AI+AR眼鏡顯示核心：微顯和光學模組的技術和市場演進 | 鈦資本研究院

文 | 鈦資本研究院

隨着AI 與光學技術的突破，AR 眼鏡正加速從產品迭代走向消費市場，AI+AR眼鏡以「無感交互+空間計算」重新定義人機共生，成為下一代個人計算入口的核心載體，而微顯示與光學模組作為顯示功能的核心，直接決定設備體驗與產業落地速度。當前「顯示 + AI + 生態」的融合趨勢，對二者提出了輕量化、高亮度、低功耗的嚴苛要求，其技術突破與協同演進成為破解行業瓶頸的關鍵。

XR產業發展全貌是怎樣的？不同技術路線的微顯示屏和光波導技術的發展現狀和產業化進展如何，未來將會怎樣演進、突破和顛覆？什麼樣的微顯示屏和光學模組組合在未來不同階段、不同場景下更有機會快速產業化？現階段AI+AR領域正在等待「iPhone時刻」，究竟什麼樣的AI+AR產品形態可能成為AI時代的「iPhone」？近期鈦資本邀請季淵、張宇寧兩位嘉賓深入解讀。

季淵深耕行業二十年，是美國明尼蘇達大學電氣與計算機工程博士后，上海大學控制理論與控制工程博士，發表SCI/EI等學術論文80余篇，申請各類專利120余項，也是科技部第三代半導體產業技術創新戰略聯盟Micro LED專家委員會委員，曾任華為海思（2005-2010）Kirin芯片項目經理，量產芯片2億顆。

張宇寧是偏振體全息（PVG）光波導AR顯示技術的主要發明人和產業化引領者，國際著名顯示技術專家，入選國家重大人才工程項目和歐盟框架計劃國際引進人才項目等，曾任飛利浦研究院高級研究員，在顯示畫質視覺感知模型、低功耗無濾色片液晶顯示技術領域取得突破性成果，與飛利浦、三星、華為、京東方、華星光電、海信、VIVO等國內外龍頭企業均有深入合作，現任東南大學電子科學與工程學院教授、博士生導師，顯示研究院院長。

主持人是鈦資本人工智能組負責人吳亞力，同時關注AIoT、半導體。以下為分享實錄：

季淵：AI+AR眼鏡顯示核心，微顯技術和市場演進

1、XR產業發展與市場現狀概述

當前，行業正從PC、手機時代邁向 XR 時代，XR 產業今年再次受到國家頂層領導人關注。該產業演進可分為三個階段：2010-2017 年為萌芽期，AR 與 VR 成為細分賽道，VR 能打造更強沉浸感，Oculus、htc、sony 三大供應商推動 VR 發展，AI 尚處雛形。此階段，XR 設備作為新形態被認知，可通過小屏放大顯示，雖掀起首波浪潮，但因概念侷限未持續推進。

2018-2021年是市場分化期，VR 領域 Quest 系列表現突出，Quest 至今仍是出貨量最大的設備，全球保有量約 2000 萬台，年出貨五六百萬台，現已升級到 Quest 3，在國外成為社交工具，這得益於 Meta 的低成本戰略，使其 2699 元的設備走進千家萬戶。國內 Pico 被收購，形成類似 Quest 的設備形態。同時，AI 從概念走向基礎，但 Magic Leap 裁員，AI 發展遇瓶頸。

2022年起為新發展階段，今年相關概念熱度上升，科技積累逐步完善。2023 年蘋果推出 Vision Pro，提升了 VR 體驗，不過受重量和價格限制未廣泛普及，但讓行業看到信息交互新可能。目前 VR 領域呈現 Quest、Pico、Vision Pro 三足鼎立格局，國外 Steam 平臺也有一定用户基礎，且 AI+AR 成為熱點。Xreal 、Rokid此前推出AR眼鏡，今年 AI 眼鏡出現推動行業發展。歷經十年，XR產業已處於探索期末期、發展期中早期，進入實用化階段。

