Meta, Tianke Heda, Mu De Weina, wie man über Siliziumkarbid-AR-Gläser hinweggeht
Mit der rasanten Entwicklung der Augmented Reality (AR) Technologie bewegen sich Smart Glasses als wichtiger Träger der AR-Technologie allmählich von Konzept in Realität.Die Beliebtheit intelligenter Brillen steht noch vor vielen technischen HerausforderungenIn den letzten Jahren hat sich das Siliziumcarbid (SiC) als neues Material entwickelt, das sich in den letzten Jahren in den Bereichenmit seinen hervorragenden physikalischen und optischen Eigenschaften, wurde in einer Vielzahl von Leistungshalbleitergeräten und -modulen weit verbreitet und ist nun auch ein Schlüsselmaterial für Grenzüberschreitende AR-Gläser geworden.Durch die hervorragende Wärmeablösung und die hohe Härte von Siliziumkarbid ist ein großes Anwendungspotenzial in der Anzeigentechnologie zu erkennen.Im Folgenden wird erörtert, wie Siliziumkarbid revolutionäre Veränderungen in intelligenten Brillen in Bezug auf die Eigenschaften von Siliziumkarbid bewirkt.technologische Durchbrüche, Marktanwendungen und künftige Aussichten.
Eigenschaften und Vorteile von Siliziumcarbid
Siliziumcarbid isteine Art Breitband-Gap-HalbleitermaterialDiese Eigenschaften geben ihm eine breite Palette von Anwendungsmöglichkeiten in elektronischen Geräten, optischen Geräten und Wärmemanagement.Spezifisch für die Branche der intelligenten BrilleDie Vorteile von Siliziumcarbid spiegeln sich hauptsächlich in folgenden Aspekten wider:
Der erste ist der hohe Brechungsindex: Der Brechungsindex von Siliziumcarbid beträgt 2,6 oder mehr, viel höher als bei herkömmlichen Glasmaterialien wie Harz (1.51-1.74) und Glas (1.5-1.9) Der hohe Brechungsindex bedeutet, dass Siliziumkarbid die Lichtverbreitung wirksamer einschränken und den Energieverlust verringern kann.Auf diese Weise wird die Bildschirmhelligkeit und das Sichtfeld (FOV) verbessertDie Orion AR-Brillen von Meta verwenden beispielsweise die Siliziumcarbid-Wellenleittechnologie, um ein 70-Grad-Sichtfeld zu erreichen, das die 40 Grad der traditionellen Glasmaterialien weit übersteigt.
Es ist eine ausgezeichnete Wärmeabbauleistung: Die Wärmeleitfähigkeit von Siliziumcarbid ist hunderte Male höher als bei gewöhnlichem Glas, und es kann Wärme schnell leiten.Wärmeabbau ist ein wichtiges ThemaSilikonkarbidlinsen können die Wärme der optischen Maschine schnell leiten.so die Stabilität und Lebensdauer der Ausrüstung verbessern.
Hohe Härte und Verschleißfestigkeit: Siliziumcarbid ist eines der härtesten Materialien, dessen Härte nur dem Diamanten nachsteht.Dies macht die Siliziumkarbidlinsen verschleißfest und für den täglichen Gebrauch geeignetIm Gegensatz dazu können Glas- und Harzmaterialien leicht zerkratzt werden, was sich auf das Benutzererlebnis auswirkt.
Viertens, Regenbogenwirkung: Traditionelle Glasmaterialien erzeugen leicht Regenbogenwirkung in AR-Gläsern, d. h.das dynamische Farblichtmuster, das sich nach der Reflexion des Umgebungslichts auf der Wellenleitfläche bildetDurch die Optimierung der Gitterstruktur kann Siliziumcarbid den Regenbogen-Effekt, der leicht durch traditionelle Glasmaterialien in AR-Gläsern erzeugt wird, effektiv beseitigen.das dynamische Farblichtmuster, das durch die Reflexion des Umgebungslichts auf der Wellenleitfläche entsteht, wodurch die Bildqualität verbessert wird.
