AR眼镜光波导工艺路线,纳米压印仍“稳坐C位”

半导体在线 2025-09-29 15:30
聚焦AR眼镜关键:SiC光波导技术研讨会
为了推动 AR 眼镜技术的发展,解决碳化硅光波导等关键技术难题,加强行业内的交流与合作,半导体在线11月7日在无锡联合举办“聚焦 AR 眼镜关键:碳化硅光波导技术研讨会,欢迎参会、参展等合作。
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AR眼镜光波导工艺路线,纳米压印仍“稳坐C位”图1
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在刚刚落幕的第26届中国国际光电博览会(CIOE 2025)上,AI 眼镜与 AR 眼镜无疑成为全场焦点,各类光学“黑科技”争奇斗艳、精彩纷呈——无论是佩戴舒适性还是光学效果优化,都迈上了新台阶。


不过在一片“百花齐放”之中,我们捕捉到一个关键趋势:在消费级 AR 赛道中,凭借量产能力与成本控制的显著优势,采用纳米压印技术制造的衍射光波导,依然牢牢占据主流地位。


那么问题来了:同为纳米压印,不同类型的技术路径究竟有何差异?在先进显示领域,什么样的工艺,才能真正承载下一代显示技术的雄心?这篇文章,带你一次看透。


三大纳米压印技术,谁更胜一筹?

AR眼镜光波导工艺路线,纳米压印仍“稳坐C位”图2


目前市场上主要有三大纳米压印技术,包括卷对板(R2P)纳米压印技术、晶圆级纳米压印技术以及卷对卷(R2R)纳米压印技术,三者技术特性不同。相较于卷对板(R2P)纳米压印技术,晶圆级纳米压印技术和卷对卷(R2R)纳米压印技术面临着压印面积、产能、基底材料受限等应用挑战。

AR眼镜光波导工艺路线,纳米压印仍“稳坐C位”图3



晶圆级纳米压印技术

1

压印面积受限:晶圆级纳米压印技术目前仅支持直径为 200mm 的 8 英寸或直径为 300mm 的 12 英寸晶圆,难以实现更大面积基底的压印;

2

产能存在瓶颈:受制于单次压印面积有限,晶圆级纳米压印技术的量产扩展性较弱,难以支撑消费级大规模应用需求。



卷对卷(R2R)纳米压印技术

1

基底材料受限:卷对卷(R2R)纳米压印技术主要适用于柔性或薄膜类基底,难以兼容玻璃等刚性材料,限制了其在部分高精度光学场景的应用;

2

应用领域较窄:目前多用于中端及以下、非切换型的裸眼 3D 显示、防窥屏及电子纸显示器导光板(LGP)方案;

3

易产生对准误差:全连续工艺依赖复杂的卷动控制系统,长时间运行中易出现对准偏差与缺陷积累,影响良率;

4

精度上限较低:通常更适用于微米级及以上结构制作,难以稳定复刻高复杂度或纳米级高精度光学纹理。



卷对板(R2P)纳米压印技术


与上述两种技术相比,卷对板(R2P)纳米压印技术在基底多样性、产能、良率和精度等方面都取得了更优异的表现。


大面积卷对板(R2P)纳米压印技术

重新定义“纳米压印”的可能性

AR眼镜光波导工艺路线,纳米压印仍“稳坐C位”图4


魔飞光电(Morphotonics)的大面积卷对板(R2P)纳米压印技术,融合了晶圆级纳米压印和卷对卷(R2R)纳米压印技术的优势,既继承了晶圆级纳米压印的质量,又融入了卷对卷(R2R)纳米压印的高速量产基因。


1

广泛适配基底类型

魔飞光电的 R2P 工艺支持刚性(如玻璃)与柔性基底,可制造具备更高热稳定性和机械稳定性的高端光学元件;

2

优异的良率表现

凭借半连续工艺特性,该技术对准与叠层精度可达 1–10 微米,产线良率稳定超过 90%;

3

高精度制造能力

能够高精度制造倾斜光栅等复杂光学结构,实现纳米级形貌保真;

4

多样化应用场景

涵盖裸眼 3D 显示(静态及 2D/3D 切换)、防眩光显示保护玻璃、隐私屏、电子纸显示器导光板(LGP),以及全息成像(如汽车抬头显示 HUD 和 AR/VR 光波导);

5

成本竞争优势

虽然传统观点认为 R2R 纳米压印更具成本优势,但魔飞光电的 R2P 纳米压印技术通过支持 5 代线(1100×1300mm)级别大面积压印,显著降低单位成本,在缩小与 R2R 成本差距的同时,实现了与晶圆级纳米压印技术相当的质量;

6

高产线兼容性

魔飞光电的全自动卷对板(R2P)纳米压印系统可兼容 5 代线尺寸基底,并能无缝集成至现有显示面板生产线,推动规模化制造。 


随着光学设计日趋复杂、像素尺寸持续微缩,先进显示应用的快速发展对光学结构的复杂度和复制精度提出了更高要求,传统的卷对卷(R2R)纳米压印技术在面对这些高标准时逐渐显现局限,难以完全满足高端显示制造对质量一致性与精度的需求。


因此,越来越多的先进显示制造商正在积极寻求能够高质量、高稳定性量产光学元件的综合解决方案在这一背景下,产业有望由精度受限的 R2R 纳米压印制造,向具备更高工艺质量的卷对板(R2P)纳米压印技术转型。


魔飞光电通过持续在硬件、工艺和材料领域的创新,为客户提供覆盖设备、材料与工艺的端到端解决方案,助力其实现大规模、低成本、高质量的生产转型。


魔飞光电推出的大面积卷对板(R2P)纳米压印技术,成功构建了一个融合晶圆级半导体工艺质量与卷对卷(R2R)级量产效率的新型制造平台,在“质量”与“规模”之间找到了平衡点,使卷对板(R2P)纳米压印技术不仅适用于高复杂度光学器件的制造,同时还具备了在先进显示与高端光学应用中规模扩展的潜力,为先进显示应用的大规模普及和渗透提供有力支撑。


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来源:morphotonics
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