AI硬件革命中的“视觉卡点”:当光学模组走到台前

B站影视 内地电影 2025-08-27 11:35 2

摘要:2024年是AI硬件元年的全面爆发。随着多模态大模型快速下沉至终端设备,以AI眼镜为代表的新形态产品正加速走向大众视野。从Meta与Ray-Ban的联名款到小米、雷鸟、Rokid等厂商的迭代发布,轻量化的智能眼镜正在逐步接棒智能手机,成为“贴身AI助理”的重要

引言

2024年是AI硬件元年的全面爆发。随着多模态大模型快速下沉至终端设备,以AI眼镜为代表的新形态产品正加速走向大众视野。从Meta与Ray-Ban的联名款到小米、雷鸟、Rokid等厂商的迭代发布,轻量化的智能眼镜正在逐步接棒智能手机,成为“贴身AI助理”的重要入口。

但从“有AI”到“可用”“好用”,仍横亘着一条技术鸿沟——显示交互能力。尤其是“看得见”的信息如何被自然地投影到用户眼前,成为影响AI眼镜产品化体验的第一瓶颈。这一关键能力,正是由“光学模组”所承载。

光学模组曾长期隐于AR/VR整机背后,被视为上游基础组件。如今,随着AI眼镜向C端转型,光学模组不再只是视觉成像单元,更是产品形态、交互体验、成本结构的决定性因素。一方面,光学模组决定了投影亮度、成像清晰度与佩戴舒适度;另一方面,它也拉开了中外厂商之间的“工艺鸿沟”与“成本差距”。

值得关注的是,中国厂商正快速积累自主能力,从波导光学、自由曲面透镜到MicroLED投影系统,国产替代正走向深水区。在AI浪潮带动终端出货量增长、产业链重构的背景下,光学模组正从幕后走向台前,成为投资人与产业上下游普遍关注的新焦点。

本报告将聚焦于消费级AI眼镜中的光学模组系统,从行业定义、核心技术路径、需求演进、竞争格局到资本趋势进行全面梳理。我们试图回答以下关键问题:

光学模组在AI眼镜中扮演怎样的角色?它真的是“卡脖子”的核心器件吗?

主流技术路线各自优劣几何?中国企业机会在哪里?

当前行业正处于怎样的资本周期?值得关注的项目与方向有哪些?

行业边界与定义消费级AI硬件崛起,光学模组成为“刚需型中枢”

在AI眼镜的产业推进中,光学模组正从幕后走向前台。它不仅仅是一个成像组件,更是一套决定终端形态、用户体验与硬件上限的综合显示系统。从技术分类、产品路径到应用边界,光学模组这一环节本身也在经历一轮深度重构。

(一)定义:光学模组是AI眼镜的“显示引擎”,融合光路设计、材料工艺与投影系统

我们将“光学模组”定义为AI眼镜中负责图像生成、传导与最终显示到人眼的系统性组件,通常包括以下关键模块:

相比AR/VR头显强调沉浸式体验,AI眼镜更注重日常佩戴与实用交互,这要求光学模组在实现视觉能力的同时,也要兼顾体积、重量、功耗、舒适度等多重指标。

(二)边界:聚焦“AI+轻量化眼镜”下的光学模组发展

当前光学模组的应用场景横跨多个智能终端,包括:

工业级AR头显(如HoloLens 2、Magic Leap 2);

消费级XR头戴设备(如Quest、Vision Pro);

消费级AI智能眼镜(如Ray-Ban Meta、小米眼镜探索版、Rokid Max)等。

本报告聚焦于第三类,即“面向C端市场的AI智能眼镜”中所用光学模组的发展趋势,其技术、工艺与商业模型正逐步独立于传统AR设备。与工业/专业设备相比,消费级AI眼镜对光学模组提出了截然不同的需求侧逻辑:

AI眼镜正处于从“概念爆发”向“量产验证”的窗口期。头部厂商开始在整机设计中反向推动光学模组创新,形成了典型的“整机拉动→组件优化”反馈链路:

小米、Rokid、自研轻量化波导模组以降低体积与成本;

雷鸟光学则自研MicroLED方案,提升户外亮度表现;

极溯光学等国内新兴厂商已进入主流品牌核心供应链。

随着消费级AI眼镜销量逐步爬坡,光学模组不再只是底层技术组件,而是C端体验构建的核心模块。其市场特征也正在发生以下转变:

核心技术栈解析三条主路线、六大权衡点,决定AI眼镜的“能与不能”