當前市場有四種主要XR 設備：一是採用 LCD 加 Pancake方案的 VR/XR 設備，出貨量仍最大；二是半沉浸式 AR 設備，以硅基 OLED 加 BB 光學方案為主，FOV 在 45-50 度，可形成大屏；三是 AI+AR 設備，多用 Micro LED，未來或推出相關新方案，代表產品 Rokid Glasses 有 40 多萬訂單，產能受限，雖用户門檻低、可交互，但目前僅單色，全綵化技術待突破；四是無顯示 AI 設備，分帶拍攝和音頻類。

中國市場數據顯示，上月AR 出貨量與 VR 之比約 4:1，較 2024 年初的 1:1 大幅增長。AR 增長得益於 Meta 去年推出的雷朋眼鏡，去年銷量超 100 萬台，今年預計超 200 萬台，國內眾多品牌跟進。而 VR 因產品形態無大改善，如 Quest 2/3 近兩年來技術未提升，蘋果 Vision Pro 也未普及，導致銷量停滯。不過，行業認為 VR 仍是 XR 領域沉浸感最佳的終極市場。此外，半沉浸式 AR 設備品牌較少，約 5-6 個，且多被視為過渡產品，重量 70-80 克不適合全天候佩戴。行業共識是光波導技術可實現輕薄全天候佩戴的 AR 眼鏡，但當前顯示技術（如 Micro LED 全綵化成本高）和光波導光效率（傳統衍射光波導效率不足 1%，PVG 光波導效率可達 3% 以上）有待提升，預計近兩年兩者技術將進一步融合。

2、XR行業技術趨勢、市場預測與發展瓶頸

當前，儘管XR 眼鏡顯示技術尚未完善，但市場已顯現熱度，因其除顯示外，還集成拍攝、聲音、無線功能，尤其接入 AI 后，功能更豐富，可實現翻譯、提示詞、陪伴等，行業認為當前是市場發展的好時機。

從市場趨勢看，去年液晶顯示器（Fast-LCD）仍佔XR 市場主導，佔比 69%，主要依賴 Meta 的出貨量，但佔比正不斷下降；硅基 OLED 佔比持續提升；Micro LED 佔比不足 1%，但同樣呈上升態勢。初步估算，到 2028 年，基於硅基 OLED 的 XR 設備出貨量約達 600 萬台，1.3 寸顯示屏替代傳統 LCD 的潛在市場空間廣闊。

技術層面，XR顯示設備的核心部件是微顯示器，佔設備BOM 成本的 50%，光學部件佔 10%-20%，二者決定行業發展速度。微顯示器由微電子（驅動芯片）和光電子（顯示器件）兩部分構成。目前主流顯示技術中，液晶 LCD（搭配 LCOS）成熟度高、亮度足夠，Meta 新眼鏡仍採用該技術，但存在顯示效果差、顏色淡、壽命短的問題；硅基 OLED 為自發光技術，有機材料製成，行業成熟度高，色彩、壽命、均勻性、響應時間等問題已改善，亮度能滿足 VR/AR 需求，但難以達到 AI 設備的高要求；硅基 Micro LED 採用無機材料，亮度高、耐高温，可集成到眼鏡中，已進入商業化階段，但全綵化量產存在瓶頸，且售價較高。

行業發展還面臨四大瓶頸：一是設備重量與價格，當前部分XR 眼鏡重量達 500-600 克（蘋果 Vision Pro 超 600 克），價格高，僅適用於遊戲、培訓、大空間等專業場景，市場期待重量低於 80 克甚至 20-30 克、類似普通眼鏡的輕便設備；二是顯示質量，傳統 XR 設備的液晶顯示存在模糊、拖影、紗窗漏光問題，用户對 Pico、Quest 的抱怨集中於此，雖然 VR/MR 生態較好，但顯示效果不及手機、PC，影響用户體驗，目前硅基廠商正突破技術，如推出 1.3 寸數字驅動硅基屏以改善顯示缺陷；三是成本問題，1.3 寸硅基屏良率低導致成本高，索尼賣給蘋果的單塊 1.3 寸屏超 300 美元，兩塊近 700 美元，單賣價格更高，VR 設備價格需控制在 8000 元以下才利於市場拓展，Micro LED 全綵化模組成本也高達幾千元，制約行業發展；四是功耗問題，當前 XR 設備功耗未得到解決，蘋果 Vision Pro 需外接電池，國內外 AI 眼鏡續航基本不超過兩小時，功耗問題的解決將進一步擴大市場規模。

