微纳光电子(别忘了光学微纳制造的硬科技比拼-谷东科技)
假如评选2021年全球最成功传播事件,Facebook更名Meta,当是最有力的候选之一。
元宇宙热潮搅动公共舆论场,难免泥沙俱下,怪象频出。
不过另一方面,无论对虚拟世界的形态和影响有多少种展望,其视觉景观都有着共通“入口”,即VR/AR(虚拟现实/增强现实)设备。
值得注意的是,仅在12月,国内VR/AR领域就有阿依瓦、世悦星承、至格科技等多家初创企业发布新一轮融资信息,年内该领域总融资规模,已经确定将刷新历史记录,VR/AR产业,在工业领域润物无声的渗透后,又站在了消费领域大规模应用的“临界点”。
如同已被反复科普的半导体产业链,VR/AR终端,离不开光机、镜片、空间计算等软硬件组件,它们的更上游,则是如同集成电路般关键地位的光学微纳制造,这也是VR/AR进入产业化新阶段的重要动力。
在众多媒体扎堆在元宇宙话题上凑“热闹”时,产业硬科技的“门道”,不应被忽视。
基于这一考虑,观察者网特约国内AR显示模组重要厂商—谷东科技负责人龚海飞,就该领域国内外产业格局与技术方向对其进行了采访。
观察者网·科工力量:龚总您好,我们知道这两三个月,小米、OPPO等消费电子厂商相继发布AR眼镜,也让很多人注意到VR、AR产业链,作为上游企业,谷东科技如何看待目前AR设备进入C端市场的现象,这会是取代手机的下一代主力人机交互终端吗?
龚海飞:目前AR设备还是在B端工业的一些场景应用比较多。未来趋势从我们这边接触的一些信息来判断,在短期内,也就是近五年内,AR设备和手机还会是一个并存、并行的状态,不会去取代,目前AR也好,VR也好,首要问题就是在一些上下游的产业链上,尤其是AR行业没有手机那么完备,导致AR产品的在C端市场推广使用,面临性价比的问题,也就意味着它在短期内,很难像手机那样的被大众所普遍接受,进而代替手机。
(谷东科技智能眼镜)
观察者网·科工力量:您刚刚提到的产业链发育不完善,这个产业链是否可以以电子行业类比,像AR/VR光学显示模组,他可能涉及到微米乃至纳米尺度上的制造,类似芯片制造那样的底层技术,以您的实践体会,目前国内相关上游产业,与同类企业相比的话,大体处于什么样的发展阶段?
龚海飞:你说的非常对,从AR这个产品的角度来说,所谓的上游,一个就是微显示器,我们叫微显面板,零点几英寸的一个小显示器;还有就是光波导片,我们谷东科技在北京这边建了一个精密光学工程实验室,联合国内的一些高校院所,也把全球领域内比较顶尖的人才聘请过来,吸收他们的一些经验,这样我们光波导片的设计、制造和测试这几块,产品链条还是比较齐全的,但是也有部分,比如说微显这块,我们还是确实需要进口;另外光体全息波导片上游的一些感光材料,比如光致聚合物,国内和国外比,如Digilens等企业相比,差距还是比较明显的,他们是侧重于感光材料的制备工艺开发。
但是可喜的是,最近这几年,我也看到一些国内的一些企业在这块大力投入,我觉得未来差距会明显的缩小。
我还有一个体会,AR/VR作为新兴行业,各个企业之间的分工,目前慢慢在形成规范,各上下游企业,能明确自己重点投入和主攻的方向,做材料的、做微显的、做芯片的、做光波导设计的、做测试的等等,这个行业的产品生态正在逐步形成规范。
观察者网·科工力量:光波导片,技术路线上主要是阵列和衍射光波导这两块?
龚海飞:是的,我们谷东目前做的产品就是以阵列光波导为主,此外也布局了衍射原理的体全息光波导,后续我们可能会做全息这种光栅和几何阵列光波导的融合,比如说成像耦入采用阵列光波导,耦出我们很有可能就是用衍射光波导,发挥二者的优势。
(1)衍射光栅原理
(2)混合光波导原理
观察者网·科工力量:类似这样的创新,在工艺上我们是找再上游供应商ODM还是自己打磨?
龚海飞:您说的现成的解决方案也有,取决于精度,微米级的精度,这种光栅在市场上能找到现成工艺包,但是你要往上再提高精度,向我们现在定位是纳米级,就必须立足于自主研发。
观察者网·科工力量:生产设备机具机台又是什么现状?据我们了解,好像设备供应仍然集中于欧美,我们看到有一些像EVG、意法半导体,他们也通过成立产业联盟等形式,来建设竞争壁垒。
龚海飞: 制备的设备和装置,是比较精密的,比如说高精度测试台,分光镜,主要还是依赖于采购进来,当然你整个光路的设计,设备和工艺的匹配,包括感光材料的选型,这些还是完全需要我们自己去搭建,只有这样,你才能把自己的工艺给积累下来。
(衍射光波导镜片与半导体工艺有相当继承性,其上游材料、装备、设计工具等环节欧美日厂商占据优势)
观察者网·科工力量:比照集成电路,除了制备工艺,设备材料,还有一块儿就是偏软件层面的,它还有EDA设计工具,和一些内核IP,那这块儿对照光学微纳制造,是不是也存在设计工具和IP的对外依赖?
