Yole：光学超表面产业简述

◆ 超表面的定义与应用 超表面组件为一种衍射光学元件（DOE），其关键结构尺寸与工作波长处于同一量级。超表面主要分为两类：

1. 光栅型（如二元光栅、倾斜闪耀光栅）：主要用于增强现实（AR）眼镜的光耦合（将光从自由空间导入波导，再导出至人眼），例如Meta的Orion原型机采用碳化硅波导和光栅。

2. 纳米柱衍射光学元件：主要用于成像领域，例如3D传感模组和摄像头模组。其优势在于用单一超表面替代多个传统光学元件，从而缩小模组尺寸并降低成本。

◆技术发展时间线及应用案例

★2023年：意法半导体首次在智能手机后置DTOF（直接飞行时间）多区域阵列中应用超表面，用于距离检测。 ★ 2024年：苹果iPad Pro M4的面部识别（Face ID）照明模组首次采用超表面。 ★ 未来展望：预计超表面将逐步渗透智能手机生物识别模组，但可见光（RGB）成像仍需克服技术挑战。

◆ 技术拆解分析 - 传统Face ID模组（如iPhone 14）：包含3片折射透镜+双层基底衍射元件（DOE），通过线性图案实现点阵投影。 - 新型iPad模组：仅用单层纳米柱超表面实现相同功能，显著简化结构（详细拆解报告即将发布）。 ★ 其他应用方向

1. 光谱/偏振分光器：直接集成于图像传感器像素，替代微透镜或增强信噪比。案例包括三星的“颜色路由”和Metalenz的偏振传感技术。 2. 3D裸眼显示（如LetinAR公司）：通过微光学元件实现2D/3D模式切换（长期目标为衍射方案）。 ◆ 市场规模预测

★2023年：6200万美元（主要来自AR领域）。 ★ 2029年：预计达20亿美元（AR市场驱动为主，成像领域确定性较高但规模较小）。 ◆ 制造工艺与供应链

① AR光栅：多采用纳米压印光刻（NIL）+高折射率聚合物。

② 成像超表面：当前以硅/二氧化硅半导体工艺为主，可见光应用需转向玻璃基底+二氧化钛（工艺挑战较大）。

★ 供应链格局：初创企业聚焦设计（Fabless）、材料开发（如NIL专用树脂）或垂直整合（提供制造平台服务）。 ★行业动态 - 并购：NIL Technology被台湾Radiant Optoelectronics收购。 - 融资：Lumotive（主动超表面光束转向技术）获4500万美元投资；AR波导公司Cellid获1300万美元融资。