3、場堆疊發光（FSL, Field Stack LightingTM）數字驅動技術解析

昀光科技推出場堆疊發光（FSL, Field Stack LightingTM）技術，這是一種基於數字驅動的顯示技術。傳統顯示多采用模擬信號驅動，像素亮暗與驅動電壓成正比，雖信號兼容性好，但存在技術侷限。而該數字驅動技術通過頻率調製光來控制亮度，實際是調製發光佔空比，類似收音機調頻（FM）原理 —— 保持幅度恆定，通過精確控制頻率（發光時間佔比）調節亮度，例如發光時間 50% 時亮度為滿值一半，25% 時為四分之一。

該技術優勢顯著：一是刷新率大幅提升，數字屏刷新率達144Hz以上，場頻3840Hz，能消除運動模糊並實現護眼效果，且已與Meta 合作兩年，Meta 去年 SID 會也推出該類數字驅動技術；二是顯示效果更佳，灰階更高，2.5K 分辨率屏幕的清晰度、顏色鋭利度優於傳統模擬驅動屏及索尼、國內同行的屏幕；三是功耗更低，數字電路天然比模擬電路功耗低，且工藝更先進；四是成本優勢明顯，1.3 寸屏成本僅 100 美金，遠低於市場 200-300 美金的售價，在行業良率低的背景下，能保證良好毛利率，該屏幕已於今年年底開始量產。

4、昀光科技

昀光科技成立於2019年，實行顯示驅動芯片自主設計與微顯屏體制造一體化的運營模式。公司總部位於南京江寧，截至目前累計投資額已接近4億元，並正在建設12寸產線，總投資12億元，將實現年產超過1000萬片硅基OLED微顯示器的規模。

公司團隊約100余人，主要分為顯示面板製造與芯片研發兩大業務板塊。其核心投資方包括原冠捷科技的創始股東及南京市江寧區政府，近期新一輪融資也已基本完成，正處於交割階段。

技術上，昀光科技依託上海大學孵化的原始技術，在數字驅動領域取得重要突破，已申請120多項知識產權。公司在多項創新創業大賽中表現突出，曾獲2023年第三屆上海市「海聚英才」全球創新創業大賽銀獎、2023年第八屆江蘇省「i創杯」互聯網創新創業大賽特等獎，以及去年江蘇省創新創業大賽總決賽電子信息賽道第一名。

產品方面，昀光科技已推出全系列產品線，覆蓋0.13至1.32英寸等多種規格，分別面向AI、AR、VR等不同市場。其中，公司在今年光博會上發佈了0.13/0.18英寸高亮Micro-OLED新品，亮度突破10萬尼特。目前0.13英寸AI產品正與行業夥伴共同推進技術突破，有望顯著降低顯示屏成本。

自2016年在上海啟動研發，到2019年南京公司成立，昀光科技歷經五年技術積累，於去年實現數字驅動技術全面突破並啟動量產，今年已開始批量出貨。

張宇寧：光波導AR顯示技術

我們團隊主要根植於東南大學，但我們還有一個顯著特點是承擔了大量來自國內外龍頭企業的委託研發項目。這其中包括國際知名品牌如飛利浦、三星、LG，以及國內行業巨頭如華為、VIVO、OPPO、京東方、華星光電等面板與整機企業。這些深入的合作，一方面奠定了我們在國際顯示領域的影響力，另一方面也使我們團隊在技術交流和合作方面具備顯著的產業滲透力。

在技術方向上，東南大學顯示研究院團隊主要聚焦於兩大領域：一是從人類視覺感知需求出發，研究如何科學地評價顯示效果，並據此優化和改進現有顯示技術；二是致力於研究和開發未來的新型顯示技術。回顧自己過去二十多年的從業經歷，親歷了顯示技術數次重大的迭代歷程：從CRT顯示器如何一步步走向扁平化直至最終被市場淘汰，到平板顯示技術興起初期，立足於解決液晶（LCD）運動模糊問題、消除等離子（PDP）顯示偽輪廓現象等。直至今日，我們仍在進行前沿探索，例如研究如何去除液晶顯示中的彩色濾光片以提升光效、降低功耗，從而實現更高分辨率；探究引入Mini-LED背光后，如何進一步抑制光暈、提升對比度；以及如何評價和優化OLED顯示的頻閃等各類性能。這些豐富的經歷促使我不斷思考顯示技術演進背后的深層次邏輯。

