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ARMR光波导玻璃晶片:开启虚实融合新时代

发布时间:   作者: 安博全站app新闻

  

ARMR光波导玻璃晶片:开启虚实融合新时代

  在探讨 AR/MR 光波导玻璃晶片之前,我们先来了解一下 AR 和 MR 技术。增强现实(AR),是通过计算机技术将虚拟的信息应用到真实世界,真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间,同时存在,像大家熟知的《Pokemon Go》游戏,玩家通过电子设备屏幕就能在现实场景中捕捉虚拟宝可梦 ,这便是 AR 技术的有趣应用。而混合现实(MR),可以简单理解为 AR 和 VR(虚拟现实,构建完全虚拟的世界)的结合,它合并现实和虚拟世界产生新的可视化环境,物理和虚拟数字对象共存并实时互动,例如 Apple Vision Pro,用户能在真实房间放置虚拟家具并与之互动。

  而在 AR/MR 设备中,有一个关键元件起着举足轻重的作用,那就是光波导玻璃晶片。简单来说,光波导玻璃晶片是一种由玻璃材料制造成的薄而平整的基片,专门用于在集成光子电路中引导光波,是制造光波导的核心平台。光波导利用光的全反射原理工作,就像光线在一个特殊的管道里 “奔跑”,被限制在由高折射率材料构成的芯层内传输,周围被低折射率材料包围,只要光线入射角度合适,就能在芯层内不断反射前进,实现光信号的高效传输 。

  在 AR/MR 设备里,光波导玻璃晶片承担着将微型显示屏发出的图像或信息,以光学方式传输并精准地呈现在用户眼前的重任,它决定着用户最终看到的虚拟图像的质量、清晰度、视场角等关键体验指标。可以说,没有光波导玻璃晶片,AR/MR 设备就难以实现如今这般虚实融合、便捷交互的沉浸式体验,它是开启 AR/MR 奇妙世界大门的一把 “钥匙”。

  近年来,随着 AR/MR 技术在游戏、教育、医疗、工业等众多领域的应用逐渐深入,AR/MR 光波导玻璃晶片市场呈现出蒸蒸日上的态势。据VMResearch的调研统计,2023 年全球 AR/MR 光波导玻璃晶片市场销售额达到了一定规模,预计 2030 年将达到更高的数值,2024-2030 年期间年复合增长率(CAGR)颇为可观 。这一增长趋势背后,是一直增长的市场需求和持续的技术创新在强力驱动。

  在全球市场中,众多企业纷纷布局 AR/MR 光波导玻璃晶片领域,竞争愈发激烈。一些国际有名的公司凭借着长期积累的技术优势、品牌影响力和完善的产业链布局,占据了较大的市场占有率。像美国的康宁(Corning),作为材料科学领域的巨头,其在玻璃材料研发和生产方面拥有深厚的技术底蕴,在 AR/MR 光波导玻璃晶片市场中具备很强的竞争力;德国的肖特(Schott),在光学玻璃领域历史悠远长久,产品质量和性能备受认可,也是该市场的有力竞争者;日本的旭硝子(AGC)和豪雅(Hoya)同样凭借在精密光学玻璃制造上的技术实力,在全球市场中分得一杯羹 。

  在国内,也涌现出了一批积极投身于 AR/MR 光波导玻璃晶片研发与生产的企业,并且发展势头迅猛。苏大维格在微纳光学制造技术方面取得了一系列突破,其研发的光波导玻璃晶片产品在国内市场获得了不少关注;北京耐德佳专注于 AR 显示技术,在光波导领域积累了丰富的经验,产品逐渐崭露头角;水晶光电作为光学光电子元件制造商,通过不断加大在 AR/MR 相关光学产品的研发投入,也在光波导玻璃晶片市场中占据了一席之地 。

  从市场份额和竞争格局来看,目前全球 AR/MR 光波导玻璃晶片市场尚未形成一家独大的局面,但头部企业的优势已较为显著。全球 Top 3 和 Top 5 厂商凭借技术、规模和品牌等多方面优势,占据了相当比例的市场占有率。不过,随市场的持续扩张和技术的快速迭代,中小企业也有机会通过差异化竞争和技术创新实现弯道超车,整个市场之间的竞争格局仍存在一定变数,未来充满着无限的可能性 。

