長期以來，光波智能眼鏡的導量高價格一直是制約其市場大眾化拓展的關鍵瓶頸，特別是產難一些具備先進功能和技術的產品。“智能眼鏡市場未來增長被普遍看好。但是，我們看到產業發展的一個顯著弊端，即單個光學眼鏡的生產成本高昂，這極大地限制了智能眼鏡產品的普及和商業化進程。”Morphotonics 商務發展經理李政對電子發燒友記者表示。
近日，Morphotonics 全球業務發展主管 Erhan Ercan和Morphotonics 商務發展經理李政接受電子發燒友的采訪，詳細介紹了智能眼鏡熱潮下如何破解光波導量產難題，以及其大面積納米壓印技術如何為AR/VR眼鏡和裸眼3D顯示生產提供低成本、高質量解決方案。
填補市場空白，大面積納米壓印三大核心優勢
納米壓印興起于20世紀90年代中期。1995年，美國普林斯頓大學華裔科學家Stephen Y.Chou教授首次提出納米壓印技術的概念。隨著納米壓印技術的不斷發展，2003年被納入國際半導體技術藍圖。納米壓印基于微納結構制造技術，擅長在各種基板上精細復制出復雜且高精度的方案。隨著3D顯示、智能眼鏡等市場的興起，納米壓印技術在業界使用的范圍和聲量顯著擴大。
Morphotonics 全球業務發展主管 Erhan Ercan
據介紹，Morphotonics 的納米壓印技術可實現最大1100X1300mm（五代線）的壓印面積，支持500um-50nm的精細微納結構制造，并且兼容OLED、LCD、MicroLED等多種顯示屏類別。Morphotonics全球業務發展主管Erhan Ercan指出：“相較于傳統晶圓壓印，Morphotonics能夠將晶圓壓印的高質量標準無縫擴展到更大尺寸的基板上，而不會因尺寸的放大而犧牲質量。我們的核心優勢是以可承受的成本實現大面積的高精度制造，可應用于大尺寸基板（如1平方米以上）或者通過同時處理多個較小尺寸的基板來實現。與行業同仁相比，Morphotonics能夠在高精度、低成本和大規模量產方面真正實現突破。”
Morphotonics的另一個顯著優勢在于對工藝的持續研發與高度關注。Morphotonics商務發展經理李政補充道，“從最初的打樣階段到最終幫助客戶實現量產，我們提供全套的工藝支持。這使Morphotonics區別于一般的納米壓印設備供應商，我們更能迅速助力客戶實現從研發到量產的快速過渡。”
為了攻克大面積納米壓印的實際應用挑戰，Morphotonics從三方面解決了難題。一是在工程性挑戰中，公司解決設備的精準對準與校正問題，確保壓力分布的均勻性，同時在壓印、固化和脫模過程中避免形變或破損；二是材料挑戰，Morphotonics依托自身獨特的材料研發能力，研發了與之匹配的壓印材料；三是自動化程度提升，Morphotonics擁有獨立的軟件研發部門，來保證設備的自動化水平。通過高度自動化的系統，能夠實現對質量的精準管控、良率的穩定提升以及產能的高效管理。
“傳統晶圓壓印技術的局限性顯而易見——即便是最大的12英寸晶圓，直徑也僅為300毫米，無法滿足14英寸筆記本電腦或27英寸顯示器等大尺寸產品的制造需求。Morphotonics的大面積納米壓印能夠突破限制，為大尺寸顯示設備提供獨特的解決方案，填補市場空白。” Erhan Ercan分析說。
圖：Morphotonics商務發展經理李政
與此同時，Morphotonics 商務發展經理李政也強調，在整個產業鏈和生態系統中，Morphotonics并非與其他工藝形成直接競爭，而是扮演著創新、為行業提供差異化價值的完善和互補角色，以此填補產業空白。通過發揮Morphotonics獨特的高精度、高產能、低成本以及大面積加工優勢，Morphotonics融合了晶圓壓印和卷對卷納米壓印的優點，既具備高產能，同時兼顧高精度，充分滿足了顯示領域，特別是對光學要求嚴苛的應用需求，因此在市場中占據了一席之地。
解決光波導量產難題，大面積納米壓印助力客戶產品落地
當前消費者對于AR眼鏡的需求傾向輕量化，并且希望在成本、質量和性能上找到平衡點。要實現上述目標，光學顯示系統作為AR眼鏡的關鍵部分，扮演著至關重要的角色。其中，能夠達成二維擴瞳效果且具備輕薄透明特性的衍射光波導技術，被認為是主流的光學技術路徑：包括ROKID Glasses、雷鳥X2以及 Magic Leap 2 等產品均采用了衍射光波導路線。但光波導量產存在難度大、成本高昂的挑戰，成為阻礙行業發展的一大難題，根據iResearch調查報告，在AR眼鏡的物料清單（BOM）中，光波導組件的成本占比高達43%。
