原创 【成员风采】微射流激光技术赋能碳化硅 AR 眼镜产业发展

一、发展背景

随着增强现实（AR）技术逐渐走进大众生活，AR 眼镜市场呈现出蓬勃发展的态势。在这一进程中，材料与加工技术的创新成为关键驱动力。微射流激光技术与碳化硅材料的融合，正为 AR 眼镜产业带来前所未有的变革。

二、技术协同优势驱动产业升级

1、碳化硅材料的 AR 应用价值碳化硅（SiC）以其独特的光学和物理特性，在 AR 镜片领域展现出巨大潜力。其高折射率（2.65 - 2.73）、轻质、高强度以及优异的热导率，相较于传统玻璃镜片，能够实现更广阔的视场角（可达 80 °），为用户带来沉浸式的视觉体验，同时助力镜片结构设计更加轻薄，成像清晰度也显著提升。然而，碳化硅的高硬度与脆性使得传统机械加工方式捉襟见肘，极易造成材料损伤，影响镜片质量。

2、微射流激光技术的核心优势及实践成果微射流激光（Laser MicroJet）技术通过巧妙地利用高压水束引导激光，配合水流的冷却与冲刷功能，实现了碳化硅的 “冷加工”。实践证明，其优势显著：在精度方面，切割缝宽精细至 30 - 80 μm，表面粗糙度低至 Ra≤1 μm，完全契合 AR 镜片对纳米级精度的严苛要求；低热损伤特性使得水流能够迅速带走加工过程中产生的热量，有效减少热应力与微裂纹，确保碳化硅的物理性能稳定，保障镜片的长期可靠性；并且，该技术能够灵活加工直角、异形及超薄件，满足 AR 镜片多样化的波导设计需求。

晟光硅研率先运用微射流激光技术完成碳化硅AR眼镜镜片加工，效果显著。

根据加工要求与工艺特点，选用五轴微射流激光加工设备，成功完成 AR 镜片外形切割后，又在碳化硅 AR 镜片外形切割块上顺利实施去端切片，获得厚度为 0.65mm 的高品质镜片切片。

经检测，碳化硅晶体切割边缘无热影响、崩边和缺口等瑕疵，加工完成的 AR 镜片切片的表面粗糙度精准控制在 0.5 - 0.7μm 区间，充分验证了微射流激光技术在实际生产中的可行性与优越性。

具体案例如下：

按照图纸（图1）内设计的AR镜片形状，在一块整体呈透明，厚度为21 mm的4英寸高纯碳化硅晶体，中心按照镜片结构掏出一个完整厚度的形状，随后根据外形切割出厚度0.65mm的镜片，如图2所示。

图1AR眼镜加工轮廓

图2碳化硅晶体AR镜片切割

碳化硅晶体的切割达到预期效果，切割边缘无热影响和崩边、缺口等现象；如图3所示，加工完成的AR镜片的切割面粗糙度Ra=0.662μm。

图3切割面粗糙度测试

切片后的碳化硅镜片，后期经过抛光无色透明，完全满足AR镜片要求。

图4经抛光后碳化硅晶片（参考效果图）

晟光硅研借助微射流激光加工技术，成功实现镜片透光性大幅提升与轻薄化。在生产过程中，通过自动化与智能化的深度融合，不仅优化了工艺流程，还极大地提高了生产效率。这一系列创新成果，为产业的整体竞争力提升注入了强大动力，助力行业迈向更高发展台阶 。

三、市场需求与产业链协同发展

1.AR 眼镜市场的爆发式增长

市场研究数据显示，预计 2025 年将成为 AR 行业的关键转折点，中国 AR 终端硬件出货量有望飙升至 2088 万台，年均增速高达 103.4%，市场规模增速亦超 101%。作为提升 AR 眼镜沉浸感的核心组件，碳化硅镜片的需求将随着 AR 设备的普及呈井喷式增长。微射流激光技术凭借其高效的加工能力，相较于传统线锯，切割速度大幅提升数倍，能够显著降低碳化硅晶片的制造成本，为其在消费级 AR 设备中的规模化应用铺平道路。

2.产业链国产化突破近年来，国内企业在微射流激光设备研发及碳化硅加工工艺方面成绩斐然。

我司已推出多款适配不同应用场景的微射流激光加工设备，从科研探索到工业大规模生产，全面覆盖碳化硅切割需求，同时还建立了涵盖 SiC 在内的硬脆材料工艺数据库，为后续加工提供坚实的技术支撑；材料端，天科合达等公司能够提供定制化的碳化硅晶片，精准对接 AR 镜片制造的个性化需求；此外，微射流激光技术与 CAD/CAM 技术的深度融合，进一步推动加工过程自动化、智能化，大幅缩短产品迭代周期，提升产业整体竞争力。

四、未来趋势与挑战

1.技术深化与多领域拓展

展望未来，微射流激光技术将持续进阶。一方面向更高功率迈进，以进一步提升加工效率，同时致力于减小热影响区，确保加工质量更加精细；另一方面，积极探索与 AI 驱动的工艺优化系统相结合，通过智能算法实时调整加工参数，最大化提升加工效率与良率。此外，其应用场景有望拓展至 AR 眼镜的其他硬脆材料组件，如金刚石散热片的加工，充分发挥技术复用优势，为 AR 眼镜的整体性能提升提供更多可能。

2.行业挑战与应对策略

尽管前景广阔，但当前行业仍面临诸多挑战。需要通过规模化生产、优化供应链等方式降低成本，提高性价比，增强市场竞争力；工艺标准化进程亟待加速，建立统一的碳化硅镜片加工标准，确保不同厂商产品在兼容性与一致性上达到行业要求，保障终端产品质量；从环保角度出发，优化超纯水循环系统，顺应绿色制造的时代潮流，实现产业可持续发展。

五、前景展望

对于 SiC 晶体 AR 镜片切割，未来除了延续现有晶体切割工艺，还可将目光投向成熟的 SiC 晶圆，利用微射流激光技术精准进行镜片的轮廓切割，并依据客户需求开展针对性设计与加工，满足多样化的结构相貌要求。微射流激光技术与碳化硅材料的协同创新，不仅将推动 AR 眼镜朝着更轻薄、高清晰、高耐用的方向大步迈进，还可能重塑半导体、医疗器械等多个领域的精密加工范式。

随着国产设备技术突破与 AR 市场需求的共振，这一新兴赛道有望成为 “中国智造” 的又一标志性领域，为全球 AR 产业生态的繁荣注入源源不断的活力，开启全新的发展篇章。

综上所述，微射流激光技术与碳化硅材料的结合在 AR 眼镜产业展现出巨大潜力，尽管面临挑战，但只要各方协同努力，必将在未来市场中斩获丰硕成果。

来源： 晟光硅研

*声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，宽禁带半导体技术创新联盟转载仅为了传达一种不同的观点，不代表本联盟对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系我们。