  AR/MR 光波导玻璃晶片凭借其出色的光学性能和轻薄特性,在多个领域展现出了巨大的应用价值,正慢慢的变成为推动各行业变革的关键力量。

  在智能眼镜和头戴设备领域,光波导玻璃晶片的应用使得产品更加轻薄、便携,同时明显提升了显示效果。例如,一些消费级 AR 智能眼镜,利用光波导技术将虚拟图像精准地呈现在用户眼前,让用户在日常生活场景中,如行走、购物时,就能轻松获取导航信息、查看通知消息、进行实时翻译等 。在工业领域,工人佩戴的 AR 头戴设备借助光波导玻璃晶片,能够在工作时实时显示操作指南、设备参数等信息,提升工作效率和准确性,减少人为错误。像在汽车制造工厂,工人通过 AR 头戴设备,能清晰看到汽车零部件的装配步骤和位置,大大加快了装配速度 。

  汽车领域的 AR HUD(增强现实抬头显示)也是 AR/MR 光波导玻璃晶片的重要应用场景。传统的 HUD 只是将简单的驾驶信息,如车速、转速等投射到挡风玻璃上,而 AR HUD 结合光波导技术后,能够将更丰富的信息,如导航指引、前方路况预警等,以增强现实的形式叠加在真实道路场景上,让驾驶员无需低头就能获取关键信息,提高驾驶安全性和便利性 。比如,当驾驶员接近路口时,AR HUD 会在挡风玻璃上显示清晰的转弯箭头,与实际道路完美融合,就像导航信息直接 “画” 在了路上一样。随只能驾驶的发展,AR HUD 还能与无人驾驶辅助系统联动,当检测到前方有车辆突然刹车或行人横穿马路时,及时在驾驶员视野中突出显示警示信息,帮助驾驶员快速做出反应 。

  在教育领域,AR/MR 光波导玻璃晶片为学生带来了沉浸式的学习体验。在历史课上,学生戴上 AR 设备,通过光波导玻璃晶片呈现的虚拟场景,仿佛穿越时空,亲眼目睹历史事件的发生;在生物课上,复杂的细胞结构、生物进化过程等可以以三维立体的形式生动地展现在学生眼前,帮助学生更好地理解抽象的知识 。在医疗领域,医生可通过 AR/MR 技术,在手术过程中通过头戴设备,借助光波导玻璃晶片实时查看患者的三维医学影像,如 CT、MRI 图像,与患者的实际身体部位精准匹配,提高手术的精准度和安全性 。在远程医疗中,专家也能通过 AR 设备,指导现场医生做相关操作,实现远程协作。

  随着 AR/MR 技术的持续不断的发展,AR/MR 光波导玻璃晶片行业也在持续创新,呈现出一系列令人瞩目的发展的新趋势,展现出广阔的前景。

  在技术创新方面,高折射率玻璃的研发成为关键方向。高折射率玻璃能够有效增大视场角(FOV),提升 AR/MR 设备的显示效果和使用者真实的体验 。目前,一些企业已经推出了用于 AR 设备的高折射率晶圆,像肖特、康宁等公司在这方面处于领头羊。例如,康宁公司推出的 2.0 高折射率玻璃晶圆,直径可达 300mm,为 AR/MR 设备带来了更广的 FOV 和更佳的光学清晰度;肖特集团的 RealView™高折射率玻璃晶圆,折射率高达 1.9,可提供高达 65° 的视场角,满足了 AR/MR 设备对高亮度和大视场的需求 。未来,随技术的进一步突破,更高折射率、性能更优的玻璃材料有望不断涌现,逐步提升 AR/MR 设备的性能。

  尺寸优化也是技术发展的重要趋势。一方面,大尺寸的玻璃晶片在规模化生产后能够大大降低成本,提高生产效率。目前,300mm 的玻璃晶片慢慢的变成为市场的主流,其在生产的全部过程中可以切割出更多的芯片,降低了单位芯片的生产所带来的成本 。另一方面,对于一些特殊应用场景,如智能眼镜等对体积和重量要求比较高的设备,小型化、轻薄化的玻璃晶片研发也在不断推进,以满足设备轻量化、便携化的需求 。

