Dengan perkembangan pesat teknologi realiti tambahan (AR), cermin mata pintar, sebagai pembawa penting teknologi AR, secara beransur-ansur beralih daripada konsep kepada realiti. Walau bagaimanapun, penggunaan meluas cermin mata pintar masih menghadapi banyak cabaran teknikal, terutamanya dari segi teknologi paparan, berat, pelesapan haba dan prestasi optik. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, silikon karbida (SiC), sebagai bahan yang baru muncul, telah digunakan secara meluas dalam pelbagai peranti dan modul semikonduktor kuasa. Ia kini memasuki bidang cermin mata AR sebagai bahan utama. Indeks biasan silikon karbida yang tinggi, sifat pelesapan haba yang sangat baik, dan kekerasan yang tinggi, antara ciri-ciri lain, menunjukkan potensi besar untuk aplikasi dalam teknologi paparan, reka bentuk ringan dan pelesapan haba cermin mata AR. Kami boleh sediakanwafer SiC, yang memainkan peranan penting dalam menambah baik bidang ini. Di bawah, kami akan meneroka bagaimana silikon karbida boleh membawa perubahan revolusioner kepada cermin mata pintar daripada aspek sifatnya, penemuan teknologi, aplikasi pasaran dan prospek masa depan.
Sifat dan Kelebihan Silicon Carbide
Silikon karbida ialah bahan semikonduktor celah jalur lebar dengan sifat yang sangat baik seperti kekerasan tinggi, kekonduksian terma yang tinggi, dan indeks biasan yang tinggi. Ciri-ciri ini memberikan potensi yang luas untuk digunakan dalam peranti elektronik, peranti optik dan pengurusan terma. Khususnya dalam bidang cermin mata pintar, kelebihan silikon karbida terutamanya ditunjukkan dalam aspek berikut:
Indeks Biasan Tinggi: Silikon karbida mempunyai indeks biasan melebihi 2.6, jauh lebih tinggi daripada bahan tradisional seperti resin (1.51-1.74) dan kaca (1.5-1.9). Indeks biasan yang tinggi bermakna silikon karbida boleh mengekang perambatan cahaya dengan lebih berkesan, mengurangkan kehilangan tenaga cahaya, dengan itu meningkatkan kecerahan paparan dan medan pandangan (FOV). Sebagai contoh, cermin mata Orion AR Meta menggunakan teknologi pandu gelombang silikon karbida, mencapai medan pandangan 70 darjah, jauh melebihi medan pandangan 40 darjah bahan kaca tradisional.
Pelesapan Haba Cemerlang: Silikon karbida mempunyai kekonduksian terma beratus kali ganda lebih besar daripada kaca biasa, membolehkan pengaliran haba yang cepat. Pelesapan haba adalah isu utama untuk cermin mata AR, terutamanya semasa paparan kecerahan tinggi dan penggunaan berpanjangan. Kanta silikon karbida boleh dengan cepat memindahkan haba yang dihasilkan oleh komponen optik, meningkatkan kestabilan dan jangka hayat peranti. Kami boleh menyediakan wafer SiC yang memastikan pengurusan haba yang berkesan dalam aplikasi sedemikian.
Kekerasan Tinggi dan Rintangan Haus: Silikon karbida adalah salah satu bahan paling sukar diketahui, kedua selepas berlian. Ini menjadikan kanta silikon karbida lebih tahan haus, sesuai untuk kegunaan harian. Sebaliknya, bahan kaca dan resin lebih terdedah kepada calar, yang menjejaskan pengalaman pengguna.
Kesan Anti-Rainbow: Bahan kaca tradisional dalam cermin mata AR cenderung menghasilkan kesan pelangi, di mana cahaya ambien memantulkan permukaan pandu gelombang, menghasilkan corak cahaya warna yang dinamik. Silikon karbida berkesan boleh menghapuskan isu ini dengan mengoptimumkan struktur parut, sekali gus meningkatkan kualiti paparan dan menghapuskan kesan pelangi yang disebabkan oleh pantulan cahaya ambien pada permukaan pandu gelombang.
