突破卡脖子技術難題，谷東科技成功自研光刻膠材料

2024年，再也不會有人質疑空間計算的未來。隨著蘋果VisionPro正式發(fā)售，當人們驚嘆于這款頭戴顯示設備所帶來的身臨其境、虛實交融的全新體驗時，空間計算概念其實早已深入人心。

科技巨頭押注

空間計算時代智能終端的演變方向

經歷了PC的桌面計算、智能手機的移動計算浪潮，以XR為代表的空間計算正成為科技巨頭押注的下一代計算平臺。

或許是在蘋果VisionPro的刺激下，Meta的步調邁的更快了，首先4月初在Reality Labs成立10周年之際，Meta發(fā)文慶祝并回顧XR業(yè)務發(fā)展歷程且暗示或將推出旗下首款結合Quest MR和Meta AI 技術的AR 眼鏡產品；其次，4月22日，Meta發(fā)文表示為給元宇宙建立一個更開放的計算平臺，首次向第三方制造商開放Quest頭顯操作系統Meta Horizon OS，微軟、聯想和華碩等知名科技公司正基于Meta Horizon OS打造新的XR硬件。在科技巨頭的推動下，空間計算這個全新的生態(tài)正在加速形成。

據VR陀螺研究院統計，2023年國內共計發(fā)布了30款AR眼鏡，手機廠商小米、榮耀、魅族，AR創(chuàng)企Xreal、雷鳥等大小廠商輪番發(fā)布AR新品，推動了國內消費級AR市場的發(fā)展。同時，據IDC咨詢數據顯示，2023年，中國AR/VR頭顯出貨72.5萬臺。其中AR出貨26.2萬臺，同比上漲154.4%。2023全年，AR出貨占整體中國市場AR/VR出貨的36.1%，創(chuàng)歷史新高，其中在第四季度AR出貨11.8萬臺，VR出貨11萬臺，這也是中國市場AR出貨量首次單季度超過VR。

此外，作為VST形態(tài)的代表，蘋果VisionPro發(fā)售初期經歷了一段一機難求的搶購體驗熱潮，但由于夸張的重量導致的厚重感，用戶既不能長時間佩戴，也無法戴出門隨心所欲使用，后期就漸漸遇冷并遭遇口碑滑鐵盧。這些現象無不預示著眼鏡化造型、時尚輕薄，可全天候佩戴出門的OST形態(tài)的AR眼鏡更符合未來空間計算時代智能終端的演變方向。

但更進一步看，要想讓AR眼鏡在消費級市場進一步大展身手，關鍵在于——AR光學顯示技術的突破。

突破卡脖子技術難題

谷東科技成功自研光刻膠材料

AR行業(yè)的發(fā)展很大程度上受限于光學顯示技術，而光學顯示技術的瓶頸核心在于材料。

為從根本上解決這一困擾行業(yè)的難題，谷東科技決定自研光刻膠材料。2021年初，谷東科技開始立項投入光刻膠材料的研究；2022年，實現了分層RGB光刻膠材料的研發(fā)；2023年進入材料小規(guī)模試產，并應用在近眼顯示領域；2024年，開始探索更多應用方向，例如車載AR-HUD、高端防偽等。

經過科研人員近3年潛心研發(fā)，通過每個月驗證上百個光刻膠配方，谷東材料團隊最終找到了更合適的配方和工藝參數，在RGB光刻膠材料技術研發(fā)上取得了重要突破，成功研發(fā)出基于二階反應的第三代顯示光刻膠材料。

“光刻膠材料研發(fā)的難點在于配方設計，需要材料達到成膜時又要具有較高的折射率調制度?！惫葨|科技光刻膠材料研發(fā)負責人表示，加上國內在高折材料領域的研究和投入比較少，給材料研發(fā)也增加了不少難度。

這項材料技術使得薄膜材料的衍射效率達到了90%以上，材料的折射率達到了0.04，優(yōu)于國際知名材料科技公司科思創(chuàng)的單綠材料性能，處于行業(yè)領先水平。這項技術突破意味著，谷東科技自研光刻膠材料成功打破了國內該類型材料長期被國外卡脖子的現狀，多項性能指標甚至大幅領先國際頂尖材料廠商，有效解決了國內材料長期依賴國外供應的問題。

