在2024年meta Connect大会上，meta公司CEO马克·扎克伯格正式发布了新款AR眼镜——Orion。meta Platforms公司（原Facebook）开发的首款增强现实（AR）眼镜Orion，确实采用了碳化硅（SiC）材料，这标志着碳化硅的应用正在扩展到新兴的“元宇宙”领域。Orion的研发历时10年，耗资十亿，其重量仅为98克，解决了整体尺寸、重量、散热续航和彩虹伪影等影响长时间佩戴体验的难题。
AR眼镜采用碳化硅材料的原因主要有以下几点：
高折射率：碳化硅的折射率高达2.7，远高于传统光学玻璃的折射率，这使得Orion AR眼镜能够实现更大的视场角（FOV），提供更宽广的视野。
轻量化：碳化硅材料的使用，使得Orion AR眼镜成为目前最轻的AR眼镜之一，极大地提升了佩戴的舒适性。散热性能：碳化硅材料的高耐热性和导热性，通过创新方法解决了AR眼镜的散热挑战，提高了设备的稳定性和使用寿命。
彩虹伪影问题：碳化硅波导方案设计解决了AR眼镜中常见的彩虹伪影问题，提供了更清晰的显示效果。
波导技术：碳化硅波导技术可以实现更紧凑的光学设计，这对于缩小AR眼镜的体积和重量非常有利。此外，碳化硅波导可以实现更高效的光束传输，减少能量损失。
成本效益：虽然碳化硅材料本身可能成本较高，但通过提高加工效率和材料利用率，可以降低整体成本。
此外，碳化硅的使用可以减少对其他更昂贵组件的需求，从而在长期内实现成本节约。碳化硅材料的这些优势，使其在AR眼镜领域的应用前景非常广阔。随着技术的不断进步和成本的降低，碳化硅材料的应用前景非常广阔，已经在多个行业广泛应用，包括高性能计算、5G通信、新能源汽车和可再生能源等领域。为什么AR眼镜要用碳化硅？
在 VR 头戴设备中，要使消费者更有沉浸感，显示器视场 (FOV)是非常关键的参数，这需要用到平面波导技术。而更大的FOV可以实现更远、更大的视觉效果，这就需要提高波导光学镜片的折射率。但问题在于，传统光学玻璃的折射率仅为2.0，严重限制了波导FOV。而碳化硅是比玻璃更理想的光学材料，其折射率高达2.7，单层碳化硅波导理论上能够支持大于80°的全彩成像，相比之下，传统玻璃单片能够提供的最大全彩色视场角不超过40°。碳化硅的高折射率还有另一个优势，目前的波导设计通常使用两片或三片独立的玻璃—每片玻璃用于一种颜色（或一片用于两种颜色）。
而SiC实现了将三通道颜色（红、绿和蓝）组合成单片波导，这大大改善眼镜的尺寸、重量和成本，而且SiC更坚固耐用。碳化硅波导还解决了 AR 眼镜中常见的彩虹伪影问题，为用户提供了更清晰的显示效果。热量管理是 AR 眼镜面临的一个长期挑战，他们利用镜片本身进行散热，通过一种创新方法解决了这一问题碳化硅AR眼镜的普及化还有一段路要走。
Orion眼镜的生产成本约为1万美元，大部分成本来自于碳化硅镜片，并且由于镜片的加工良率太低，meta公司差点放弃这个项目。幸运的是，中国厂商慕德微纳（杭州）科技有限公司通过激光加工技术，极大地提升了碳化硅镜片的良率问题，也大幅提升了加工效率、材料利用率，从而帮助降低碳化硅镜片的成本。随着中国成熟的碳化硅产业链和加工体系的进一步发展，有望帮助降低AR眼镜的成本，使这项技术进一步普及。因此，AR眼镜市场确实有可能成为碳化硅材料的新蓝海市场。
来源：芯片崛起之路
