Odată cu dezvoltarea rapidă a tehnologiei realității augmentate (AR), ochelarii inteligenți, ca purtător important al tehnologiei AR, trec treptat de la concept la realitate. Cu toate acestea, adoptarea pe scară largă a ochelarilor inteligenți se confruntă încă cu multe provocări tehnice, în special în ceea ce privește tehnologia de afișare, greutatea, disiparea căldurii și performanța optică. În ultimii ani, carbura de siliciu (SiC), ca material emergent, a fost aplicată pe scară largă în diverse dispozitive și module semiconductoare de putere. Acum își face loc în domeniul ochelarilor AR ca material cheie. Indicele de refracție ridicat al carburii de siliciu, proprietățile excelente de disipare a căldurii și duritatea ridicată, printre alte caracteristici, prezintă un potențial semnificativ pentru aplicații în tehnologia de afișare, designul ușor și disiparea căldurii ochelarilor AR. Putem oferi...Napolitană SiC, care joacă un rol crucial în îmbunătățirea acestor domenii. Mai jos, vom explora modul în care carbura de siliciu poate aduce schimbări revoluționare ochelarilor inteligenți, din punct de vedere al proprietăților sale, al descoperirilor tehnologice, al aplicațiilor de piață și al perspectivelor de viitor.
Proprietăți și avantaje ale carburii de siliciu
Carbura de siliciu este un material semiconductor cu bandă interzisă largă, cu proprietăți excelente, cum ar fi duritate ridicată, conductivitate termică ridicată și un indice de refracție ridicat. Aceste caracteristici îi conferă un potențial extins pentru utilizare în dispozitive electronice, dispozitive optice și management termic. Mai exact, în domeniul ochelarilor inteligenți, avantajele carburii de siliciu se reflectă în principal în următoarele aspecte:
Indice de refracție ridicat: Carbura de siliciu are un indice de refracție de peste 2,6, mult mai mare decât materialele tradiționale precum rășina (1,51-1,74) și sticla (1,5-1,9). Un indice de refracție ridicat înseamnă că carbura de siliciu poate restricționa mai eficient propagarea luminii, reducând pierderea de energie luminoasă, îmbunătățind astfel luminozitatea afișajului și câmpul vizual (FOV). De exemplu, ochelarii Orion AR de la Meta utilizează tehnologia ghidului de undă din carbură de siliciu, atingând un câmp vizual de 70 de grade, depășind cu mult câmpul vizual de 40 de grade al materialelor tradiționale din sticlă.
Disipare excelentă a căldurii: Carbura de siliciu are o conductivitate termică de sute de ori mai mare decât cea a sticlei obișnuite, permițând o conducere rapidă a căldurii. Disiparea căldurii este o problemă cheie pentru ochelarii AR, în special în timpul afișajelor cu luminozitate ridicată și al utilizării prelungite. Lentilele din carbură de siliciu pot transfera rapid căldura generată de componentele optice, sporind stabilitatea și durata de viață a dispozitivului. Putem furniza plachete SiC care asigură o gestionare termică eficientă în astfel de aplicații.
Duritate ridicată și rezistență la uzură: Carbura de siliciu este unul dintre cele mai dure materiale cunoscute, al doilea după diamant. Acest lucru face ca lentilele din carbură de siliciu să fie mai rezistente la uzură, potrivite pentru utilizarea zilnică. În schimb, materialele din sticlă și rășină sunt mai predispuse la zgârieturi, ceea ce afectează experiența utilizatorului.
Efect anti-curcubeu: Materialele tradiționale din sticlă din ochelarii AR tind să producă un efect de curcubeu, în care lumina ambientală se reflectă pe suprafața ghidului de undă, creând modele dinamice de lumină colorată. Carbura de siliciu poate elimina eficient această problemă prin optimizarea structurii rețelei, îmbunătățind astfel calitatea afișajului și eliminând efectul de curcubeu cauzat de reflexiile luminii ambientale pe suprafața ghidului de undă.
