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亮亮视野：这种光学元件和材料，全球70%都是从中国出去的

此前，新华网一篇题为《“元宇宙”混沌未开，四大怪现象提前“搅局”》的报道，总结了围绕这一热点概念的诸多“怪现象”，其中一条，就是“轻技术重想象，旧东西套新包装”，文章点评道：“想象很容易，改名字很轻松，要实现却没有捷径。目前元宇宙整体发展处于初级阶段，主要原因就是其要用到的技术尚处于低级层次，唯有脚踏实地突破技术瓶颈，真正的元宇宙才有可能到来。”
关于未来的元宇宙想象甚嚣尘上，当下的光学、电子等相关技术与产业发展却甚少得到应有关注。
日前，观察者网·科工力量专栏邀请到国内AR（增强现实）设备头部厂商——亮亮视野技术负责人李勇博士，围绕关键技术发展与国内外产业格局，对其进行了专访。
【采访/科工力量专栏主笔 李沛】
观察者网：李总您好，过去几个月，多家手机大厂推出AR智能眼镜产品，您如何看待AR眼镜进入C端的动向，人机交互终端更新换代的浪潮是否已经到来？
李勇: 我们认为元宇宙是一家之言，但反映了清晰的宏观趋势，即数字空间形态在从移动互联网向空间互联网演进，手机作为平面显示设备，是无法承载空间互联网的内容和体验的，只有AR或者说MR这样的设备才具备成为空间互联网入口的能力，所以我们认为，AR必然会取代手机的，但是目前这个阶段还不成熟，AR眼镜涌入消费市场操之过急，简单的图像投屏功能不是AR的核心价值，AR的核心价值应该是人机交互，只有实现了人机交互的足够差异化体验，AR才会在C端市场迎来真正的爆发。
观察者网: 接下来的问题偏技术层面，光机和镜片作为底层技术，可以类比于半导体集成电路，这一环节当前国内外产业格局能否简要介绍一下？
李勇: 简单分享我们一些看法，首先您说的非常正确，显示确实是非常核心的部件，你看一些业内研究，参照微软的HoloLens 这款产品，基本上显示部分成本会占到50%左右。
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（基于微软HoloLens开发的军用单兵综合显示设备，已经接近批量装备）
另外这个显示部分，也基本上决定了整个产品的形态。你可以看到，如果采用birdbath、衍射光波导等方案，大部分大家会做成头盔、头环这样的产品，阵列光波导因为光学效率比较高，可能会像我们一样，做成眼镜的形态。
再纵观整个行业，您也看到正在进行时的趋势，就是很多终端大厂入局的积极性很高。对他们来说，半导体器件实际上可以依托、复用原来的产业链，而光机和镜片则不是这样，所以他们必须把研发的资源投入到这一块儿。
在这个过程里，我们也可以发现一个策略上有趣的差异，因为没有公版、ODM或者定制化的成熟模式，海外大厂普遍是研发制造内部化的打法来建立自己的产能，比如微软、爱普森，还有收购Akonia的苹果，国内的话，反而是初创公司更活跃，大的企业除了华为投入稍大一些，其他往往放在研究院层面做一些研究，开发和导入量产还是通过和外部企业合作，跳过漫长的研发周期，快速推出产品。
但是目前来看，中国整体光学器件产业，我们觉得还是和国外在一个水平线，尤其是阵列光波导，这也是得益于咱们中国比较强大的光学冷加工水平，全球大概70%的这个光学元件、光学材料都是从中国这边出去的，像我们公司，就是立足于整个光学的产业链，然后我们去定义工艺，然后去定义一些参数，来用它的基础能力和设备去做，所以做的还比较好，而且成本比较可控。
阵列光波导全球最有名的是以色列Lumus，他们产品量产的性能一致性一直不是很好，良率低，成本也就很高，一片镜片可能要1000美金，只能军用，我们这几年的迭代，建立了自己的Know-how和整个供应链条，基本上我们可以做到一片几百块人民币，然后整个良率也可以到90%以上。
衍射方面的衍射光波导和体全息光波导，这方面确实，我们国内会稍微的差一些。因为它们更多还是利用了一些半导体的制造工艺，咱们国内的配套厂商还是偏少，量产性能有差距，当然现在行业还在很早期的阶段，好的技术并不是靠闭门造车出来的，肯定是要通过不断在市场中去迭代优化的，你可以看到我们中国有这么庞大的市场，我觉得我们是有机会去在这方面补上差距，我认为我们短期内还是非常有机会迎头赶上的。
观察者网: 您刚才谈到了阵列光波导在国内的产业配套优势，但另一方面，产品良率也是制约其一大因素，另外在特定角度看，棱镜阵列会在镜片上形成明显的条纹，您怎么看待阵列光波导的这些劣势？
