2分鐘壓印周期，良率將沖95%！魔飛光電如何破解光波導(dǎo)量產(chǎn)困局

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/莫婷婷）9月18日，Meta發(fā)布了采用LCoS+光波導(dǎo)方案的AR彩色智能眼鏡 Meta Ray-Ban Display。作為AI智能眼鏡行業(yè)的風(fēng)向標(biāo)，Meta新一代AI眼鏡的發(fā)布將推動(dòng)光波導(dǎo)技術(shù)邁向消費(fèi)級(jí)應(yīng)用。然而，光波導(dǎo)量產(chǎn)仍受限于產(chǎn)能不足與成本高昂。此時(shí)，納米壓印技術(shù)憑借高效精密的特性，可實(shí)現(xiàn)高精度微納結(jié)構(gòu)的大規(guī)模制造，為光波導(dǎo)產(chǎn)業(yè)化提供低成本解決方案。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)光波導(dǎo)企業(yè)云集，但量產(chǎn)瓶頸亟待突破。就在今年8月，全球領(lǐng)先的荷蘭納米壓印技術(shù)企業(yè) Morphotonics（以下簡(jiǎn)稱“魔飛光電”）宣布成立中國(guó)分公司——魔飛光電（蘇州）有限公司，標(biāo)志著這家歐洲“隱形冠軍”全面啟動(dòng)中國(guó)本土化戰(zhàn)略。此舉不僅是一次簡(jiǎn)單的市場(chǎng)擴(kuò)張，更是一場(chǎng)深度嵌入中國(guó)智能硬件制造生態(tài)、推動(dòng)AR光波導(dǎo)與新型顯示產(chǎn)業(yè)規(guī)?；涞氐年P(guān)鍵布局。


壓印周期縮短至2分鐘，魔飛光電納米壓印技術(shù)填補(bǔ)市場(chǎng)空白
納米壓印的核心作用是在基材表面高保真、高效率地復(fù)制納米級(jí)圖案結(jié)構(gòu)，替代或補(bǔ)充傳統(tǒng)光刻工藝，尤其在大面積、非集成電路領(lǐng)域具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。其主要應(yīng)用包括AR/VR光學(xué)元件、顯示與照明、半導(dǎo)體先進(jìn)封裝等領(lǐng)域。

除了魔飛光電的卷對(duì)板（Roll-to-Plate，R2P）納米壓印外，行業(yè)現(xiàn)行的納米壓印技術(shù)還包括：晶圓級(jí)納米壓印（Wafer-Level NIL）和卷對(duì)卷納米壓?。≧oll-to- Roll, R2R NIL）。

晶圓級(jí)納米壓印的基板采用標(biāo)準(zhǔn)硅晶圓，例如8/12英寸的晶圓。其特點(diǎn)是每片晶圓單獨(dú)處理，因此需要精準(zhǔn)定位與重復(fù)曝光；卷對(duì)卷納米壓印則通過滾軸連續(xù)滾動(dòng)的方式將光學(xué)結(jié)構(gòu)紋理從模板轉(zhuǎn)移到柔性基板上。

但上述兩種技術(shù)路徑都存在一定的技術(shù)瓶頸。晶圓級(jí)納米壓印技術(shù)最大僅支持12英寸/300mm圓形基底，難以滿足大尺寸顯示設(shè)備及部分光學(xué)器件的需求，且存在“高成本、低產(chǎn)能”的痛點(diǎn)。而卷對(duì)卷技術(shù)雖可連續(xù)生產(chǎn)，但無法在玻璃等剛性表面進(jìn)行壓印、工藝對(duì)準(zhǔn)精度低導(dǎo)致良率不足等問題。

魔飛光電創(chuàng)新的大面積卷對(duì)板納米壓印技術(shù)（Roll-to-Plate, R2P），正好融合了晶圓級(jí)納米壓印和卷對(duì)卷納米壓印兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，有效填補(bǔ)了市場(chǎng)空白。

