文/VR陀螺 萬里

從Google Glasses到HoloLens，再到近幾年雷鳥創新、Even Realities、影目、星紀魅族、Rokid等陸續發布量產產品，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注的焦點。

VR陀螺獨家獲悉，近日國內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域的國家高新技術企業和專精特新企業，自主掌握“光柵設計、光柵母版加工、納米壓印生產”三大核心技術。

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。公司連續三年入選“中國潛在獨角獸企業”榜單。

VR陀螺獲悉，至格科技本輪融資由嘉新創禾與某光電科技上市公司聯合投資，資金主要用于產能擴充和產品研發迭代。在此之前，至格科技已獲得多輪累計數億元融資，投資方包括小米、OPPO、中芯聚源等產業巨頭。

一直深耕于衍射光波導技術的至格科技，現已建成國內首條衍射光波導全自動批量生產線，月產能可達10萬片，并且已經實現單月2萬片的量產出貨，產能和出貨量均為行業領先。

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，已經服務多家消費電子和互聯網大廠以及AR眼鏡獨角獸公司。另外值得關注的是，近期至格科技與國內某家神秘的科技巨頭敲定了合作，該公司產品有望在今年亮相。

技術突破：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、可規模化量產等優點使其成為了最具潛力的AR光學方案，從數據來看，近兩年發布的AR眼鏡新品中，有一半以上采用了衍射光波導技術。

AR眼鏡的輕薄之路，圖源：VR陀螺

根據公開資料顯示，國內衍射光波導實現量產始于2020年，經過數年發展，衍射光波導在顯示效果、佩戴體驗、量產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，國內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衍射光波導研發生產的系列突破。

1、采用IDM模式，全自動產線保障產能和良率

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，該鏈條涵蓋了“光柵設計、光柵母版加工、納米壓印生產”三大板塊。目前業內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端需要采用委外合作的方式才能順利展開相應的業務。相比之下，至格科技三者兼備，具備更高的客戶需求響應效率、技術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建了自身的技術壁壘。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化，因而可以設計更復雜的結構，并且可以對光波導的深層次光學問題進行精確仿真和優化。

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、可加工復雜微納結構等優點。至格科技基于此開發出了“漸變光柵”技術，能夠有效提升光波導的光學性能和美觀度，關于這點后文將進一步展開。

光柵母版，圖源：至格科技

在光波導生產側，背后涉及納米壓印、光學鍍膜、激光切割、鏡片疊合、鏡片封邊等環節。至格科技建成了業內首條衍射光波導全自動批量生產線，在行業率先實現了8寸/12寸全站全自動化生產。相比之下，很多光波導廠商仍停留在半自動生產階段，這就使得至格科技擁有更高的生產效率，并兼具產能、良率和成本優勢。

值得一提的是，至格科技在生產環節中采用了拼版技術，這也是業內的一次重要技術突破。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打破了這一壟斷。

關于拼版技術所帶來的優勢，可以通過一組數據對比：無拼版方案只能在一片8寸晶圓上生產2-3片光波導，而拼版方案可用一片8寸晶圓生產8片光波導，用12寸晶圓可生產20片光波導。拼版技術的引入能夠大幅提升產能，并具有更強的成本優勢。孟博也直言，“拼版技術是掣肘衍射光波導走向真正規模化量產的關鍵一環。”

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模式以及全自動產線的高效率，為AR眼鏡的規模化量產奠定了重要基礎。

2、衍射光波導：大幅提升綜合性能，以普通鏡片思路開發光波導

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

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，因而產品入眼亮度一直是其關鍵指標之一。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，至格科技量產產品的光效已經實現了1000 nits/lm，達到行業領先水平。光效越高，意味著可以實現更高的入眼亮度，并且整個系統功耗也更低。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，這幾乎是業內現有水平數倍的提升。

圖源：JBD

2）無彩虹紋專利技術

彩虹紋是影響AR眼鏡用戶體驗的核心問題之一，它產生的原因是外界光線射入波導光柵時產生了衍射分光，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，至格科技開發了“無彩虹紋”專利技術，通過獨特的光學設計引導彩虹紋向特定角度發散，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。據稱，其波導片綜合透光率超過98%，非光柵區域的透光率更是達到了99%以上，幾乎實現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，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，對于細節參數的要求也越來越高。均勻性，可能對普通用戶還沒有很強的感知，尤其是單色產品，但業內用戶幾乎一眼就能從其中看出波導設計的優劣。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：網絡

目前市場上比較多的解決方案是將耦出光柵進行分區設計，所以在波導片上能看到明顯的光柵塊拼接縫，它通過調節不同光柵區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。

傳統的光柵分區方案，圖源：VR陀螺

對此，至格科技首創漸變光柵技術，并做了較為完善的專利保護。其相當于將傳統的三到四個光柵分區，擴展為無數個光柵分區，通過調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，并通過復雜的母版加工工藝制備出漸變的光柵結構，才能讓每個點所呈現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大幅提升了光柵區的透光率，讓波導鏡片上原本突兀的光柵區變得非常不明顯，看起來更接近于普通眼鏡。在跟諸多大廠交流后，孟博發現幾乎所有客戶都提到了“隱藏光柵區”的需求。由于光線需要通過光柵區域來傳導，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。

至格科技通過持續的工藝研發和材料驗證，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。在這雙重作用下，至格科技量產產品可以做到單片重量低于4g。得益于波導鏡片的極致優化，某款已量產的衍射光波導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光甚至畫面的內容，破壞了產品的私密性，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技術價值將進一步凸顯

AI大模型能力提升，加速了AI眼鏡的發展。2025年甚至可以稱為AI眼鏡的“蓄勢”之年，蘋果、三星、Meta、亞馬遜，國內小米、華為、阿里、字節跳動等企業蓄勢待發，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眼鏡也是各企業的戰略重心。

去年Meta Orion實際已經為未來的AR眼鏡指明了方向，輕量化形態、多模態交互、6DoF+眼動追蹤、大視場角全彩顯示……當然，Orion只是一款現有技術禁錮下理想形態的雛形，它仍存在諸多問題，但即便如此也并未阻擋企業們探索近眼顯示這條路線的決心。據了解，Meta有可能于今年發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眼鏡的戰爭已經悄然打響。

AI眼鏡已經被市場驗證，并且技術難度偏低，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。

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與海外企業站在同一起跑線，因為我們國內具有完整的AR眼鏡產業鏈。AR眼鏡賽道我們完全有實力Created in China，甚至引領整個行業。”

一眾數據機構均也對未來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眼鏡市場將很快駛入快車道。