視場角達60度的AR光學模組投產(chǎn)，靈犀微光有望開啟消費級市場

    本年度蘋果WWDC21（全球開發(fā)者大會）AR眼鏡不出意外的繼續(xù)跳票，這不是第一次，估計也不是最后一次。媒體和用戶都充滿了期望，同時也都做好了失望的準備。對于投資界而言，AR從來不乏熱度，即使在2019的寒冬期，國內(nèi)外眾多AR硬件廠商也都拿到了風投，國內(nèi)短短的幾個月，出現(xiàn)過十余筆涉及AR硬件的投資，單筆規(guī)模都在數(shù)千萬人民幣以上。

    還可以參考一下海外大廠，誰能想到成立以來只推出過一款硬件的Magic Leap，在2020年裁員近千人后，居然又拿到3.5億美元的融資，其豪華的資方名單谷歌、阿里、AT&T、華納兄弟、NTT繼續(xù)擴大，總?cè)谫Y額已達29.5億美元；微軟Hololens從美國軍方拿到超200億美元訂單令人咋舌；Facebook 20%的員工在從事AR/VR相關業(yè)務；Facebook兩次失手的Snap完成了自己史上最大單筆收購，5億美元買下衍射光波導龍頭Wave Optics；在這里還值得插播一下，雖然Facebook沒有成功收購Snap，但是騰訊買到了10%，而且騰訊還分別入手過Epic、Roblox。

    大廠的消費級AR眼鏡為什么遲遲無法推出？資本為什么看好AR？AR光學模組不同技術方案的優(yōu)劣？C端市場何時能夠初具規(guī)模？36氪帶著諸多問題和國內(nèi)知名AR光學模組廠商靈犀微光進行了一次交流。

    1、不同技術路線的對比：

    衍射光波導

    微軟發(fā)布HoloLens并且使用了表面浮雕衍射光波導技術、Snap5億美元收購衍射光波導頭部公司W(wǎng)ave Optics，使得衍射光波導在國內(nèi)受到了重要關注。

    靈犀從2015年開始就對衍射光波導進行布局，2017年上半年開發(fā)出了基于表面浮雕衍射的光波導樣機。但是，經(jīng)過深入研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的衍射方案有一些根本問題還沒有解決，從顯示效果而言

    1）彩虹效應是基于衍射原理性的固有缺陷；2）光能利用率低，需要搭配高亮的光源才能夠得到足夠的入眼亮度，MicroLED是一個很好的選擇，但在消費級市場應用彩色高PPI的MicroLED會是一個難點；3）外界漏光導致的光眼效應對于C端市場來說難以接受。不解決這些問題，表面浮雕衍射光波導在未來三到五年內(nèi)很難在消費級AR眼鏡市場獲得大規(guī)模使用。所以在量產(chǎn)之前，靈犀微光會先專注于解決以上核心問題，幾年來通過深入研究衍射光波導技術，發(fā)現(xiàn)采用特殊的微納米結(jié)構(gòu)以及特殊材料，可以使單個光柵的衍射效率提高，并進一步減弱其他級次的衍射強度。

    體全息光柵波導

    蘋果收購的Akonia是采用體全息光柵波導方案主要公司。其主要產(chǎn)品HoloMirror，只需一層用于顯示信息，就能夠?qū)崿F(xiàn)在一個輕薄透明的鏡片上顯示動態(tài)的、全色彩、廣視域的圖像。但體全息衍射光波導的門檻是綜合性的，涉及到材料體系、設計軟件、系統(tǒng)設計仿真、體全息光柵制造工藝、體全息光柵后處理工藝。

    靈犀微光在2017年下半年研發(fā)出了基于體全息光柵的光波導樣機，在體全息的材料和表面浮雕衍射的制備上取得的一些突破性的進展，部分公布在其公開的專利上，并在去年拿到了北京市科委的重大研發(fā)專項。在明年會開始布局體全息光柵波導方向的量產(chǎn)準備。

    陣列波導

    陣列波導生產(chǎn)的工藝是成熟光學加工工藝，如鍍膜、拋光、膠合等。這些工藝在的鏡頭行業(yè)和光通信行業(yè)中已經(jīng)廣泛使用并且年出貨量都在百萬量級以上，相應的設備如鍍膜機、多軸拋光機、銑磨機等都相對成熟且絕大多數(shù)可以完全國產(chǎn)化。

    但是，要制備性能優(yōu)良的陣列光波導鏡片對于拋光的精度、復雜膜系制備、光學貼合能力都有要求，必須要在傳統(tǒng)工藝基礎上有持續(xù)的突破性的創(chuàng)新，否則會有重影等顯示效果缺陷以及帶來的產(chǎn)品一致性較差的問題，從而影響量產(chǎn)化生產(chǎn)，這對眾多廠商來說是難以逾越的障礙，因此普通觀點認為陣列光波導難以量產(chǎn)化。

    靈犀微光通過設計和工藝團隊的持續(xù)性努力，通過改進工藝方法及自研特殊的制備方法，制備出來的陣列光波導在亮度、對比度等指標上顯著高于衍射光波導。

    綜上所述，研發(fā)波導片不能局限于某一種技術路線，要解決核心技術問題、要解決工藝中的難題，要在提升良品率、提高產(chǎn)能、降低成本等諸多目標導向上探索一條漸進的路徑。

