整合光学玻璃、晶圆加工、光学涂覆 肖特欲如何推动AR走向成熟

　　2018年09月30日，当我们听到AR/VR时，虽然我们的第一反应可能都是整机头显以及软件内容这样的大方向，但其实我们也都知道AR/VR还涉及大量的其他技术和环节。从产业链出发，在过去的四年中我们映维网涉及过很多与AR/VR行业有关的技术，包括显示、存储、CPU、网络等等。但仍然还有很多技术是我们从业涉及过，比如下文我们将要分享的来自德国肖特集团(SCHOTT)的技术产品。

　　1. SCHOTT RealView

　　在为AR眼镜提供最佳产品的技术竞争中，一个关键的战场是改善视场。德国光学玻璃厂商肖特(SCHOTT)今年为市场带来了一款名为SCHOTT RealView的产品，比传统的AR玻璃提供更高的折射率，为AR眼镜带来明显更宽的视场。与常用的制造技术不同，肖特称这种用于增强现实技术的高折射率玻璃晶圆利用了光学玻璃制造技术。

　　RealView专门面向已在过于数年间成为发展主方向的波导型AR眼镜，后者主要是传输红色，绿色和蓝色通道中的AR信息，纵向穿过微显示器光学元件并到达眼睛，并且将三个通道重新组合成覆盖在现实世界视图上的影像。因此，AR眼镜的透镜将充当透视波导，通过全内反射令光线穿过AR光学元件。因为与空气的高折射率对比意味着全内反射的接收角更高，所以更多的光线可以限制在波导，在这种方案中玻璃的高折射率基本上可以直接转化为宽视场。

　　在目前采用光波导方案的部分产品中，HoloLens的FOV是35度，Magic Leap One的FOV是50度。这个FOV同时受到了光学玻璃和光栅结构设计的影响。在光波导AR眼镜的研发设计中，厂商需要基于光学玻璃设计光栅结构，即光波导回路设计。

　　Sprengard表示，目前市场上现有光学玻璃的标准折射率大约是1.5，在光学玻璃层对应的FOV是15度～20度左右，而SCHOTT RealView可以将折射率提升至1.6至2.0，在光学玻璃层实现30度～40度左右的FOV。对于大众用户，可能并不能很好地去理解光学玻璃层的FOV，而只关心最终产品所能提供的FOV大小。那用肖特的光学玻璃再配上相应的光栅结构设计，最终给用户呈现的FOV又是多少呢?

　　Sprengard说：“当从晶圆出来，折射率变化导致FOV的出射角都会发生变化，所以一定要结合光栅的设计，实现最终AR设备的FOV。从基础的角度，如果是用我们的晶圆(光学玻璃)配合最好的光栅技术，应该可以做到80度。”

　　除了高折射率，肖特的光学玻璃还非常平整非常薄。上海AR/VR头显厂商影创科技CEO孙立表示这种很薄的光学玻璃非常适合做多层波导，他还猜测Magic Leap One采用的就是肖特光学玻璃。我对孙立的猜测非常感兴趣，所以在与Sprengard的交流中我询问肖特目前有哪些客户以尝试去验证这个猜测。

　　Sprengard并没有明确地列出一个客户清单，而是暗示地回答说：“当然有，在美国，一些你听到的大名字，大名鼎鼎的公司，以及一些非常有实力的初创公司。有很好的技术和资金支持，也在大力推广开发AR有关的技术和相应的产品。我相信你也已经在这个市场上看到了。”

　　当我进一步询问，这个大有名气、有实力的初创公司是否是Magic Leap时，Sprengard表示不能透露具体的客户信息。但目前除了Magic Leap，似乎没有别的初创公司能符合这个描述了。采用光波导方案且上市了的全球广泛知名的AR眼镜也只有HoloLens和Magic Leap One了。

　　2. RealView的启发

　　对于成立于1884年，在特种玻璃、材料以及先进技术领域拥有130年的行业经验，专业从事特种玻璃的研发与制造的德国肖特集团而言，进入AR这个领域也是源于客户的需求。在越来越多的行业客户前来咨询肖特能否制造出类似的AR光学部件之后，肖特也逐渐对AR产生极大的好奇，并经过三年多的研发推出了RealView这款产品。

　　Sprengard说：“我们也是很好奇，发现如果要去做这样的光学部件，真的要用到很多我们肖特的核心能力，所以我们才有兴趣去了解这个市场。同时我们发现很多能够利用到我们肖特已经擅长的地方，所以我们才决定去投资这样的一个技术和产品的研发。”

　　当然，行业的早期不成熟也导致中间有很多曲折的过程。Sprengard说，客户也会发生变化，对技术和规格的理解也在不断的调整，但当时肖特坚信这个市场和未来的发展方向，而且坚信自己在这一块的竞争力，所以持续地在这个市场上进行了投资，到如今已经成为这个行业为数不多的能够商业化量产这些东西的公司。

