM是指具備從設計到制造全鏈條能力的一種運營模式，反映在衍射光波導行業(yè)，該鏈條涵蓋了“光柵設計、光柵母版加工、納米壓印生產(chǎn)”三大板塊。目前業(yè)內(nèi)很多衍射光波導廠商只具備里面一兩個板塊的能力，這就導致其可能在設計端或者生產(chǎn)端需要采用委外合作的方式才能順利展開相應的業(yè)務。相比之下，至格科技三者兼?zhèn)洌邆涓叩目蛻粜枨箜憫省⒓夹g(shù)迭代效率以及更多的靈活性和自由度。

VR陀螺了解到，至格科技在以上三個板塊均構(gòu)建了自身的技術(shù)壁壘。如在光波導設計層面，至格科技自研了相應的算法和軟件，相比普通商業(yè)仿真軟件，自研軟件的好處是它專門針對衍射光波導做了特定優(yōu)化，因而可以設計更復雜的結(jié)構(gòu)，并且可以對光波導的深層次光學問題進行精確仿真和優(yōu)化。

對于母版加工，至格科技融合了全息光刻和電子束光刻兩大光刻工藝，兼具制備效率高、工藝精度高、可加工復雜微納結(jié)構(gòu)等優(yōu)點。至格科技基于此開發(fā)出了“漸變光柵”技術(shù)，能夠有效提升光波導的光學性能和美觀度，關(guān)于這點后文將進一步展開。

光柵母版，圖源：至格科技

在光波導生產(chǎn)側(cè)，背后涉及納米壓印、光學鍍膜、激光切割、鏡片疊合、鏡片封邊等環(huán)節(jié)。至格科技建成了業(yè)內(nèi)首條衍射光波導全自動批量生產(chǎn)線，在行業(yè)率先實現(xiàn)了8寸/12寸全站全自動化生產(chǎn)。相比之下，很多光波導廠商仍停留在半自動生產(chǎn)階段，這就使得至格科技擁有更高的生產(chǎn)效率，并兼具產(chǎn)能、良率和成本優(yōu)勢。

值得一提的是，至格科技在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中采用了拼版技術(shù)，這也是業(yè)內(nèi)的一次重要技術(shù)突破。所謂拼版，指的是將母版批量復制到一個大尺寸基板上進行組合，然后再基于此進行大尺寸納米壓印，考慮到多次復制之后存在累積誤差，這背后對于工藝精度具有極高要求。此前拼版技術(shù)只掌握在海外EVG等頂級半導體設備廠商手中，而至格科技通過多年的自主研發(fā)打破了這一壟斷。

關(guān)于拼版技術(shù)所帶來的優(yōu)勢，可以通過一組數(shù)據(jù)對比：無拼版方案只能在一片8寸晶圓上生產(chǎn)2-3片光波導，而拼版方案可用一片8寸晶圓生產(chǎn)8片光波導，用12寸晶圓可生產(chǎn)20片光波導。拼版技術(shù)的引入能夠大幅提升產(chǎn)能，并具有更強的成本優(yōu)勢。孟博也直言，“拼版技術(shù)是掣肘衍射光波導走向真正規(guī)模化量產(chǎn)的關(guān)鍵一環(huán)。”

12寸衍射光波導拼版，圖源：至格科技

“由于我們最終面向的是C端消費者，消費電子對交貨周期的要求是很嚴格的。如果項目定下來但很長時間都交付不了，可能整個產(chǎn)品生命周期就過去了。”孟博指出。至格科技獨特的IDM模式以及全自動產(chǎn)線的高效率，為AR眼鏡的規(guī)模化量產(chǎn)奠定了重要基礎。

2、衍射光波導：大幅提升綜合性能，以普通鏡片思路開發(fā)光波導

得益于至格科技在研發(fā)、設計、生產(chǎn)整個鏈路的技術(shù)升級，其衍射光波導產(chǎn)品在綜合性能方面也構(gòu)建了極強的競爭力。孟博告訴VR陀螺，“團隊正在以打造高端傳統(tǒng)眼鏡鏡片的思路開發(fā)波導鏡片，以實現(xiàn)最佳的顯示效果和佩戴體驗，真正實現(xiàn)全天候佩戴。”

這也就意味著至格團隊正試圖將波導鏡片“偽裝”成一個普通光學鏡片，這無疑是一個瘋狂的想法：如何進一步降低波導片厚度、如何消除彩虹雜光、如何讓光柵看起來沒那么突兀、如何讓鏡片更加透亮、如何減輕漏光問題？這背后涉及了大量的工作。可喜的是，至格科技在這些方面均取得了不錯的進展。