1、技術方向、技術路徑

從技術本身的發展規律來看，CRT之所以被平板顯示快速取代，根本原因在於CRT形態上的巨大侷限——需要龐大的空間體積來實現相對有限的平面化信息顯示功能。而平板顯示實現了畫面尺寸與屏幕物理尺寸的1:1對應關係，這是一次巨大的形態革新。在液晶、OLED為代表的平板顯示主導顯示領域近二十年后，下一代顯示技術將走向何方？我們團隊在五年前就進行了分析預判，明確提出未來顯示技術發展趨勢——「小器件、大畫面」：未來的顯示器件將朝着「器件本身越來越小，但顯示畫面可以越來越大，甚至根據需求自由切換大小」的方向演進。這意味着，「發光」與「成像」這兩個功能需要被分離開來。正如季博士所介紹的，在發光層面，可以將器件做得集成度極高，然后通過特定的光學耦合方式，將畫面投射到所需的大小。這一技術邏輯對於已投入巨資建設傳統面板產線的企業而言，接受度可能不高，因此目前在該方向積極佈局的多為整機廠商，這也從側面印證了此方向的正確性與前瞻性。

實現「小器件、大畫面」的願景，依賴於兩大核心技術的突破：其一是季博士重點闡述的「微顯示源」技術，涵蓋了硅基液晶（LCoS）、硅基OLED、Micro LED以及DLP等技術路線，其目標都是在極小的物理尺寸上實現高分辨率甚至超高分辨率的圖像生成；自2021年「元宇宙」概念興起后，市場對顯示技術，尤其是微顯示技術的關注度空前高漲。其二是「光學耦合器件」技術。這類器件通常形態如眼鏡片，需要通過特定的光學設計（如利用衍射光柵）將微顯示源生成的微小圖像進行擴瞳和放大，最終在用户眼前形成清晰的虛擬的圖像。

目前，在光波導顯示中，主流的光學耦合器件技術主要有三種：陣列光波導、表面浮雕光波導和體全息光波導。陣列光波導技術在彩色顯示方面目前優勢較為明顯，但其二維擴瞳工藝難度大、成品率低，且棱鏡結構可能影響美觀。表面浮雕光波導自Hololens推廣后受到國內產業界廣泛關注，其加工工藝與半導體工藝有一定兼容性，因此在技術和資本層面接受度較高。體全息光波導則因其基於布拉格衍射，理論上具備高光效的潛力，但其技術高度依賴特定材料，研發門檻高，目前參與者相對還較少。

然而，無論採用哪種技術路徑，當前面向AR應用的光學耦合器件仍面臨一些共性的技術挑戰：成像亮度不足與系統光效偏低、背向漏光（他人能清楚看到用户眼中的圖像）、環境光（如太陽、燈光）引起的彩虹紋干擾、彩色化實現與亮度均勻性（通常需要付出較大代價）、加工複雜度高，以及透過率與外觀可視性（光柵區域若過於明顯，將影響美觀和用户接受度）。這些尚未完美解決的問題，在很大程度上制約了當前AR顯示產品的市場普及與用户接受度。

2、光波導技術發展與PVG創新：從技術探索到產業落地

近年來，陣列光波導、SRG（表面浮雕光柵）、VHG（體全息光柵）等光波導技術路徑均在持續改進，因工作原理不同，各技術的優化方向存在顯著差異。

陣列光波導基於幾何光學模式，改進核心集中在擴瞳設計。一維擴瞳會導致鏡腿體積增大，而二維擴瞳需攻克結構設計與工藝製備難題，同時還要消除棱鏡化光干擾以優化觀感。SRG依靠衍射工作，光柵由光柵材料的微納形貌形成，其發展方向包括尋找碳化硅等高折射率基材以增大與空氣的折射率差、優化製備工藝，以及設計特定光柵形貌結構以抑制彩虹紋、提高光效和實現彩色化，但深寬比提升與深光柵刻蝕仍面臨挑戰，且技術選擇直接關聯顯示效果、成本與成品率。VHG 通過材料內部分子分佈或排布形成，研發重點在於光敏材料研發（需經光化學反應形成特定光柵，材料本身研發難度大）、光化學反應工藝優化，以及在現有材料與工藝條件下通過設計手段實現目標光柵結構。