　　3. 为行业提供最好的光学材料

　　在客户的需求带着肖特走进了AR这个市场之后，肖特看到了一个全新的可以让自己大施拳脚的阵地，希望能充分利用自己的优势、能力和丰富的经验，在价值链上做解决方案的整合，为AR行业提供最好的光学玻璃材料，为这个行业的发展做出贡献。

　　Sprengard说：“我们在整个玻璃、晶圆加工、光学涂覆上有丰富的经验，在这方面有很多过往的研发和生产历史。我们希望帮助到这个行业去搞清楚他们到底需要什么样的光学组件。很多人，甚至同行，都不明白为什么有些参数对最后的AR质量有影响，影响在哪里，比如光学效果呈现的质量。这些部分也是肖特经过很多的研究才发现。”

　　光波导是一个非常精密的技术，很难接受很多的产品误差，否则他会极大地改变你对原来设计的预期。对此，肖特对于自己的质量控制的管理非常有信心，并表示能够在一个非常细非常狭窄的规格范围内，大批量地按照高质量规格生产出这样的晶圆。这可能是对整个价值链的最大贡献之一，因为如果上游原材料一直有很大波动的话，下游(包括光栅技术设计)很难做，否则下游的技术很难沉淀下来。

　　4. 光波导技术公司对肖特方案都会有需求

　　除了前文我们已经提到的非常有实力的初创公司，Sprengard表示肖特已经在全球在特定的客户群体展开研发、产品开发和量产工作，同时也在瞄准新的客户群体。

　　Sprengard说：“有很多公司在做AR的硬件开发，以及相关技术的开发。这些AR技术公司，很多都会把他们的制造中心设立在亚洲，来帮他们实现大规模的量产。这部分群体，我们会非常关注。在亚洲中国大陆以外的AR/VR市场上，日本、韩国以及台湾地区，有非常有实力的公司，他们也在这个市场上投入重金，也是我们正在合作的群体。”

　　但在中国大陆，肖特似乎并还没有已经签订的AR硬件设备客户。Sprengard认为肖特的AR产品在中国有两大类目标客户群体，分别是消费电子类产品公司(比如智能手机厂商)以及AR硬件初创公司，他说：“中国有非常优秀的消费电子类公司，他们对于这个下一代的AR智能设备非常有兴趣，同时也非常有信心。这些公司都毫无疑问不会忽视AR这个市场，我们非常期待他们会成为整个AR设备里面的第一阵营参与者。其次，目前为止中国已经是世界上最大的风险投资市场，有非常多投资在关注AR的初创科技公司上，这些公司也在积极地开发相应的软件和硬件。”

　　Sprengard表示，目前全球有10～15家AR光波导技术公司对肖特的方案会有需求。这些分布在全球各地的公司都在开发光波导回路设计，后面也都需要基于晶圆去做光波导加工。

　　5. 缩短AR行业价值链的鸿沟

　　在全球很多关键的技术和支持上，目前为止AR的产业链并不能谈得上是完全成熟，而肖特也看到了这一点，所以在整个RealView产品系列里面，肖特已经在他们传统的业务模式上面做了很大的调整。

　　Sprengard说：“所以我们直接做到光学玻璃，光学玻璃的晶圆加工，以及到光学的涂覆。我们已经在我们的价值链上走了好几步，缩短价值链的鸿沟。我们晶圆的下一步是基于我们的晶圆实现光波导的光电子芯片，内部来看这目前正在快速发展当中，但还并不是完全成熟。”

　　不仅仅是肖特在努力缩短价值链的鸿沟，他们同时也看到有很多AR光波导技术公司在努力构建各自的价值链，而肖特则希望将这批公司发展成为他们的客户。

　　Sprengard说：“我们已经看到很多公司开始进入到光电子芯片这个环节，看到很多公司正在投资这一块。待他们完成这个光电子芯片，实现整个光波导回路之后，他们下一步就会去做整个硬件的组装部分，到最后整机，加上软件，加上应用。他们想通过自身的技术开发，实现满足AR/VR行业要求，工艺要求，以及大批量制造要求的能力。”

　　在AR的战略上，肖特希望通过价值链整合工作，往下游进行延伸，来实现和保证“最佳解决方案供应商”的愿景和地位。

　　Sprengard说：“在AR这样的新兴市场上，价值链正在快速的整合和形成当中，我们目前为止没有看到谁在做和我们完全一样的东西。他们(潜在竞争对手)可能会介入到我们做的事情当中的某一部分，可能在未来会跟随肖特一样的策略，但至少从目前来看，我们认为我们在价值链上往下游的这样的一个延伸是很独特的，也会让我们跟客户提供最好的解决方案。”

　　6. 提前准备大规模制造能力

　　目前，AR眼镜这个市场还是主要停留在工业应用上，但肖特认为他们对这个市场的承诺不仅仅只是我们所看的很有限的工业应用，同时也会持续支持AR走向消费者端，所以他们不遗余力地在中国和合作伙伴浙江水晶光电建立合资公司，希望能够扩大肖特在AR光学元件大规模制造方面的能力，以应对未来出现消费端大规模需求，并提出了短期目标和中期目标。