1）光效大幅提升，達到5000nits/lm

由于AR眼鏡需要在戶外場景下使用并“對抗”陽光等高亮度場景，因而產(chǎn)品入眼亮度一直是其關(guān)鍵指標之一。AR眼鏡最終入眼亮度主要取決于兩方面，一是光機自身的光通量，二是波導片的光效。

VR陀螺了解到，至格科技量產(chǎn)產(chǎn)品的光效已經(jīng)實現(xiàn)了1000 nits/lm，達到行業(yè)領(lǐng)先水平。光效越高，意味著可以實現(xiàn)更高的入眼亮度，并且整個系統(tǒng)功耗也更低。此外，今年年初的全球光學盛會SPIE會議期間，至格科技聯(lián)合清華大學展示了高達5000nits/lm的衍射光波導成果，這幾乎是業(yè)內(nèi)現(xiàn)有水平數(shù)倍的提升。

圖源：JBD

2）無彩虹紋專利技術(shù)

彩虹紋是影響AR眼鏡用戶體驗的核心問題之一，它產(chǎn)生的原因是外界光線射入波導光柵時產(chǎn)生了衍射分光，導致視覺污染。嚴格來講，這其實屬于衍射光波導的一個固有“缺陷”，只能盡量減輕，無法徹底消除。

為此，至格科技開發(fā)了“無彩虹紋”專利技術(shù)，通過獨特的光學設計引導彩虹紋向特定角度發(fā)散，避免進入人眼，該方案能保證用戶在95%的場景下都感受不到彩虹紋的存在。

有彩虹紋與無彩虹紋效果對比，圖源：至格科技

3）透光率達99%以上，對標高端眼鏡鏡片

對于一款普通眼鏡來說，透光率是一項重要指標，它不僅直接影響視覺清晰度、佩戴舒適度，同時還會影響對于不同環(huán)境的適應性。如透光率達到99%左右的鏡片，能讓更多光線進入眼睛，使視物更明亮清晰，色彩還原更準確。而透光率低的鏡片，視物會偏暗，影響視覺體驗和對物體細節(jié)的分辨。對于AR眼鏡來說，透光率低還意味著反射率高，這就導致對面的人經(jīng)常能看到佩戴者眼鏡的反光，而看不到佩戴者的眼睛，讓佩戴者看起來顯得非常怪異。而高透光率的AR眼鏡則不存在這樣的尷尬問題。

為了讓AR眼鏡也獲得更高的透光率，至格科技采用了復雜的光學設計和工藝手段。據(jù)稱，其波導片綜合透光率超過98%，非光柵區(qū)域的透光率更是達到了99%以上，幾乎實現(xiàn)了與高端眼鏡鏡片同等級水平。

透光率90%與透光率99%的AR眼鏡佩戴效果對比，圖源：至格科技

4）漸變光柵專利技術(shù)，提升顯示均勻性和外觀美觀度

隨著AR眼鏡逐漸走向大眾視野，對于細節(jié)參數(shù)的要求也越來越高。均勻性，可能對普通用戶還沒有很強的感知，尤其是單色產(chǎn)品，但業(yè)內(nèi)用戶幾乎一眼就能從其中看出波導設計的優(yōu)劣。從衍射光波導的傳導光路來看，其從眼鏡鏡腿處將光向人眼位置傳導，而隨著傳導距離的增加，由于能量不斷耦出，其光強也會隨之衰減，這就導致了顯示均勻性的差異。

AR衍射光波導工作原理，圖源：網(wǎng)絡

目前市場上比較多的解決方案是將耦出光柵進行分區(qū)設計，所以在波導片上能看到明顯的光柵塊拼接縫，它通過調(diào)節(jié)不同光柵區(qū)塊的光效來對抗光損，這樣能起到一定作用，但塊狀的柵格感卻非常影響鏡片的美觀度和用戶的感官體驗，而且其顯示均勻性也不夠理想。

傳統(tǒng)的光柵分區(qū)方案，圖源：VR陀螺

對此，至格科技首創(chuàng)漸變光柵技術(shù)，并做了較為完善的專利保護。其相當于將傳統(tǒng)的三到四個光柵分區(qū)，擴展為無數(shù)個光柵分區(qū)，通過調(diào)整每一個點的光效來彌補亮度和色彩的不均勻性。這一技術(shù)看似簡單，實際上非常困難，需要通過極其復雜的仿真計算來設計漸變的光柵參數(shù)，并通過復雜的母版加工工藝制備出漸變的光柵結(jié)構(gòu)，才能讓每個點所呈現(xiàn)出來的亮度和色彩接近一致。