  从市场增长潜力来看,随着 5G 网络的普及和人工智能技术的发展,AR/MR 设备的应用场景将进一步拓展,市场需求也将持续增长。预计在未来几年,全球 AR/MR 光波导玻璃晶片市场规模将保持比较高的增长率 。在消费电子领域,AR 智能眼镜有望成为下一个消费热点,其市场需求的增长将直接带动光波导玻璃晶片的市场规模扩大 。在工业、医疗、教育等领域,随着数字化转型的加速,对 AR/MR 设备的需求也将持续不断的增加,为光波导玻璃晶片行业带来新的发展机遇 。

  未来,AR/MR 光波导玻璃晶片还将在更多新兴领域实现应用拓展。比如在智能家居领域,用户都能够通过 AR/MR 设备,借助光波导玻璃晶片呈现的虚拟界面,更方便快捷地控制家电设备、查看家居环境信息等 ;在文旅领域,游客可以佩戴 AR/MR 设备,在参观博物馆、景区时,获得更为丰富、生动的沉浸式体验,仿佛穿越时空与历史背景和文化亲密接触 。随技术的成熟和成本的降低,AR/MR 光波导玻璃晶片将像如今的智能电子设备屏幕一样,融入我们正常的生活的方方面面,成为推动各行业数字化、智能化发展的重要力量,其未来发展前途不可限量 。

  AR/MR 光波导玻璃晶片行业在蒸蒸日上的道路上,既面临着诸多严峻的挑战,也迎来了前所未有的机遇,正处于一个关键的发展节点。

  从技术层面来看,目前行业仍面临着一些亟待突破的难题。高折射率玻璃的制备技术虽然取得了一定进展,但进一步提升折射率、优化光学性能,同时降低生产所带来的成本,依然是摆在企业和科研人员面前的重要课题 。例如,要实现更高的视场角和更清晰的显示效果,需要研发出折射率更高且光学均匀性更好的玻璃材料,这对材料配方设计、生产的基本工艺控制等方面都提出了极高的要求 。在玻璃晶片的尺寸控制和加工精度上,也存在挑战。大尺寸玻璃晶片在生产的全部过程中有可能会出现厚度不均匀、表面平整度差等问题,影响产品质量和成品率;而对于小型化、轻薄化的玻璃晶片,如何在保证光学性能的前提下,实现高精度的加工和制造,也是技术攻关的重点 。

  市场层面同样面临着诸多挑战。一方面,市场之间的竞争激烈,众多企业纷纷涌入,产品同质化现象逐渐显现 。在这种情况下,企业要不断提升产品差异化竞争力,通过技术创新、优化产品性能、提供优质的售后服务等方式,在市场中脱颖而出 。另一方面,消费者对于 AR/MR 设备的认知和接受程度仍有待提升,这在某些特定的程度上影响了 AR/MR 光波导玻璃晶片的市场需求 。此外,全球经济发展形势的不确定性、贸易摩擦等因素,也可能对行业的原材料供应、产品营销售卖等环节产生不利影响 。

  然而,挑战与机遇总是并存。随着全球对科学技术创新的重视程度逐步的提升,各国政府纷纷出台有关政策,支持 AR/MR 等新兴技术产业的发展 。例如,我国政府在 “十四五” 规划中,将新一代信息技术作为战略性新兴起的产业重点发展,为 AR/MR 光波导玻璃晶片行业创造了良好的政策环境 。在政策的引导下,企业能轻松的获得更多的研发资金支持、税收优惠等,有利于加快技术创新和产业升级的步伐 。

  市场需求的持续增长也是行业发展的一大机遇。如前文所述,AR/MR 光波导玻璃晶片在智能眼镜、汽车 AR HUD、教育、医疗等众多领域的应用不断拓展,市场需求呈现出迅速增加的态势 。以智能眼镜市场为例,随着花了钱的人智能穿戴设备的需求日益多样化,AR 智能眼镜作为一种融合了时尚与科技的产品,市场潜力巨大 。这种一直增长的市场需求,将为 AR/MR 光波导玻璃晶片行业提供广阔的发展空间 。

  本报告关注全球与中国市场AR/MR光波导玻璃晶片的产能、产出、销量、销售额、价格和发展前途。主要探讨全球和中国市场上主要竞争者的产品特性、规格、价格、销量、销售收益以及他们在全球和中国市场的占有率。历史数据覆盖2020至2024年,预测数据则涵盖2025至2031年。

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