李勇: 阵列和衍射目前还是各有千秋，光学效率是阵列光波导的核心优势，比如说我们图像源输出的是1万尼特亮度，可能眼睛就可以看到一千尼特，而衍射光波导的效率就非常低，如果你有关注最近几款大厂的单色光AR眼镜性能参数，他们用MicroLED几百万尼特的亮度，最后才能实现入眼1000多尼特。可能整个效率是万分之几。
另外一点你可以看到，这种阵列光波导的隐私性比较好，你从正面看的话是看不到图像的，但你如果看衍射镜片的产品，哪怕不是佩戴者，站在对面的人也能看到这个显示的信息，所以我们认为，阵列光波导是比较适合做眼镜式产品的，反过来如果做头盔的产品，阵列就不太适合了，因为它不能实现上下的可视区扩展，现在阵列光波导实现量产的还是一维扩瞳的产品。
您刚才提到的另一个问题，视觉上的“条纹”，这个我们国内也在探索一些新的工艺，比如说中间不用胶，用分子间的键和，这无胶胶合的工艺叫光胶，可以改善这个问题。
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（典型几何阵列波导镜片，可见微小棱镜形成的“条纹”）
观察者网: 您如何看待同样利用衍射原理的衍射光波导和体全息光波导，后者是否在制备工艺上门槛更低？
李勇: 我们对于衍射和全息也都有一些布局，浙大那边一位副院长，也是我们联合创始人郑老师，他实际上是国内最早做衍射光波导技术的，之前和某所去做机载平显和头显。
构成衍射现象的微结构可以分两类，一种是表面浮雕，就是现在通称的衍射光波导，在平面上生成纳米尺度的光栅微结构，全息光波导则是采用有机材料，一种光致折射率变化的材料，根据你曝光的程度不同，材料的折射率性质会发生变化。也就是说不是直接形成平面上的形貌，但是它内部的材料性质发生变化，这种叫做体全息光波导。
表面浮雕光波导，需要用到纳米压印工艺，全息光波导就不需要了，我只需要两束激光去干涉，然后去形成这种需要的条纹就可以实现，看起来是比较简单的，但是他受限于有机材料本身的稳定性，而且你在曝光过程中，光路的湿度，温度，包括一些抖动，都会影响到产品的性能。所以目前比较成熟，通过了量产验证的还是浮雕光栅的工艺，体全息工艺一致性还是没有得到充分验证。
观察者网: 浮雕光栅的制备，可能会涉及到更底层的一些基础支撑，比如像仿真的软件，或者像生产检测的设备、材料，甚至包括IP？这方面以您的了解，国内是不是对国外还有很高的一个依赖度？
李勇: 目前来看还是存在的。尤其是在一些非常底层的设备，还有包括像你提到一些仿真软件上，AR光学制造，底层的设备还是基本上类似半导体的，只是相对来讲，做的精度没有那么高，可能还是一二百纳米的级别，不像咱们做芯片可能需要28纳米，甚至7纳米的制程，现在要求还是没有那么高。尽管如此，生产设备可能还是依赖于进口的。
国内现在很强调硬科技的发展，我相信这方面的短板我们能够一点点补上，我觉得未来还是很有机会的，尤其是现在这种半导体产业链的投入强度，可能短期内适配高端芯片会比较困难，但是做光学元件儿，我觉得反而门槛没有那么高，可能会是更适合去磨练设备和工艺的一个战场。
观察者网: 去年以来业内不少人已经开始讨论光学超表面，您怎么评价这个技术方向，光学超表面会颠覆现有的三条光波导技术路线么？
李勇: 超表面其实我们也有投入，包括我们也拿了一个北京市科委的重点研发计划，就是做超表面的光波导。
实际上超表面这个技术来自于超材料，他只是把这个超材料平面化。他最早用在光学光波波段，是2016年哈佛大学研究团队开创的。它的优势就是它可以直接在一个平面上去构建对于光相位的调控，这样会带来很多优点，可以非常灵活地去处理光波，控制光线，同时，采用薄膜型材料去替代体材料，整个重量也可以显著的降低。
值得注意的一点是，超表面制备需要依赖半导体光刻工艺，目前意法半导体就在配合苹果开展这方面研究，目前国内相应规格的光刻机研发也比较顺利，有望两三年内实现国产替代。
观察者网: 最后一个问题，亮亮视野AR+AI的解决方案交付模式，在B端很有差异化，我们设计的时候有什么样的考虑？
李勇：对，我们提供的就是端到端的完整解决方案，从自研关键器件，到平台，到系统，到终端硬件，都是我们自研自产的，因为我们考虑到目前AR产业生态仍然很不完善，客户需求是需要去挖掘和形塑的，所以我们想要形成与客户的共建，更有针对性地、敏捷地进行研发，并且能实现商业落地，这个过程里我们确实看到了AR与B端、C端结合的一些早期机会，包括我们今年新出的一款AR字幕助听眼镜，就是服务于听障人群的，软硬件由我们自研，但是里边的转写引擎，我们是跟科大讯飞、包括字节跳动来合作的。
观察者网：好的，感谢李总接受采访！

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