　　Sprengard表示，从短期来看，合资公司最重要的任务是，能够生产出高质量的符合肖特下游客户要求的晶圆材料，成为他们的首选供应商、最佳供应商，帮助他们完成现有AR设备的研发设计，以及商业化的过程。

　　Sprengard说：“现在已经在为第一个短期目标进行中了，我们已经是很多重要客户前期在设计研发上的合作伙伴，预期来讲这个过程会在十八个月左右。”

　　从中期来看，肖特希望在未来能够进入到消费端的AR市场，成为消费端市场的领导者。但中期目标的具体时间依赖于这个行业的成熟程度，以及客户的时间表。因为整个AR市场的成熟，尤其是C端的成熟，依赖于很多配套的技术和配套的商业计划。所以这部分来讲，肖特不是一个决定者，但会做好工作以准备好这一天的到来。

　　Sprengard说：“到目前为止，我们也在期待谁会成为第一家能够推出针对消费端，定价在1000美元以下的AR设备。这是全行业的共识，大家都希望去做到这一步。我们非常有希望参与到这样的消费端，包括AR光学部件的研发和供应过程。我们希望能够提供最好的质量，同时也是最具竞争力的价格，为AR硬件设备的消费者化做出贡献。”

　　肖特亚太业务发展总监吴敏补充说：“短期我们希望帮助他们完成(现在他们很多是原型机)第一代、第二代的研发和上市。这些机器可能不一定会针对消费端，可能是针对行业、开发者、工业应用或商业应用，不一定会真正进入到B2C市场。他首先要完成技术验证、质量验证、供应链的建立，包括最后的机器的AR效果要达到预期。这些过程，可能在第一代、第二代都是为了做这些事情。但我们也希望不仅仅是停留于此，希望在未来他们开始推出消费端AR设备的时候，我们依然是他们最好的供应商。当然这是具有挑战的，因为进入消费端意味着这个硬件从性能，到定价、质量，可能会有完全不同的要求。我们也非常有信心，能够在那个阶段依然成为这个行业最好的光学晶圆的供应商。”

　　7. 如何保证成为消费端的最佳供应商

　　对于未来所期待的消费端AR市场，Sprengard表示定价在1000美元以下的AR设备是全行业的共识，而目前的HoloLens售价高达3000美元，Magic Leap One售价高达2300美元，那肖特又是准备如何去应对这个成本挑战呢?

　　Sprengard说，为了应对未来整个价值链、整个行业对于成本的要求，肖特准备了两个方案：方案A和方案B。

　　对于A方案，肖特认为很容易去实现，即在已经成熟的技术基础上和工艺基础上，不断去做优化，提高材料的利用率，提高整个产出率，减少报废，以提高生产效率，最终实现成本的优化。对于B方案，会有较大的风险，但也有可能带来巨大的收益，即采用一些颠覆性技术，比如说完全不同的工艺，完全不同的制造技术。

　　对于这两个方案，肖特表示都不会放弃，而会不断去研究、储备这样的技术，以确保能够应对未来，当整个行业扩展到C端的时候可能面临的种种对成本产生影响的情况。

　　8. 成为真正的那个赢家

　　我们都知道今天我们耳熟能详的大品牌可能未必是这个新兴市场上的最后赢家。那谁会是最后的赢家呢?这就牵涉到先入局者如何去做好战略规划，控制风险，保持持续投入，稳步增长等等，而不是盲目发展到轰然倒塌。

　　Sprengard说：“我们对这个商业的风险有充分的评估。我们需要去判断，随着市场的变化谁会是未来可能在AR市场真正的赢家，或未来的领导者。从内部来讲，我们对AR这个市场是非常看好的，认为这是一个成长的生意。我们会持续投入，根据这个行业技术的演进去做创新，来满足新的技术需要，而不是仅仅把它当作一个要赚钱的现金流生意。这是一个我们会不断投入的生意，会不断投入资金和人手，去开发创新技术，来确保我们在整个未来AR时代到来之后，我们能成为真正的那个赢家。”

　　相比其他创业公司而言，像肖特这样的跨国高科技大公司显然在财务上没有太多压力，而且还能保证充分的财力和人力投入。

　　Sprengard说：“我们肖特的决策层对AR市场非常有信心，也非常有耐心。不同于很多其他公司，肖特是一家非上市公司，由卡尔·蔡司基金会所持有。当然，我们所有业务也是需要为股东创造价值，但是我们没有太多短期财务上的压力，所以我们可以专注地去投资在我们相信的市场和技术上面，去随着这个市场不断地成长，随着我们客户不断地增长。这是肖特独特的战略和文化。所以，我们会非常乐观地看待未来我们在AR市场上的投资。”