Technologischer Durchbruch von Siliziumkarbid in AR-Gläsern
In den letzten Jahren spiegelt sich der technologische Durchbruch von Siliziumkarbid auf dem Gebiet der AR-Gläser hauptsächlich in der Forschung und Entwicklung von diffraktiven optischen Wellenleitlinsen wider.Die diffraktierte optische Wellenleitung ist eine Anzeigetechnologie, die aufdas Beugungsphänomen des Lichtsund die Kombination einer Wellenleitstruktur, die das von der optischen Maschine erzeugte Bild durch das Gitter in der Linse verbreiten kann,Damit wird die Linsenstärke reduziert und das Erscheinungsbild der AR-Brille dem der normalen Brille ähnelt.
Im Oktober 2024 verwendete Meta (ehemals Facebook) eine Kombination aus Silikonkarbid-gegrabenen Wellenleitern+ Mikro-LEDsPascual Rivera, ein Meta-Optik-WissenschaftlerEr sagte, dass die Silikonkarbid-Wellenleittechnologie die Bildqualität von AR-Brillen revolutioniert hat., verwandelt sie von einem "Disco wie Regenbogen Lichtfleck" zu einem "Symphoniesaal wie ruhige Erfahrung".
Im Dezember 2024 entwickelte Shuoke Crystal erfolgreich das weltweit erste 12-Zoll-Hochreinigungshalbisolierte Siliziumkarbid-Einkristallsubstrat,Ein großer Durchbruch im Bereich der Siliziumkarbidmaterialien auf dem Gebiet der GroßsubstrateDiese Technologie wird die Verbreitung von Siliziumcarbid in neuen Anwendungen wie AR-Gläsern und Wärmesenkern beschleunigen.Ein 12-Zoll-Siliziumkarbid-Wafer kann in 8-9 Paare von AR-Brillen Linsen gemacht werden, was die Produktionseffizienz erheblich erhöht.
Vor kurzem, silicon carbide substrate supplier Tianke Heda and micro nano optoelectronic device company Mode Micro Nano jointly established a joint venture company to focus on the development and marketing of AR diffraction optical waveguide lens technologyTianke Heda wird mit seiner Technologie auf dem Gebiet von Siliziumcarbid-Substraten Munde hochwertige Siliziumcarbid-Substratprodukte zur Verfügung stellen.Während Munde seine Vorteile in der mikro-nano-optischen Technologie und der AR-optischen Wellenleitungsverarbeitung nutzen wird, um die Leistung diffraktiver optischer Wellenleitungen weiter zu optimierenDiese Zusammenarbeit wird voraussichtlich die technologischen Durchbrüche in AR-Brillen beschleunigen und die Industrie zu höherer Leistung und leichterem Gewicht führen.
Die zweite Generation von Siliziumkarbid-AR-Brillen, die von Mode Weina auf der SPIE AR devezVR devezMR 2025 ausgestellt wurde, wiegt nur 2,7 Gramm pro Linse, die Dicke beträgt nur 0,55 mm,die sogar dünner ist als die tägliche Sonnenbrille., so dass die Benutzer ihre Existenz kaum spüren können, wenn sie sie tragen, wirklich "Light Pack".
Jingsheng Electromechanical sagte kürzlich auch, dass es die technologische Innovation in der Industrie und den Inlandsersatz der gesamten Ausrüstung der Industriekette aktiv fördert.Da diese Unternehmen den Ausbau der Produktionskapazität beschleunigen, wird erwartet, dass China in den nächsten drei Jahren die weltweiten Widersprüche zwischen Angebot und Nachfrage von halbisolierten Siliziumkarbid-Substraten erheblich verringern wird.Dies wird dazu beitragen, die optischen Grenzen zu überschreiten und Siliziumkarbid für KI+AR-Anwendungen zu ermöglichen.
Anwendungsfall von Siliziumkarbid in AR-Gläsern
Bei der Herstellung des Siliziumcarbid-Wellenleiters überwand das Meta-Team das technische Problem der Steigungsgrauberei.Die Bevel-Etscherung ist eine nicht-traditionelle Gittertechnik, die geätzte Linien in schrägen Winkeln verteilt, um die Effizienz der Lichtkopplung in und aus zu optimieren.
Dieser technologische Durchbruch hat den Grundstein für die groß angelegte Anwendung von Siliziumcarbid in AR-Gläsern gelegt.Meta Orion AR-Brillen sind repräsentative Anwendungen der Siliziumkarbid-Technologie im Bereich ARDurch den Einsatz von Siliziumkarbid-Wellenleittechnologie erreicht Orion einen 70-Grad-Sichtfeldwinkel und löst effektiv Probleme wie Doppelschatten und Regenbogen-Effekte.