Descoperiri tehnologice ale carburii de siliciu în ochelarii AR
În ultimii ani, progresele tehnologice ale carburii de siliciu în ochelarii de realitate augmentată s-au concentrat în principal pe dezvoltarea lentilelor cu ghid de undă de difracție. Un ghid de undă de difracție este o tehnologie de afișare care combină fenomenul de difracție al luminii cu structurile ghidului de undă pentru a propaga imaginile generate de componentele optice prin rețeaua de protecție a lentilei. Acest lucru reduce grosimea lentilei, făcând ca ochelarii de realitate augmentată să arate mai aproape de ochelarii obișnuiți.
În octombrie 2024, Meta (fosta Facebook) a introdus utilizarea ghidurilor de undă gravate cu carbură de siliciu combinate cu microLED-uri în ochelarii săi AR Orion, rezolvând blocaje cheie în domenii precum câmpul vizual, greutatea și artefactele optice. Pascual Rivera, specialist în optică la Meta, a declarat că tehnologia ghidurilor de undă din carbură de siliciu a transformat complet calitatea afișajului ochelarilor AR, schimbând experiența de la „puncte luminoase curcubeu asemănătoare cu o bilă disco” la o „experiență senină asemănătoare unei săli de concert”.
În decembrie 2024, XINKEHUI a dezvoltat cu succes primul substrat monocristal din carbură de siliciu semiizolant de înaltă puritate, de 12 inci, din lume, marcând un progres major în domeniul substraturilor de dimensiuni mari. Această tehnologie va accelera aplicarea carburii de siliciu în noi cazuri de utilizare, cum ar fi lentilele AR și radiatoarele termice. De exemplu, o plachetă de carbură de siliciu de 12 inci poate produce 8-9 perechi de lentile pentru lentile AR, îmbunătățind semnificativ eficiența producției. Putem furniza plachete de SiC pentru a susține astfel de aplicații în industria lentilelor AR.
Recent, furnizorul de substraturi din carbură de siliciu XINKEHUI a încheiat un parteneriat cu compania de dispozitive optoelectronice micro-nano MOD MICRO-NANO pentru a înființa o societate mixtă axată pe dezvoltarea și promovarea pe piață a tehnologiei lentilelor cu ghid de undă de difracție AR. XINKEHUI, cu expertiza sa tehnică în substraturi din carbură de siliciu, va furniza substraturi de înaltă calitate pentru MOD MICRO-NANO, care va valorifica avantajele sale în tehnologia optică micro-nano și procesarea ghidurilor de undă AR pentru a optimiza în continuare performanța ghidurilor de undă de difracție. Se așteaptă ca această colaborare să accelereze progresele tehnologice în domeniul ochelarilor AR, promovând trecerea industriei către designuri mai ușoare și cu performanțe superioare.
La expoziția SPIE AR|VR|MR din 2025, MOD MICRO-NANO a prezentat lentilele sale AR din carbură de siliciu de a doua generație, cu o greutate de doar 2,7 grame și o grosime de doar 0,55 milimetri, mai ușoare decât ochelarii de soare obișnuiți, oferind utilizatorilor o experiență de purtare aproape imperceptibilă, obținând un design cu adevărat „ușor”.
Cazuri de aplicare a carburii de siliciu în ochelarii AR
În procesul de fabricație a ghidurilor de undă din carbură de siliciu, echipa lui Meta a depășit provocările tehnologiei de gravare înclinată. Managerul de cercetare Nihar Mohanty a explicat că gravarea înclinată este o tehnologie de rețea de difracție netradițională care grava linii la un unghi înclinat pentru a optimiza eficiența de cuplare și decuplare a luminii. Această descoperire a pus bazele adoptării în masă a carburii de siliciu în sticlele AR.
Ochelarii de realitate augmentată Orion de la Meta reprezintă o aplicație reprezentativă a tehnologiei carburii de siliciu în realitate augmentată. Prin utilizarea tehnologiei ghidului de undă din carbură de siliciu, Orion obține un câmp vizual de 70 de grade și abordează eficient probleme precum ghosting-ul și efectul curcubeu.