在技術創新方面，不同路徑各有突破：SRG嘗試引入更高折射率材料、設計複合光柵或集成透鏡形成超表面功能；體全息通過材料摻雜提升折射率調製度與環境適應性，如 Digi lens 摻雜 PDLC 改善性能。而張宇寧團隊則在傳統體全息布拉格衍射效應（效率高於 SRG）基礎上，提出特定材料體系與三維光柵結構，結合幾何相位與傳統體布拉格效應，實現高衍射效率、連續相位變化，且折射率調製度、波長與角度響應帶寬均大幅提升。該三維周期結構分子排布優化自由度高，可在 X、Y 方向實現周期及漸變周期調製，在Z 方向實現多層光柵複合，且通過材料自組裝形成，無需刻蝕，成本低、一致性好，其製備流程僅四步：玻璃基底取向排布（偏振全息曝光實現）、塗覆液晶材料（控制旋性與縱向周期）、形成三維空間周期、固化穩定，設備依賴性低。

從性能對比來看，該團隊研發的PVG（偏振體全息光柵）優勢顯著：光效高，在大FOV 與良好均勻性下可達 3000nit/lm，遠超SRG 的 1000nit/lm 以下；寬視場，彩色樣機FOV 達 60 度；背向漏光低，小於 3%，遠低於 SRG 的 ～40%，且藉助偏振選擇性可實現 100% 無漏光，還能抑制 50% 環境光，減少彩虹紋；採用薄膜工藝，適配玻璃、樹脂等不同基底及平面、曲面形態，成本比 SRG 低 60%，未來規模化量產后，目標單片成本控制在30美元以下。

在技術積累與產業進展上，團隊已攻克光柵材料體系、加工製備工藝（含特定光路與光柵排布）等關鍵技術，自研全鏈路一體化仿真設計軟件，帶寬較傳統體全息提升三倍，實現單層彩色demo，並推出 「雲雀 1.0」「雲雀 2.0」 產品。目前，吉安中試線設備到位並完成首片樣片下線，開始調試爬坡，計劃2026年一季度量產出貨，產品涵蓋一維、二維波導片（含單色與彩色方案）。團隊還調整研發方向，關注一維波導片以適配低成本、高光效需求，計劃推出PVG 與 硅基OLED 搭配的產品或demo，助力國內產能利用，降低光波導AR顯示的體驗門檻。

回顧發展歷程，該技術從2013 年開始積累，歷經 12 年從 demo 推進至中試線調試，雖已實現樣品突破，但從樣品到產品再到商品仍需行業共同努力，團隊期望加快技術迭代，提升市場接受度。此外，PVG 在大幅面製備上優勢突出，適合 HUD 等場景，目前已與車企合作，解決擋風玻璃曲面適配問題，展示出良好的應用前景。

問答

Q：預計AI+AR產品大爆發，還要多久纔會出現？

張宇寧：XR產業要迎來類似 iPhone 的爆發時刻，需滿足多重前提。首先，硬件供應鏈需完全準備就緒，后續還需搭配內容，尤其是能實現裂變的社交內容，才能推動產業大規模爆發。而判斷 「爆發」 需明確增長幅度標準，是年增 10%、20%、50% 還是 100%，不能一概而論。

從產業規律看，硬件發展有自身節奏：先規劃產能，技術迭代、產能爬坡與投資增加均需時間，呈逐步增長態勢，並非一蹴而就。此前XR 產業經歷了十年 「暗黑期」，技術路徑不明確，各類技術、材料、結構等不斷迭代碰撞。過去幾年，一部分技術逐步成熟穩定，產品功能形態等幾經試錯調整，逐步清晰和理性，目前已進入產能規劃建設階段，未來五年是關鍵建設期。

