被低估的AR行业！Micro LED走向轻量化、高亮度，单片全彩成为新焦点

电子发烧友网报道（文/莫婷婷）受益于技术进步、价格亲民化和多样化应用场景的推动，AR智能眼镜市场呈现快速增长的趋势。CINNO的数据显示，2023年国内消费级AR设备销量同比增长138.9%，销量达到22.7万台。在今年第二季度，消费级AR设备销量为7.1万台，环比增长8%。

与此同时，微显示芯片技术作为AR智能眼镜的关键技术，从开年至今已有多家芯片厂商推出新品，并且通过不断地迭代满足市场需求。在技术发展趋势上，从单色向单片全彩迭代，成为接下来发展的重点。为了获得更多的市场份额，芯片厂商又是如何在各自选择的技术路线下，挑战量产难题的呢？

多款Micro-LED微显示新品亮相，轻量化、高亮度进展明显

据了解，在AR设备的BOM成本中，光学显示模组的占比是最大的，其中光引擎（显示模组）的占比是最大的，为30%，光波导（光学模组）的占比达到15%。处理器芯片的占比为25%，显存、其他零部件及组装的占比为15%。

AR产品显示方案一般有硅基OLED、LCoS和Micro-LED三种。这三种技术方案各有优劣势，硅基OLED在轻便型设备中表现突出，LCoS则因成本和色彩表现占优，而Micro-LED凭借其综合性能成为未来的发展趋势。

具体来看，硅基OLED的亮度低于1万尼特、寿命低于5000小时，且其寿命与亮度成平方反比的关系，无法用于户外高亮场景。LCoS采用被动发光技术，发光效率低、功耗高、像素点响应速度慢，容易产生拖影现象。

思坦科技FAE技术专家刘斌芝在行业论坛上表示，Micro-LED具有百万尼特亮度足以支持光波导技术，超低功耗、超高分辨率和纳秒级响应速度，是最有希望将AR眼镜大规模推向市场的显示技术。

在现有的AR智能眼镜技术中，光波导+Micro-LED被认为是最有潜力的光学显示方案。其中光波导方案又分为VST和OST方案。刘斌芝分享了一组数据，AR产品采用VST+Micro-LED的入眼亮度一般小于500nit，整机重量小于100g。而采用OST+Micro-LED方案的入眼亮度可以做到大于1500nit，整机重量可以做到小于50g。随着AR智能产品对轻量化、高亮度需求的提升，Micro-LED搭载光波导的OST方案被认为是最优解。

但光波导+Micro-LED的光学显示方案也存在一定的问题，例如由于制造工艺的限制导致衍射光波导存在亮度不均、色彩失真等显示缺陷、个体差异性问题，如何提升画面均匀性和色彩准确性成为提升AR智能眼镜体验的关键。

为此，JBD推出了业内首个光波导画质校正方案ARTCs，采用One-shot系统级均匀性补偿计算、近眼光波导显示画质算法等技术方式提高了亮度均匀性、消除色彩失真和颗粒感，亮度均匀性＞80%，色差0.02。

在近期的光博会上，JBD展示了采用画质校正方案ARTCs的蜂鸟Ⅰ彩色光学模组。根据介绍，基于蜂鸟Ⅰ彩色光引擎，蜂鸟Ⅰ彩色光学模组配合光波导实现了6000nit的亮度，且典型功耗可以维持在150mw的水平。

蜂鸟Ⅰ彩色光学模组（电子发烧友网摄）

AR光学显示方案体验的提升得益于光学引擎的优化和创新。近期业内多家Micro-LED微显示解决方案商在单色光引擎以及全彩光引擎技术上都有所突破，并且在光博会上带来了各自的新品。

在单片全彩方面，镭昱在9月的光博会上正式发布量产级全新微显示系列——PowerMatch 1全彩Micro-LED微显示屏，屏幕尺寸为0.13英寸，全彩分辨率为320×240，峰值全彩亮度达到了25万尼特，6350 PPI，同时支持QSPI和MIPI两种接口。

镭昱PowerMatch 1（电子发烧友网摄）

思坦科技也推出了单色以及全彩的Micro-LED微显示屏，包括0.45英寸、0.2英寸的单片全彩Micro-LED微显示屏，亮度突破10万+尼特。

在单色方面，JBD推出了蜂鸟MiniⅡ单色光引擎，在小型化上实现了进一步的突破。体积仅为0.15cc，重量为0.3g，光通量达到8 lm。鸿石智能首次展示了极光A6微显示芯片，0.12英寸，800万尼特亮度。