魔飛光電全球業(yè)務(wù)發(fā)展主管Erhan Ercan介紹，通過將微納結(jié)構(gòu)高效轉(zhuǎn)印至大面積基板，魔飛光電的技術(shù)突破了傳統(tǒng)工藝的物理限制與生產(chǎn)成本瓶頸，既克服了晶圓尺寸限制，又能適配玻璃等硬質(zhì)基板，同時(shí)優(yōu)化了生產(chǎn)效率與良率，尤其在光波導(dǎo)應(yīng)用（如AR/VR智能眼鏡）中兼具高精度與低成本。

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魔飛光電全球業(yè)務(wù)發(fā)展主管Erhan Ercan

魔飛光電的技術(shù)在特定應(yīng)用場(chǎng)景中具備獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，特別是在精度上，能夠支持在500μm至50nm尺度范圍內(nèi)精準(zhǔn)構(gòu)筑微米/納米級(jí)結(jié)構(gòu)。Erhan舉例，該技術(shù)能實(shí)現(xiàn)極低的“殘膠層厚度”（Residual Layer Thickness，RLT），而如果能以極低的殘膠層厚度均勻復(fù)制微納結(jié)構(gòu)，將大幅提升客戶的效率，尤其是在AR智能眼鏡領(lǐng)域。

此外，大面積加工也是魔飛光電的優(yōu)勢(shì)，其技術(shù)能夠最大實(shí)現(xiàn)1.1米×1.3米的壓印面積（5 代線）。作為對(duì)比，傳統(tǒng)晶圓尺寸通常為8英寸或12英寸，也就是200mm×200mm或300mm×300mm。

魔飛光電的納米壓印技術(shù)還能兼容多種顯示技術(shù)，包括OLED、LCD、Micro LED，以及目前熱門的Mini LED。量產(chǎn)化壓印周期縮短至2分鐘以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)更高的產(chǎn)能。

值得一提的是，除了納米壓印設(shè)備本身，魔飛光電還提供包括材料（如壓印樹脂）、工藝在內(nèi)的配套產(chǎn)品，為客戶提供一整套完整的解決方案。

良率已達(dá)93%，將推出年產(chǎn)600萬片的AR光波導(dǎo)設(shè)備
魔飛光電專注的兩大核心應(yīng)用場(chǎng)景：第一大應(yīng)用場(chǎng)景是先進(jìn)顯示領(lǐng)域，例如裸眼3D技術(shù)、汽車抬頭顯示 HUD 等。魔飛光電的技術(shù)在該領(lǐng)域已有成熟應(yīng)用落地。第二大應(yīng)用場(chǎng)景是智能眼鏡的光波導(dǎo)領(lǐng)域。智能眼鏡是近兩年的熱門領(lǐng)域，而光波導(dǎo)是AR智能眼鏡中的核心技術(shù)。

魔飛光電中國(guó)區(qū)總經(jīng)理胡品指出，光波導(dǎo)最大問題仍是成本。光波導(dǎo)的生產(chǎn)流程包括母版制作、子版制作、批量納米壓印、切割等環(huán)節(jié)。

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魔飛光電中國(guó)區(qū)總經(jīng)理胡品

在高精度納米壓印方面，魔飛光電的技術(shù)可加工傾斜光柵、二元光柵甚至閃耀光柵等復(fù)雜結(jié)構(gòu)。魔飛光電獨(dú)有的柔性壓印裝置（即“軟板”工藝/柔性模板），既能確保尺寸精度，又能保證軟板的使用壽命，從某種程度上來說，這種工藝在保障產(chǎn)能與精度的同時(shí)，還降低了耗材使用成本，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能效率與成本控制的雙重優(yōu)勢(shì)。

AR光波導(dǎo)市場(chǎng)在持續(xù)進(jìn)化，一方面是技術(shù)路線日益多元，涵蓋幾何光波導(dǎo)、全息光波導(dǎo)、表面浮雕光波導(dǎo)等細(xì)分方向。另一方面，是對(duì)新型材料的使用。當(dāng)前玻璃基板的最高折射率僅能達(dá)到2.1，若要進(jìn)一步增大視場(chǎng)角，就需要采用更高折射率的材料，例如碳化硅的折射率最高 2.6～2.7，還有鈮酸鋰（LiNbO?）等。