    2、靈犀微光在陣列光波導方向的進度

    陣列光波導的技術潛力非常巨大，業(yè)內(nèi)公認在當前階段其顯示效果要顯著優(yōu)于其他的光波導方案。但是近幾年的普遍觀點是陣列光波導難以實現(xiàn)二維擴瞳。靈犀微光在今年4月份率先發(fā)布了二維陣列光波導，突破了業(yè)內(nèi)難點，相信國內(nèi)的廠商也會持續(xù)跟進。

    靈犀微光通過研究發(fā)現(xiàn)陣列光波導可以實現(xiàn)不低于其他光波導技術的視場角，預計下半年將發(fā)布60度甚至更大視場角的波導片。另外，在透光度和光能利用率上靈犀微光也實現(xiàn)了突破，普遍透光度可以達到82%以上，且光損耗更小，畫面更清晰。

    陣列波導片的生產(chǎn)中高精度拋光、復雜鍍膜和光學貼合是其工藝難點，且一直以來這三點被認為是影響量產(chǎn)的主要問題。靈犀微光無錫工廠中試線具有完整的從光波導片到光波導模組的制備能力，并在工藝上應用創(chuàng)新性工藝方法，解決了以上問題。目前可以達到85%以上的良率，未來隨著工藝精度提高，這個數(shù)值可以達到95%以上甚至更高。

    截止2020年，靈犀微光的極限產(chǎn)能在5-8萬片左右，如果未來需要擴充產(chǎn)能，只需要復制產(chǎn)線，可以在6個月內(nèi)提升3倍以上產(chǎn)能，達到年產(chǎn)100萬片在理論上也不是問題，并且隨著良率和產(chǎn)能提升還可以進一步壓縮單片成本。目前靈犀微光與國外科技大廠已建立合作關系，并進入其供應鏈，有望在消費級C端市場實現(xiàn)出口。

    波導片的原材料是玻璃或者光學樹脂，原材料生態(tài)成熟，價格低廉且更易獲得，按照靈犀微光現(xiàn)有的工藝，未來可以做到100%全自動化生產(chǎn)線，使波導片單片成本可壓縮在20美元以下，甚至更低。這對于打開C端市場，進一步壓縮AR眼鏡整機成本具有很大優(yōu)勢。

    3、對于B端、C端市場的預期

    對于消費級場景而言真正的好產(chǎn)品是打開C端市場的鑰匙，而對于好產(chǎn)品定義，要基于發(fā)現(xiàn)硬件的能力極限，又要跳脫出硬件的邊界。具有消費級產(chǎn)品定義能力和軟硬件整合能力的廠商，還要包含軟件生態(tài)整合能力和供應鏈整合能力。

    由于AR眼鏡的技術門檻較高，上下游的供應鏈條長，參考移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展脈絡，國外如Apple、微軟、Facebook、Google、Amazon這樣的巨頭具有這樣的潛力，當然國內(nèi)的頭部公司也在積極布局。近年來靈犀微光與國內(nèi)外多家科技巨頭保持深入合作。

    靈犀微光從2019年開始和國內(nèi)外多家科技巨頭在消費級AR光波導鏡片領域開始合作和探討，但是C端產(chǎn)品對于各項性能指標的要求和B端有本質(zhì)區(qū)別，部分指標的設定極其苛刻。目前在這個領域，中國和另外幾家國際知名公司的差距并不大，在光學領域很難有彎道超車的機會。

    從B端的角度來說剛需是存在的，很難說是否會有爆款，根據(jù)靈犀微光多年以來的觀察B端需求比較分散，近幾年配合國內(nèi)AR整機廠商在安防、工業(yè)等場景做出很多的嘗試，已經(jīng)有了一定的成果，但是還沒有看到具有明顯規(guī)模效應的場景，目前可以支撐幾十萬到百萬的產(chǎn)量。

    靈犀微光的市場定位是與終端硬件廠商合作，為客戶解決定制化問題，提供AR核心顯示技術，幫助用戶設計開發(fā)完整的AR眼鏡硬件方案。并且會在不同領域嘗試終端組合的方式，給予用戶更多的應用場景靈感，啟發(fā)客戶做更多種嘗試。

    4、資本對于AR的態(tài)度

    近年來，AR領域的投資熱度從沒有褪去，有風投，也有大廠的并購。究其原因，誰都不想錯過這把可能是打開下一代網(wǎng)絡大門的鑰匙。而想要實現(xiàn)AR應用生態(tài)閉環(huán)需要強大財力和技術實力支撐，這大概率是大廠之間的競爭，從目前看最有可能的是蘋果、谷歌、微軟和Facebook這四家公司。

    但是當然，完整的生態(tài)需要大量創(chuàng)新公司的參與，AR生態(tài)的產(chǎn)業(yè)鏈條很長，而且分支眾多。經(jīng)不完全統(tǒng)計，僅今年3月，全球AR行業(yè)共完成19筆融資并購，國內(nèi)6筆，國外13筆，總額約為3億5千萬美元，與2月相比，增長了兩倍多。而后Roblox、Epic、英偉達、Snap不斷為這條賽道的熱度加碼，而且從底層技術到上層應用之間的距離在顯著的縮短。

    在融資方面靈犀微光會根據(jù)市場發(fā)展按步調(diào)進行，陣列光波導的產(chǎn)線成本沒有衍射光波導動輒10億那樣巨大，因此在早期融資方面沒有那么大的壓力。因為靈犀微光在技術路線采取分列式技術布局，所有技術都有涉獵，在量產(chǎn)產(chǎn)能布局選擇上會相對更加謹慎，老資金主要用于提高量產(chǎn)能力，以及體全息技術相關投入等，未來根據(jù)市場實際情況考慮融資，以擴充量產(chǎn)產(chǎn)能。