从上述新品来看，Micro-LED显示屏主要是朝着超高亮度、高环境对比度、高分辨率以及小体积的方向发展，在亮度方面，最高可以达到百万尼特等级，以满足阵列、衍射光波导的需求。与此同时，小型化、轻量化、智能化、立体化、高画质以及低功耗已经成为Micro-LED显示产品的重要迭代方向。


单片全彩成为焦点，芯片厂商各有技术优势

单片全彩是Micro-LED微显示技术的挑战之一，也是行业内各大芯片厂商重点投入研发攻克的方向。不仅仅是芯片厂商，终端厂商也期待用上全彩的显示方案，提升产品的使用体验和竞争优势。

在终端应用中，单色Micro-LED显示方案是应用最多的，包括魅族 MYVU标准版、李未可 MetaLens S3、OPPO Air Glass 2等。采用全彩Micro-LED方案的有雷鸟创新。2023年10月发布的雷鸟X2 Lite采用全彩Micro LED+衍射光波导方案，被认为是业内第一款真正意义上实现了双目全彩Micro-LED+光波导方案的AR智能眼镜。

目前，单片全彩Micro-LED受限于技术成熟度、工艺复杂度、量产难度等多个问题，在应用端并不常见。从市场的角度来看，单片全彩Micro-LED有着巨大的发展潜力，因此也成为产业链企业以及学术界都在关注的焦点。

资料显示，Micro-LED的全彩化主要有棱镜合色（X-cube），量子点转换，垂直堆叠等技术路径。不同技术路线都有芯片厂商在布局。棱镜合色是将附于三个不同面的红、绿、蓝单色 微显示面板进行光学合色，达成全彩显示效果。据了解，雷鸟 X2正是采用了该方案。镭昱科技、鸿石智能、思坦科技采用的是量子点转换。诺视科技采用的是垂直堆叠。JBD也在2023年根据垂直堆叠发布了单片全彩的Demo。

虽说部分厂商用了同一种技术路线，但在核心技术的布局上各有不同。镭昱创始人兼CEO庄永漳在接受电子发烧友网采访时表示，镭昱重构了单片集成技术，采用大尺寸晶圆级键合技术，配合自研光刻式量子点工艺（QDPR），在精度、效率以及量产可行性上具备优势。思坦科技通过自主研发的量子点转色方案，可以让Micro-LED的sRGB色域提高到139.4%，呈现出色彩细节度更高的图像效果。鸿石智能预告，公司将发布首个0.12英寸、超100万尼特亮度的单片全彩Micro-LED显示芯片。

诺视科技在8月宣布推出量产级单片全彩XGA Micro-LED微显示芯片，峰值亮度超过50万尼特。该产品基于诺视WLVSP（晶圆级堆叠）技术平台，将RGB三原色化合物和硅基CMOS驱动背板在垂直方向上进行堆叠集成。诺视科技介绍，公司打通垂直堆叠工艺流程，实现AlGaInP和GaN材料体系的单片集成。

但不管是棱镜合色、量子点转换，还是垂直堆叠都存在技术难点，包括工艺成熟度、材料、成本、量产可行性等方面。巨大的市场之下，如何加快 Micro-LED微显示芯片的量产步伐，是业内都在关注的问题。

在量产进程上，思坦科技在今年6月宣布厦门Micro-LED量产基地正式投产。诺视科技预计将在2025年量产单片全彩微显示芯片。鸿石智能在不断提升工艺成熟度，为大批量产做铺垫。为了适配更多下游客户的产品，芯片厂商推出全彩Micro-LED也从支持单一接口，到同时支持多个接口。

小结：

微显示芯片随着AR行业的发展也逐渐实现迭代。在全彩化方面，不同的芯片厂商选择了不同的技术路线，最终谁能够率先实现量产值得期待。

随着技术的发展，笔者认为，AR智能眼镜行业将在光学显示上迎来两大发展趋势：一是AR智能眼镜随着AI技术而进化，微显示芯片如何配合AR智能眼镜发挥出AI交互载体的潜力，需要进一步思考。二是AR行业正处于快速发展阶段，光学显示方案在未来几年不会被某一种方案“统一”，而是呈现多样化的格局。电子发烧友网关注到，不同于光波导技术，Gyges Labs的近眼显示光学系统/解决方案基于自主研发的DigiWindow技术，显示模组体积最小可达2*2*2mm，并且基于该技术推出全球首款隐显眼镜。越来越多光学显示方案厂商的出现，将让AR智能眼镜产品变得更多样化。