光学模组的本质,是在“有限空间”内实现“可感知信息”的高效投影。对消费级AI眼镜而言,这一过程的难点远不止于图像成像,更在于如何在亮度、清晰度、视场角、重量、成本与功耗之间取得系统性平衡。

本部分我们将聚焦当前主流的三条技术路径——波导系统、自由曲面透镜、投影源系统(LCoS/MicroLED),结合材料、工艺与量产可行性进行深入拆解,重点指出国产替代机会与“卡脖子”点。

(一)波导系统:最具“未来感”的路径,也是最难打通的壁垒

波导显示的核心思路是利用光学耦合和全内反射机制,将微投影图像通过“光波导”传导至用户眼前,实现“悬浮式信息投影”。

主要技术类型包括:

优劣与国产现状

目前,中国企业在“几何光波导”方向已逐步实现量产,如极溯光学已进入小米等头部客户供应链。衍射波导方面仍有较大差距,关键设备(如纳米压印机)和光学结构设计能力仍依赖海外。但在低成本几何波导+自研耦合片方向,中国企业已有明显突破。

(二)自由曲面光学:追求轻量化设计的“结构平衡器”

技术原理

自由曲面光学通过引入非对称曲面透镜,在小尺寸空间内实现图像畸变校正、焦距优化等效果。它可作为波导系统的补偿模块,也可用于替代传统镜头组,推动整机轻量化。

应用价值

提升视场角:优化投影路径,减少光损。

降低体积重量:适配窄边框、小型镜头。

降低畸变、提升图像清晰度:关键于加工精度。

国产发展阶段

自由曲面本身并非新兴技术,但在消费级AI眼镜中应用,仍是一个高精度与量产难度并存的环节。目前国内主要难点在于:

精密模具与多轴CNC工艺的加工良率;

纳米贴合、光轴对准等工艺集成能力;

透镜材料国产化替代(部分仍依赖进口光学塑料/玻璃)。

但好消息是:自由曲面属于“工艺可积累、壁垒不绝对”的方向,国内厂商正通过与整机联调提升成品率。

(三)投影系统:显示源技术进入拐点,国产迎来替代窗口

路线简介

关键观察

当前消费级AI眼镜主要仍采用LCoS作为图像生成源,但头部厂商如雷鸟、OPPO正积极试点MicroLED路线。中国在MicroLED方面虽有起步早的项目(如京东方、视涯光电),但整体良率、封装精度、耦合损耗仍为最大挑战。

投影系统是光学模组中“最容易被关注、最难被攻克”的子系统之一,同时也是决定亮度、功耗的关键瓶颈。其高度集成性也决定了:厂商若能实现自产,将极大提升议价能力。

(四)技术指标权重:三大核心维度决定C端成败

我们将光学模组的关键评价指标按以下权重划分:

对于C端AI眼镜而言,过度强调极致性能往往得不偿失。真正的突破往往来自找到“够用+可量产”的折中解。例如,部分国产厂商采用“几何波导+自由曲面+LCoS”组合,在牺牲部分视效的同时,换取了成本与结构上的可控性,实现了首次规模化商用。

应用场景与需求动因从“能用”到“愿戴”,光学模组定义AI眼镜的体验上限

AI眼镜作为新一代AI终端形态,其核心价值在于实现信息的“视觉外设化”与“随身化”表达。在这一过程中,光学模组不仅承担显示功能,更深度参与了用户交互、信息沉浸与设备形态控制等多维体验。

随着生成式AI与多模态感知的快速发展,光学模组正在成为连接“AI智能”与“人眼认知”的第一接口,是C端普及过程中无法回避的“刚性能力”。

(一)场景需求牵引:AI能力外化,依赖“视觉交互”窗口

AI眼镜的多数核心功能,均依赖光学模组实现信息的“主动式视觉呈现”,主要包括:

过去,AI助手通过语音合成“输出”;今天的AI眼镜,正在让AI通过视觉“主动表达”。这一变化直接推动了对光学模组的性能需求全面升级:从分辨率到延迟,从亮度到FOV,每一项指标都影响最终的人机交互效率。

(二)用户体验驱动:从“功能可用”到“日常可穿戴”

相比AR/VR,AI眼镜最大的挑战不在显示质量,而在长时间佩戴下的“存在感压制”。光学模组作为体积、重量与热源最集中的子系统,其设计直接影响终端的“佩戴可接受性”。

我们调研发现,C端用户对光学模组的关注集中在以下五个维度:

目前消费级产品中,小米、雷鸟等通过“自由曲面+几何波导+LCoS”方案,将整机重量控制在100g以内,支持白天使用,但亮度与遮光性仍是短板;而Ray-Ban Meta等则更注重形态拟真与佩戴舒适,但牺牲了主动视觉投影能力。这些权衡反映出光学模组仍处于探索最佳“体验平衡点”的阶段。