除此之外，至格科技還通過漸變光柵技術(shù)大幅提升了光柵區(qū)的透光率，讓波導鏡片上原本突兀的光柵區(qū)變得非常不明顯，看起來更接近于普通眼鏡。在跟諸多大廠交流后，孟博發(fā)現(xiàn)幾乎所有客戶都提到了“隱藏光柵區(qū)”的需求。由于光線需要通過光柵區(qū)域來傳導，完全去除幾乎不可能，但可以通過上述方式來弱化該區(qū)域。

至格科技的漸變光柵專利方案，圖源：至格科技

5）鏡片極致輕薄，重量不到4g

由于AR眼鏡屬于可穿戴設備，那么它的終極目標無疑是在保障性能的同時能夠持續(xù)壓低重量并保持輕薄時尚，每減輕1g都意義重大。

至格科技通過持續(xù)的工藝研發(fā)和材料驗證，已將波導鏡片做得非常輕薄，純波導片厚度僅0.4mm，疊加蓋板后厚度控制在0.65mm以內(nèi)。在這雙重作用下，至格科技量產(chǎn)產(chǎn)品可以做到單片重量低于4g。得益于波導鏡片的極致優(yōu)化，某款已量產(chǎn)的衍射光波導AR眼鏡整機重量僅為38g。

6）改善漏光問題

在眾多光波導的“疑難雜癥”中，前向漏光也是影響用戶使用體驗的核心問題之一，它導致外界能夠看到眼鏡發(fā)光甚至畫面的內(nèi)容，破壞了產(chǎn)品的私密性，也讓佩戴者顯得十分怪異。對此，至格科技的解決方案是通過獨特的波導光學架構(gòu)設計，控制漏光畫面的傳播方向，使漏光非常不明顯，即正常情況下用戶在與別人面對面交流時對方難以察覺到眼鏡漏光。

AI眼鏡起風，AR技術(shù)價值將進一步凸顯

AI大模型能力提升，加速了AI眼鏡的發(fā)展。2025年甚至可以稱為AI眼鏡的“蓄勢”之年，蘋果、三星、Meta、亞馬遜，國內(nèi)小米、華為、阿里、字節(jié)跳動等企業(yè)蓄勢待發(fā)，這其中不僅包括以音頻+拍攝為主的AI眼鏡，涵蓋顯示功能的AR眼鏡也是各企業(yè)的戰(zhàn)略重心。

去年Meta Orion實際已經(jīng)為未來的AR眼鏡指明了方向，輕量化形態(tài)、多模態(tài)交互、6DoF+眼動追蹤、大視場角全彩顯示……當然，Orion只是一款現(xiàn)有技術(shù)禁錮下理想形態(tài)的雛形，它仍存在諸多問題，但即便如此也并未阻擋企業(yè)們探索近眼顯示這條路線的決心。據(jù)了解，Meta有可能于今年發(fā)布首款具有顯示功能的消費級AR眼鏡Hypernova。

無獨有偶，三星、華為、傳音等均采取了類似的雙管齊下策略。雖說AR眼鏡尚屬早期，但AR眼鏡的戰(zhàn)爭已經(jīng)悄然打響。

AI眼鏡已經(jīng)被市場驗證，并且技術(shù)難度偏低，便于快速出貨。而對于AR眼鏡而言，它進一步配備了顯示模塊，信息傳遞效率更高，并且能拓展出更多玩法，如提詞、翻譯、取景、導航等，如果全彩顯示能夠普及則能實現(xiàn)更多場景，如觀影、虛實融合體驗……由于AR眼鏡可帶來更廣泛的應用場景，它被很多人視為下一代計算平臺的理想形態(tài)。

去年扎克伯格接受采訪時甚至表示，“十年后的某一天，你甚至不需要隨身攜帶手機，AR眼鏡將逐漸成為我們進行計算的主要方式。”

Meta Orion，圖源：網(wǎng)絡

談及AI/AR眼鏡未來的市場格局，孟博認為，從長遠來看AR眼鏡價值會遠勝于AI眼鏡。更加重要的是，“AR眼鏡能讓我們真正實現(xiàn)與海外企業(yè)站在同一起跑線，因為我們國內(nèi)具有完整的AR眼鏡產(chǎn)業(yè)鏈。AR眼鏡賽道我們完全有實力Created in China，甚至引領(lǐng)整個行業(yè)。”

一眾數(shù)據(jù)機構(gòu)均也對未來AR市場表示了樂觀，如IDC曾預測2025年中國AR市場同比2024年將增長143.9%；而TrendForce更是預測2030年全球AR設備出貨量將達2550萬臺。

在至格科技等上下游廠商的集體努力下，AR眼鏡市場將很快駛?cè)肟燔嚨馈?/p>