同時，這項材料在光學性能上也有顯著提升，具有極易成膜、環(huán)境適應性和穩(wěn)定性好、加工保存容易等特點。由于其光敏特性好，不需要大功率激光器等，具備大面積、低成本制備的條件，不僅可用于制造消費級AR眼鏡的光學顯示模組，為AR眼鏡的長期穩(wěn)定運行提供有力保障，還可擴展到車載AR-HUD、全息光柵等應用領域。據悉，因其優(yōu)異的性能表現（提升AR-HUD的清晰度和成像質量），很多給大型汽車廠配套HUD的企業(yè)對該材料充滿期待并表達了誠意合作的需求。隨著AR-HUD技術的不斷成熟和應用普及，它無疑將成為未來所有汽車的一個標配，預計未來，AR-HUD市場將形成一個千億級的市場規(guī)模。

輕薄化、更美觀、顯示優(yōu)、易量產

全球首發(fā)：單光機雙目合像體全息光波導方案

一款真正To C的消費級AR眼鏡應該滿足哪些條件？輕薄時尚、眼鏡化造型、顯示效果好、性價比高、全天候佩戴不難受，是許多C端用戶購買時考慮的因素。目前市場上的AR光學顯示方案里，只有Micro-LED+衍射光波導方案能較好地滿足這些用戶需求，代表產品有魅族MYVU、INMO Go、李未可等AR眼鏡產品。

因加工工藝不同，衍射光波導又分為表面浮雕光柵光波導和體全息光波導。表面浮雕光柵工藝需要用光刻工藝做出機械型光柵模具，再轉印到玻璃上的樹脂薄膜形成光柵。這種采用機械方法加工納米精度的光柵損耗很大，加上光刻機等加工設備的投入和工藝流程很長，導致這種工藝做出的光波導成本很高，而體全息的加工方法則是利用激光干涉條紋在玻璃表面的光刻膠薄膜上曝光出光柵。這種直接用激光加工納米級光柵、沒有中間加工步驟的方法簡單且可靠性高，成本更低，而且產品尺寸不受晶圓形狀和尺寸限制，可輕易制作成各種眼鏡化形態(tài)。更為重要的是，體全息光波導沒有浮雕光柵光波導鏡片前的漏光現象，保護了顯示的私密性。

體全息光波導優(yōu)勢這么顯著，為什么沒有被廣泛應用呢？核心還是上文提到的光刻膠材料問題，如果沒有合適的光刻膠材料，是做不成視場角大、明暗均勻、亮度高、顯示效果好的體全息光波導片的。

近日，得益于在光刻膠材料上的技術突破，谷東科技研制出了顯示效果（亮度和對比度）勝過表面浮雕光柵光波導的體全息光波導片，率先解決了長期困擾體全息光波導的應用難題。

谷東科技體全息光波導顯示效果圖

眾所周知，相比單目，雙目AR眼鏡更符合人眼三維顯示的視覺習慣，但雙目AR 眼鏡需要兩個波導片和兩個光機，而光機的價格遠高于波導片，那么，有沒有方法將AR眼鏡光機的成本也降低呢?

為此，谷東科技光學團隊通過自研設計與仿真算法，得以快速驗證方案可行性，并將優(yōu)化迭代效率最大化，成功在全球范圍內率先推出：更適合C端消費級AR眼鏡的光學顯示技術——單光機驅動雙目合像體全息衍射光波導方案，即僅用一臺光機驅動雙目顯示模組，不僅省去了一個光機的成本，還將光機從鏡腿兩側移至眼鏡中間大幅降低了鏡腿厚度，造型更美觀，讓AR眼鏡更接近普通眼鏡形態(tài)，提升了佩戴舒適度，并實現了極佳的顯示效果。同時，谷東科技解決了雙目合像等行業(yè)難題，打通上下游制作全鏈路，使單光機一拖二體全息光波導整體制備工藝達到成熟完善的水平，讓低成本、良率更高、量產性高的光波導顯示技術成為現實，這項技術突破也有助于AR廠商推出接近普通眼鏡造型、輕薄時尚好看、佩戴舒適、性價比高的消費級AR眼鏡產品。

未來，谷東科技希望聯合產業(yè)鏈上下游合作伙伴推廣第三代顯示光刻膠材料和單光機雙目合像體全息光波導顯示技術，探索更多潛在應用方向，為消費級AR眼鏡、車載AR-HUD等市場創(chuàng)造新一輪的發(fā)展機遇。