在這方面，魔飛光電的技術(shù)展現(xiàn)出卓越的通用性，可靈活適配玻璃、聚合物薄膜、金屬等多種基材，即便客戶采用前沿的碳化硅材料，其工藝仍能穩(wěn)定兼容，為下一代光波導(dǎo)制造提供強(qiáng)大底層支撐。

“對(duì)于大面積納米壓印技術(shù)而言，魔飛光電要解決的正是光波導(dǎo)生產(chǎn)中的高產(chǎn)能、高成本難題，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的晶圓級(jí)生產(chǎn)工藝在產(chǎn)能提升潛力及成本優(yōu)化空間方面均面臨著顯著制約?！?br />
Erhan Ercan進(jìn)一步提到，魔飛光電將推出專為AR領(lǐng)域設(shè)計(jì)的“Cypris”新設(shè)備，該設(shè)備的光波導(dǎo)年產(chǎn)能可突破600萬片。

目前，魔飛光電已經(jīng)推出了兩款納米壓印設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)了全面的商業(yè)化，分別是半自動(dòng)化的系統(tǒng)Portis 系列，適用于R&D場(chǎng)景需求，可支撐中小規(guī)模生產(chǎn)需求；以及全自動(dòng)系統(tǒng)Aurora 系列，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。兩套設(shè)備互為補(bǔ)充，能夠匹配客戶不同階段的發(fā)展節(jié)奏。

基于客戶真實(shí)生產(chǎn)場(chǎng)景反饋，采用魔飛光電現(xiàn)有納米壓印設(shè)備的產(chǎn)線在兩日內(nèi)穩(wěn)定產(chǎn)出超3000件光波導(dǎo)，良率達(dá)93%。Erhan 表示，魔飛光電正持續(xù)優(yōu)化工藝，目標(biāo)將良率提升至95%，以全面支撐規(guī)?；桓丁楸Ｕ洗笈可a(chǎn)穩(wěn)定性，良率將嚴(yán)格控制在90%以上。


成立中國(guó)分公司，賦能中國(guó)AR/VR與新型顯示產(chǎn)業(yè)高地
當(dāng)下，中國(guó)正成為全球新型顯示與AR/VR產(chǎn)業(yè)的“創(chuàng)新引擎”。來自中國(guó)光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會(huì)液晶分會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，2024年全球新型顯示產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)2198億美元，中國(guó)獨(dú)占半壁江山，貢獻(xiàn)約1080億美元。另外一組來自企查查的數(shù)據(jù)顯示，在智能眼鏡領(lǐng)域，全國(guó)相關(guān)企業(yè)已超5600家，且AI智能眼鏡產(chǎn)品迭代加速。

在中國(guó)市場(chǎng)，魔飛光電并非“初來乍到”。早在設(shè)立中國(guó)子公司之前，其納米壓印設(shè)備已在中國(guó)客戶產(chǎn)線中穩(wěn)定運(yùn)行?！俺闪⒅袊?guó)子公司，是對(duì)‘中國(guó)落地戰(zhàn)略’的進(jìn)一步強(qiáng)化”，胡品表示。

胡品進(jìn)一步提到，“依托中國(guó)供應(yīng)鏈的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，我們會(huì)加強(qiáng)與本土上下游企業(yè)的合作，進(jìn)一步發(fā)揮大面積納米壓印技術(shù)在精度與成本上的優(yōu)勢(shì)，提升生產(chǎn)效率、降低制造成本，進(jìn)而助力國(guó)內(nèi)新型顯示與智能眼鏡光波導(dǎo)制造的普及——通過成本下降與產(chǎn)能提升，推動(dòng)這些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更大規(guī)模的發(fā)展?！?br />
如今，魔飛光電落子中國(guó)，以蘇州為支點(diǎn)撬動(dòng)AR/VR與新型顯示產(chǎn)業(yè)變革，推動(dòng)光波導(dǎo)等核心部件平民化，加速消費(fèi)級(jí)AR眼鏡與新型顯示產(chǎn)品普及。談及未來三年的核心戰(zhàn)略，胡品表示，魔飛光電將聚焦于“降成本、提產(chǎn)能、快響應(yīng)”三大方向。