(三)B端特殊需求:功能优先,光效与精准性为王

在To B市场,光学模组的应用场景集中在远程协作、工业巡检、安防可视化等任务型需求。相比C端,B端更强调信息效率与使用稳定性,关键诉求包括:

由于B端用户对成本相对不敏感,因此部分产品仍使用高价但性能优越的衍射波导或混合式Pancake结构。但随着消费级AI眼镜带动模组成本下降,未来C端路线如“几何波导+MicroLED”也有望向工业市场渗透,形成C带B的反向推动机制。

全球与中国竞争格局路线分野初显,国产厂商加速卡位核心环节

光学模组作为AI眼镜中“难而重要”的技术组件,长期被少数海外厂商主导。但随着消费级AI眼镜兴起、整机厂商前置光学布局,中国厂商正在从光波导材料、设计能力到投影源系统逐步破局,形成“局部突破—集成提效—生态绑定”的卡位节奏。

当前的全球光学模组产业格局,正呈现出以下三大趋势:

光学技术路线分化加剧,波导自由曲面逐步主导轻量化方向;

海外厂商主导关键材料、设备与高端波导设计;

中国厂商在工艺整合、成本控制与快速交付上形成独特优势。

(一)海外厂商:掌握核心设计&工艺材料,仍占据高端路线主导权

目前全球范围内主导光学模组核心能力的企业主要集中在以下几类:

上述厂商主要在高通透率、多层扩瞳设计与波导镀膜技术上保持领先,广泛服务于工业级AR、车载HUD与部分高端C端AR眼镜项目。

(二)中国厂商:从“配套加工”迈向“设计+量产”一体化路线

中国厂商近年来在光学模组领域取得显著突破,尤其在波导设计、自由曲面加工、MicroLED显示源整合等环节逐步形成产业配套。核心企业包括:

部分整机厂商(如雷鸟、小米、Rokid)也开始在模组层自研光学系统或绑定上游供应链,强化整机与光学协同迭代能力。

随着消费级AI眼镜销量逐步释放,主流终端品牌开始从“外采光学模组”转向“战略绑定”或“局部自研”,主要动因包括:

降低光学物料成本占比;

提升模组与整机在FOV、结构、重量上的耦合度;

控制产品节奏,避免供应链瓶颈。

例如:

这意味着光学模组厂商若无法形成“快速交付+深度定制+成本控制”三位一体能力,将难以长期稳定绑定C端品牌。

投融资趋势资本冷静期,仍需押注长坡厚雪型能力

光学模组作为AI眼镜生态中的“卡位部件”,技术壁垒高、产业周期长,长期被认为是“资本不敢轻易下注”的技术型环节。然而,自2023年以来,随着消费级AI眼镜的多点爆发、终端品牌的前置绑定需求,以及国产替代的政策加持,光学模组正在重新回到部分专业投资人视野。

整体来看,2023–2024年该领域融资呈现出“三少一多”特点:

少:融资事件仍不密集,尤其是C轮之后项目稀缺;

少:明确聚焦“光学模组”的专业化团队较少,仍处早期;

少:估值超过10亿人民币的公司不多,一级市场较为理性;

多:投资人多倾向“整机厂+模组厂绑定”机会,优先押在系统协同团队。

(一)融资事件:结构性升温,集中在天使~A轮阶段

过去两年,围绕“AI眼镜/AR硬件光学模组”方向的融资呈现出结构性升温的特征。根据不完全统计,已有极溯光学、Optix、xGlass 等一批初创企业完成了不同规模的融资,资本热度主要集中在天使轮至A轮阶段

从投资方构成和项目特征来看,融资事件呈现出以下几方面特点:

投资机构以产业资本或具硬科技背景的基金为主

项目普遍强调“已绑定客户”、“已交付样机”、“具备模组试产能力”;

纯图纸型光学设计企业融资难度显著上升。

(二)投资人偏好:三类能力成为资本下注核心依据

从我们与一线机构交流来看,当前投资人判断光学模组企业价值,主要看三大方面:

尤其在消费级项目爆发初期,投资人普遍将“是否进入小米/雷鸟/OPPO等眼镜项目供应链”作为商业化的关键信号,而不再单纯以科研能力作为估值锚点。

(三)风险与泡沫:过度技术导向型企业面临三重挑战

虽然资本开始重新关注光学模组,但市场也存在一些值得警惕的“过热路径”或潜在泡沫,主要体现在:

过度强调技术而脱离市场

例如单纯做高复杂度衍射波导但无法压缩成本/体积,难以进入C端整机

依赖进口核心材料/设备

光波导核心图案刻蚀设备、高均匀性基材仍受制于海外,部分项目技术上可行但量产不可控。

路线落点过远、无短期交付能力

如纯MicroLED模组开发企业,若无足够融资支撑过2年以上窗口期,容易陷入“熬不下去”的困境。

投资人普遍更倾向于具备“3年内可见市场化路径”的模组企业,而非赌长线“科学突破型”团队。

万创视角与建议

国产替代中的结构性机会,需聚焦“量产+协同”型能力构建

光学模组是AI眼镜赛道中极具工程难度、技术密集度与资本耐心要求的“硬件卡点”。在服务消费级AI硬件项目过程中,我们发现,光学模组相关企业面临的最大挑战不在“科研能力”,而在于“工程闭环”和“交付韧性”。

基于我们过往服务经验,万创认为:光学模组领域虽非热钱密集赛道,但却是最具“长坡厚雪”价值穿透力的硬科技节点之一。其早期打法与估值节奏,需区别于一般消费电子类项目。

(一)融资困境:早期项目卡在认知差+验证成本高的双重夹层中

大多数光学模组创业项目,会面临如下典型“融资夹层”困境:

解决上述问题,需要早期团队形成“三明晰”能力:

技术明晰:哪块是你的核心know-how?是图案设计、模组封装,还是系统协同?

路径明晰:你最早绑定哪个整机厂客户,计划在第几代产品上实现稳定供货?

融资节奏明晰:天使轮需要证明什么,A轮打通什么,B轮准备什么壁垒?

(二)未来三大结构性机会:从“路线优选”走向“国产闭环”

我们认为未来3–5年光学模组创业最大的结构性机会将集中在以下三类路径上:

高性价比波导模组的国产闭环打通

痛点:当前衍射波导多依赖海外材料/图案库,中国方案仍不稳定;

机会:若能实现自研图案库+良率提升+结构协同设计,即可成为AI眼镜中国品牌的核心战略组件;

建议打法:绑定头部整机品牌(小米、Rokid、Inmo等)进行联合验证+逐代替换。

小型化自由曲面+LCoS/MicroLED融合路线

痛点:自由曲面镜组工艺壁垒高、投影显示与镜片协同不佳;

机会:若实现系统级优化(如小尺寸LCoS+定制自由曲面),可获得极大空间压缩+重量优势;

建议打法:拿到2–3家头部客户PVT阶段样机订单,压缩打样周期与BOM成本。

工艺设备与国产材料替代

痛点:当前波导刻蚀、镀膜等关键设备仍依赖进口;

机会:成为“光学设备+材料国产化”的隐形冠军,将获得政策与龙头品牌双重扶持;

建议打法:与材料研究院/产业基金协同切入,提供配套产线/贴合/镀膜等一体化工艺方案。

(三)报告结论:光学模组是AI眼镜的卡脖子器件,更是国产替代的机会之核

在本报告结尾,我们希望能够给到大家以下三点核心判断:

未来5年,光学模组不会是一个“爆发式”的赛道,但却可能诞生下一批真正有产业话语权、具备全球竞争力的“技术型中坚公司”。在AI+硬件长周期趋势下,它将成为国产技术体系中不可忽视的关键拼图。

结尾

在AI眼镜、XR终端全面加速的窗口期中,光学模组不再是幕后配角,而正在成为决定体验上限、量产速度与国产替代深度的“关键路径依赖”。尽管当下关于AI硬件的关注多聚焦于大模型上眼、系统操作、生态闭环等话题,但我们认为:在没有稳定、轻量、量产可控的光学模组体系之前,所有“AI+终端”叙事都无法真正落地。

光学模组不是一场“硬件升级”的技术节点,而是一次跨材料、跨设计、跨工程的系统博弈。它需要的不仅是理论突破,更是长期协同、产业耐心与工程体系的磨合能力。好消息是,中国光学团队正在不断缩短与全球领先水平的差距,尤其是在波导、自主图案库、自由曲面镜组结构等环节,已经有企业实现小批量交付、客户验证、甚至产业绑定。

万创判断,未来3–5年内,这一环节将诞生数家深垂领域的国产核心供应商,它们也将构成中国AI终端产业能力中最隐秘、但最不可替代的一环。我们期待并持续关注那些,敢于走入光学“深水区”、勇于构建系统闭环的硬科技创业者。光学模组赛道的机会,不在于短期热点,而在于对“工程深度”的长期穿透。

来源:乔布斯北京分斯

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