大家普遍能感受到當前行業存在明顯的矛盾：AR眼鏡概念火熱，但出貨量有限，用户粘性明顯不足，原因有多方面，不是所有技術都足夠成熟，關鍵的核心部件產能也沒有準備好。通過精準產品定義，把成熟技術用好；把用户習慣培養起來，在使用中迭代技術和拓展生態；是未來的主基調。而且當前價格維度已具備大規模產業化基礎，比如XR眼鏡價格多在兩三千至三四千元，雖未出現千元以下優質產品，但此價格區間已能支撐產業實現年度增長。

總體而言，當硬件產能建設完成后，整機出貨量將逐年提升；當用户活躍度達到一定水平，軟件內容實現裂變，產業便會進入高速增長期。目前，上游投資已迎來較好時機，待產能與價格條件進一步成熟，XR產業有望逐步邁向爆發階段。

Q：微顯視頻有多種技術路線，光學系統也有多種技術路線。隨着技術的不斷發展，性能參數不斷提升，會不會收斂出幾種面向不同場景的微顯加光學系統的組合？

季淵：近眼顯示行業自誕生起，「不同場景適配不同顯示需求」 的問題便已存在。近眼顯示本質是將屏幕置於眼鏡旁，通過放大形成虛像，其形態與需求緊密相關，不同場景對屏幕大小、FOV（視場角）、亮度、沉浸感等要求差異顯著。

回溯發展歷程，近眼顯示的需求場景不斷拓展：30年前（上世紀 90 年代），需求始於軍用航空航天領域，採用投射式形態；隨后延伸至陸軍紅外夜視、槍械相關應用，以及照相機的 EVF 取景器；再到后來的 VR（虛擬現實）、AR（增強現實），各階段需求特點截然不同。

行業需求還隨技術與市場發展動態變化，具有階段性特徵。例如，無人機領域的近眼顯示需求，是在屏幕技術發展到一定水平后，藉助大疆等企業推動市場才得以爆發；近期影視360 設備的應用，又催生了全景式瀏覽的新需求 —— 大疆相關顯示僅需沉浸式大屏，而 360 形態則要求全視野顯示，這體現了近眼顯示與關聯技術發展的緊密結合。

AI眼鏡的興起是典型案例：其核心技術 3-4 年前已存在，但因今年 DeepSeek 帶動國內 AI 熱度，市場意識到眼鏡形態更易承載 AI 功能，「AI 眼鏡」 概念才迅速走紅，本質是場景需求與技術形態的結合。

未來，近眼顯示的發展需依託下游市場需求，不同企業可能基於自身戰略與優勢，在特定領域深耕—— 有的擅長做大屏、小屏，有的專注高透光或高沉浸感產品，最終形成多賽道並行的格局，難以簡單預判某一形態或行業在特定年份的具體增長規模，核心在於技術與需求的精準適配。

鈦資本研究院觀察

目前AI+AR眼鏡的典型形態包括：1、以AI為核心賣點的輕AR產品，通常採用Micro LED+SRG，以單色顯示為主，可顯示提示詞和形狀符號等簡單信息；2、兼顧AI能力和顯示效果的AI+AR產品，通常採用LCoS或硅基OLED+陣列光波導，可動態顯示高質量彩色畫面。從顯示效果來看，前者重亮度，採用亮度有明顯優勢的Micro LED微顯技術，后者重全綵，採用全綵有明顯優勢的LCoS或硅基OLED微顯技術，同時結合光效較高的陣列光波導來彌補亮度劣勢。遠期的未來，如Micro LED的全綵技術獲得顯著突破，且成本可控，再結合對全綵支持較好的光波導技術，例如PVG或陣列光波導，將會在更多場景擁有顯著優勢；而近中期的未來，如硅基OLED在亮度方面有快速提升，結合光效較高的光波導技術，將更有機會在大多數場景下擁有先發優勢。

鈦資本認為近期可以重點關注微顯領域硅基OLED提升亮度的進展，光效和成本有組合優勢的PVG路線產業化進展，以及兩者組合方案的實際效果。