Giuseppe Carafiore, Leiter der AR-Wellenleittechnologie bei Meta, stellt fest, dass Siliziumkarbid aufgrund seines hohen Brechungsindex und seiner Wärmeleitfähigkeit ein ideales Material für AR-Gläser ist.
Nachdem das Material identifiziert worden war, stellte sich die nächste Hürde der Herstellung von Wellenleitern - speziell einer unkonventionellen Gittertechnik, die sich Bevel-Etching nennt."Das Gitter ist die Nanostruktur, die für die Kopplung von Licht in und aus der Linse verantwortlich ist"Das Siliziumkarbid wird mit einem Schräg geprägt, wenn das Gitter funktioniert.
Nihar Mohanty fügte hinzu, dass sie das erste Team der Welt seien, das eine Steigung direkt auf dem Gerät erreicht hat, und die gesamte Industrie hat sich in der Vergangenheit auf Nano-Imprint-Technologie verlassen.Dies gilt jedoch nicht für Substrate mit hohem Brechungsindex.Aus diesem Grund hatte bisher niemand die Option des Siliziumcarbids in Betracht gezogen.
Im Jahr 2019 bauten Nihar Mohanty und seine Teampartner gemeinsam eine exklusive Produktionslinie,Vor diesem Zeitpunkt fehlte es den meisten Halbleiterchip-Anbietern und Gießereien an entsprechender Ausrüstung, da die Technologie für die Steigungsgrauberei noch nicht reif war.Daher gab es zu dieser Zeit keine Anlage auf der Welt, die geätzte Siliziumcarbid-Wellenleitungen herstellen konnte, und es war unmöglich, die technische Machbarkeit außerhalb des Labors zu überprüfen.Nihar Mohanty enthüllte weiter, dass es eine bedeutende Investition war und sie die gesamte Produktionskette bauten.. The processing equipment was customized by the partners and the process was developed by Meta itself - initially the equipment was only up to research grade standards because there was no manufacturing grade system at the time, so arbeiteten sie dann mit den Produktionspartnern zusammen, um die Ausrüstung und das Verfahren für das Bevel-Etschen in Produktionsqualität zu entwickeln.
Jetzt, da das Potenzial von Siliziumkarbid bewiesen wurde, freut sich das Meta-Team darauf, dass der Rest der Industrie ihre eigenen Geräte entwickeln wird.weil immer mehr Unternehmen in Forschung und Entwicklung von Siliziumkarbid der optischen Qualität und Entwicklung von Geräten investieren, desto robuster wird das Ökosystem der Industrie für AR-Verbraucherbrillen sein.
Herausforderungen und Zukunftsperspektiven von Siliziumcarbid
Obwohl Siliziumcarbid in AR-Gläsern ein großes Potenzial aufweist, steht seine Anwendung noch vor einigen Herausforderungen.Hauptsächlich aufgrund seiner langsamen Wachstumsrate und der schwierigen VerarbeitungSo kosten beispielsweise die Orion AR-Brillengläser von Meta bis zu 1.000 US-Dollar pro Objektiv, was schwierig ist, den Bedürfnissen des Verbrauchermarktes gerecht zu werden.
Mit der raschen Entwicklung der neuen Energie-Automotive-Industrie sinken jedoch die Kosten für Siliziumkarbid allmählich.Die Entwicklung von großflächigen Substraten (z. B. 12 Zoll) wird die Kostensenkung und Effizienz weiter steigern.Die hohe Härte von Siliziumcarbid macht es sehr schwierig zu verarbeiten, vor allem bei der Verarbeitung von Mikro- und Nano-Strukturen ist der Ertrag gering.
In Zukunft wird mit der intensiven Zusammenarbeit zwischen den Herstellern von Siliziumcarbid-Substraten und den Herstellern von Mikro- und Nanooptiker das Problem voraussichtlich gelöst.Die Anwendung von Siliziumkarbid in AR-Gläsern befindet sich noch in einem frühen Stadium, und mehr Unternehmen müssen an der Forschung und Entwicklung von Siliziumcarbid und der Entwicklung von Geräten mit optischer Qualität teilnehmen.Das Meta-Team freut sich darauf, dass andere Hersteller in der Branche in relevante Forschung investieren und gemeinsam den industriellen ökologischen Aufbau von AR-Verbraucherbrillen fördern.
ZMSH 12-Zoll-SiC-Substrat 4H-N-Typ
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