Giuseppe Carafiore, liderul tehnologiei ghidurilor de undă AR de la Meta, a remarcat că indicele de refracție ridicat și conductivitatea termică a carburii de siliciu o fac un material ideal pentru ochelarii AR. După selectarea materialului, următoarea provocare a fost dezvoltarea ghidului de undă, în special a procesului de gravare înclinată pentru rețeaua de reflexie. Carafiore a explicat că rețeaua de reflexie, care este responsabilă pentru cuplarea luminii în și din lentilă, trebuie să utilizeze gravarea înclinată. Liniile gravate nu sunt aranjate vertical, ci sunt distribuite într-un unghi înclinat. Nihar Mohanty a adăugat că au fost prima echipă la nivel global care a realizat gravarea înclinată direct pe dispozitive. În 2019, Nihar Mohanty și echipa sa au construit o linie de producție dedicată. Înainte de aceasta, nu exista niciun echipament disponibil pentru gravarea ghidurilor de undă din carbură de siliciu și nici tehnologia nu era fezabilă în afara laboratorului.
Provocări și perspective de viitor ale carburii de siliciu
Deși carbura de siliciu prezintă un potențial semnificativ în domeniul sticlelor AR, aplicarea sa se confruntă încă cu mai multe provocări. În prezent, materialul din carbură de siliciu este scump din cauza ratei lente de creștere și a procesării dificile. De exemplu, o singură lentilă din carbură de siliciu pentru sticlele AR Orion de la Meta costă până la 1.000 de dolari, ceea ce face dificilă satisfacerea nevoilor pieței de consum. Cu toate acestea, odată cu dezvoltarea rapidă a industriei vehiculelor electrice, costul carburii de siliciu scade treptat. În plus, dezvoltarea substraturilor de dimensiuni mari (cum ar fi napolitanele de 12 inci) va conduce și mai mult la reducerea costurilor și la îmbunătățirea eficienței.
Duritatea ridicată a carburii de siliciu face, de asemenea, dificilă prelucrarea acesteia, în special în fabricarea structurilor micro-nano, ceea ce duce la rate de randament scăzute. În viitor, printr-o cooperare mai strânsă între furnizorii de substraturi din carbură de siliciu și producătorii de micro-nano optică, se așteaptă ca această problemă să fie rezolvată. Aplicarea carburii de siliciu în sticlele de realitate augmentată (AR) este încă în stadii incipiente, necesitând ca mai multe companii să investească în cercetarea și dezvoltarea de echipamente pentru carbură de siliciu de calitate optică. Echipa lui Meta se așteaptă ca și alți producători să înceapă să-și dezvolte propriile echipamente, deoarece cu cât mai multe companii investesc în cercetarea și echipamentele pentru carbură de siliciu de calitate optică, cu atât va deveni mai puternic ecosistemul industriei ochelarilor de realitate augmentată (AR) de calitate pentru consumatori.
Concluzie
Carbura de siliciu, cu indicele său de refracție ridicat, disiparea excelentă a căldurii și duritatea ridicată, devine un material cheie în domeniul ochelarilor AR. De la colaborarea dintre XINKEHUI și MOD MICRO-NANO până la aplicarea cu succes a carburii de siliciu în ochelarii AR Orion de la Meta, potențialul carburii de siliciu în ochelarii inteligenți a fost pe deplin demonstrat. În ciuda provocărilor precum costurile și obstacolele tehnice, pe măsură ce lanțul industrial se maturizează și tehnologia continuă să avanseze, se așteaptă ca carbura de siliciu să strălucească în domeniul ochelarilor AR, impulsionând ochelarii inteligenți către performanțe mai mari, greutate mai mică și o adoptare mai largă. În viitor, carbura de siliciu ar putea deveni materialul principal în industria AR, inaugurând o nouă eră a ochelarilor inteligenți.
Potențialul carburii de siliciu nu se limitează la sticlele AR; aplicațiile sale inter-industrie în electronică și fotonică prezintă, de asemenea, perspective vaste. De exemplu, aplicarea carburii de siliciu în calculul cuantic și în dispozitivele electronice de mare putere este explorată în mod activ. Pe măsură ce tehnologia progresează și costurile scad, se așteaptă ca carbura de siliciu să joace un rol esențial în mai multe domenii, accelerând dezvoltarea industriilor conexe. Putem furniza plachete SiC pentru diverse aplicații, susținând progresele atât în tehnologia AR, cât și nu numai.
Produs similar
Plachetă conductivă SiC 4H-N de 8 inci, 200 mm, grad de cercetare, manechin
Data publicării: 01 aprilie 2025