“若要讓智能眼鏡市場真正起飛，其價格需要控制在約500美元左右。如果考慮成本在250美元左右，成本主要來自于三大組成部件：電子元件占三分之一，光學部分占三分之一，其余部分（如電池、鏡框等）占三分之一。在這種情況下，光學部分的成本約為80至100美元。” Morphotonics 全球業務發展主管Erhan Ercan表示，“降低成本的一種有效方式是通過單位產量的資本支出攤銷來實現。”
高成本的主要根源在于產能受限和復雜的生產工藝。比如若采用晶圓級制造技術，一次處理一片300mm直徑的晶圓，要滿足數千萬件的生產需求就需要購置大量設備，從而帶來高昂的間接成本。因此，單位成本需要進一步優化，這也是Morphotonics可以參與助力的關鍵環節。
Morphotonics商務發展經理李政進一步分析表示：“高成本還主要源自生產端，特別是機器折舊與產能因素。Morphotonics能夠為行業帶來新變化，可以提供遠高于單個晶圓壓印的產能，單次壓印可最高獲得上百甚至480片光波導，達到十幾乃至二十倍的產能提升。因此，從初期生產線建設資本投入到機器折舊，Morphotonics具備獨特優勢，通過優化加工端，我們能夠實現成本的有效控制，為市場提供更優質、更具性價比的光波導量產解決方案。另外我們還具有高兼容性，可靈活兼容不同的基板材料，涵蓋方形高折玻璃（300*300mm）、高折玻璃晶圓（8寸、12寸），甚至包括有機樹脂材料基板、高折的碳化硅（SiC）晶圓，適配不同的前后端光波導加工工藝。”
以先進技術和工藝服務中國市場，積極拓展中國客戶
中國是全球消費電子的制造大國和全球領先的消費電子產品市場，在談到中國市場布局時，Morphotonics 全球業務發展主管Erhan Ercan看好中國市場的發展潛力。電子發燒友調研顯示，在3D顯示領域，我國的裸眼3D產品市場規模從2018年的80億元逐年擴大至2023年的225億元，除三星、LG Display、夏普、友達光電等日韓、中國臺灣的企業外，中國大陸在全球顯示產業鏈中也占據重要地位，包括京東方、TCL華星光電、天馬微電子、維信諾等行業頭部企業；在AR領域，國內龐大的市場和用戶體量、不斷迭代的創新研發速度以及涵蓋制造代工、光學傳感等上下游在內的產業鏈優勢，也為我國AR產業的蓬勃發展提供了沃土，因此Morphotonics決定擴大在中國的戰略布局，通過設立辦事處，組建技術支持人員和銷售人員在內的本地團隊，進一步深化在中國市場的影響力。
Erhan Ercan指出，Leia（鐳亞）公司是我們3D顯示領域的一位客戶。他們采用Morphotonics的技術生產裸眼3D顯示的平板電腦，并且已經實現了產品的量產，也充分驗證了Morphotonics大面積納米壓印技術的有效性和實用性。
他同樣看好智能眼鏡市場在未來幾年的增長潛力，大面積卷對板納米壓印工藝將是光波導領域實現降本增效的有利解決方案。他指出，Morphotonics的產品主要分為兩個系列，包括Portis系列和Aurora系列，主要區別在于自動化程度。Portis系列是半自動化生產解決方案，允許模組間進行排列組合，模組內部可通過程序控制，而模組間的基板傳遞則需手動操作，因此更適用于研發或初期小批量生產。Aurora系列則是全自動化的解決方案，采用機器手臂實現模組間的連接，全程自動化控制，從而實現了更高效、更高良率的生產功能。他還透露，目前兩個系列產品都在與客戶進行交付。
創新技術的深度應用，還需要攜手共創更廣泛且緊密的產業生態系統，通過覆蓋各關鍵環節的產業鏈解決方案，大幅提升行業的協作效率。為此，Morphotonics攜手SCHOTT（肖特）、Optofidelity（歐拓飛）、NIL Technology、Pixelligent、LightTrans以及3D-Micromac在內的眾多頭部企業成立了AR聯盟，旨在推進增強現實光學制造領域的創新發展。“我們相信，通過深入研究供應鏈中的每一個環節，并且持續與業界知名企業保持溝通合作，將助推智能眼鏡迎來更為蓬勃的發展。”
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