龚海飞:光路设计肯定会有一些工具,软件和硬件的工具都有,另外在检测、测试环节,测试方法和工具也很重要,比如组装时检查镜片图像显示有没有畸变,有没有我们说的鬼影,这块的工具,确实还是依赖于国外比较多,美国德国在计算芯片、图像分析等检测工具上比较领先,但是这几年,国内浙江那边三色光电,还有其他很多企业,也正逐步向国外看齐,欧美的领先优势不那么明显了。
观察者网·科工力量:您怎么评价业内当前比较热的“光学超表面”技术。这个光学超表面它的制备和设计是不是与光栅相比会很不一样?
龚海飞:超表面确实是光学领域一个非常值得开发探索的问题,我是清华大学精仪系毕业的,十年前我上学的时候,就有一个同窗,他在做这个超表面的一些理论分析,现在所谓的光学超表面,本质上是制备原子级的微纳光学结构来显示成像,超表面其实属于微纳控制的范畴,就是我会控制这个表面,控制这个超光学表面的每一个原子对光波的反射、衍射或折射,尽管理念很好,而且学术界研究时间也很长了,但是目前来看,超表面要实用化,走进工业场景落地应用,或者形成C端的消费级产品的话,还需要一段很长的时间,要等到它的制备工艺成熟、稳定、规范,还有配套的产业链健全起来,才能谈得到商业化,这个过程还是面临很大挑战的。
观察者网·科工力量:我这样理解是不是准确,就是超表面它可以理解为是一种对光学现象主动的调控,然后我们现在所有的光栅也好,阵列也好,可能都是被动的一种原理。
龚海飞: 是的
观察者网·科工力量: 另外我们注意到这样一个现象,现在光波导显示模组领域似乎大部分公司,其实是扎堆在衍射光栅的技术路线上,谷东对阵列光波导的坚持显得很特别,您怎么评价衍射光波导这样一个技术方向?
龚海飞: 所谓衍射光波导,它本质上,还是属于全息衍射、全息光波导这一块。衍射也确实当下是一个非常主流的方向,几何阵列光波导,它遵循折射的基本定律,它是靠分光膜的反射和透射,你的膜必须布置成特定角度才能反射,这样几何阵列尺寸小到一定程度后很难再减薄。
衍射相当于光打在这个已经制备好的光栅上面,它发生衍射,这些光符合全反射条件的话,就在介质中定向传导,这就是光波导,它的重量体积可以做的比较轻薄,制备成本低,容易改版升级,当然衍射的光效相对不高,也就是说光的强度有一定损耗,这一点可以通过一些比较亮的光机,也就是光的强度比较大的一些光源,去适配和弥补。
观察者网·科工力量:除了体积重量优势,衍射光波导路线的热度,还有没有其他的影响因素?
龚海飞:还有就是衍射的制备工艺,相对来说一旦你实现成功之后,更容易固化、标准化,另外,衍射光波导对光机或者说光源的要求低一些,类似于小投影仪打在玻璃上就可以,它镜片的光学畸变也相对好控制。
观察者网·科工力量:最后一个问题,想请您谈谈感受,就是这几个月“元宇宙”概念爆火,也带动今年VR/AR行业融资事件越来越多,越来越密集,您在行业里是什么样的感觉?现在同行们是不是比较浮躁?
龚海飞:我个人的感觉,所谓的元宇宙的本质,其实还是一些虚拟的单元,一些信息单元,再包括空间计算、光学等软硬件技术,比较巧妙、比较有机的结合在一起,深度的融合。
大部分企业,应该说还是选准产业链上的某个环节,在努力耕耘,从波导片开发到工艺制备、材料研究,当然也有些企业,确实它主攻是短平快的集成,把现成的光机、镜片、算法等攒起来,希望赶紧变现。总体上,我觉得行业风气还比较健康。我个人之前从事过多年的机器人研发,AR/VR产业可以类比于2010-2015年的机器人产业,当时外界对机器人这个赛道报道炒作很厉害,到现在这种噱头式的运作方式销声匿迹了,机器人也慢慢趋于实际场景实用和解决问题,开始大规模进入工业生产、生活娱乐场景。AR/VR现在的炒作还没有达到当年机器人那样的程度,行业内大家脚踏实地做事的气氛,比当年的机器人产业要更好一些。
观察者网·科工力量:好的,感谢您接受采访!
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