Kejayaan Teknologi Silicon Carbide dalam Cermin Mata AR
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penemuan teknologi silikon karbida dalam cermin mata AR telah tertumpu terutamanya pada pembangunan kanta pandu gelombang pembelauan. Pandu gelombang pembelauan ialah teknologi paparan yang menggabungkan fenomena pembelauan cahaya dengan struktur pandu gelombang untuk menyebarkan imej yang dihasilkan oleh komponen optik melalui parut dalam kanta. Ini mengurangkan ketebalan kanta, menjadikan cermin mata AR kelihatan lebih dekat dengan cermin mata biasa.
Pada Oktober 2024, Meta (dahulunya Facebook) memperkenalkan penggunaan pandu gelombang terukir silikon karbida yang digabungkan dengan mikroLED dalam cermin mata Orion ARnya, menyelesaikan kesesakan utama dalam bidang seperti bidang pandangan, berat dan artifak optik. Saintis optik Meta, Pascual Rivera menyatakan bahawa teknologi pandu gelombang silikon karbida mengubah sepenuhnya kualiti paparan cermin mata AR, mengubah pengalaman daripada "titik cahaya pelangi seperti bola disko" kepada "pengalaman tenang seperti dewan konsert."
Pada Disember 2024, XINKEHUI berjaya membangunkan substrat kristal tunggal silikon karbida separa penebat berketulenan tinggi 12 inci yang pertama di dunia, menandakan kejayaan besar dalam bidang substrat bersaiz besar. Teknologi ini akan mempercepatkan penggunaan silikon karbida dalam kes penggunaan baharu seperti cermin mata AR dan sink haba. Sebagai contoh, wafer silikon karbida 12 inci boleh menghasilkan 8-9 pasang kanta cermin mata AR, meningkatkan kecekapan pengeluaran dengan ketara. Kami boleh menyediakan wafer SiC untuk menyokong aplikasi sedemikian dalam industri cermin mata AR.
Baru-baru ini, pembekal substrat silikon karbida XINKEHUI bekerjasama dengan syarikat peranti optoelektronik mikro-nano MOD MICRO-NANO untuk menubuhkan usaha sama yang tertumpu pada pembangunan dan promosi pasaran teknologi kanta pandu gelombang pembelauan AR. XINKEHUI, dengan kepakaran teknikalnya dalam substrat silikon karbida, akan menyediakan substrat berkualiti tinggi untuk MOD MICRO-NANO, yang akan memanfaatkan kelebihannya dalam teknologi optik mikro-nano dan pemprosesan pandu gelombang AR untuk mengoptimumkan lagi prestasi pandu gelombang difraksi. Kerjasama ini dijangka akan mempercepatkan penemuan teknologi dalam cermin mata AR, mempromosikan langkah industri ke arah prestasi yang lebih tinggi dan reka bentuk yang lebih ringan.
Pada pameran SPIE AR|VR|MR 2025, MOD MICRO-NANO mempersembahkan kanta cermin mata AR silikon karbida generasi kedua, seberat hanya 2.7 gram dan dengan ketebalan hanya 0.55 milimeter, lebih ringan daripada cermin mata hitam biasa, menawarkan pengguna pengalaman pemakaian yang hampir tidak dapat dilihat, mencapai reka bentuk yang benar-benar "ringan".
Kes Aplikasi Silicon Carbide dalam Cermin Mata AR
Dalam proses pembuatan pandu gelombang silikon karbida, pasukan Meta mengatasi cabaran teknologi goresan senget. Pengurus penyelidikan Nihar Mohanty menjelaskan bahawa goresan condong ialah teknologi parut bukan tradisional yang menggores garisan pada sudut condong untuk mengoptimumkan kecekapan gandingan dan penyahgandingan cahaya. Kejayaan ini meletakkan asas untuk penggunaan besar-besaran silikon karbida dalam cermin mata AR.
Cermin mata Orion AR Meta ialah aplikasi perwakilan teknologi silikon karbida dalam AR. Dengan menggunakan teknologi pandu gelombang silikon karbida, Orion mencapai medan pandangan 70 darjah dan menangani isu seperti hantu dan kesan pelangi dengan berkesan.
Giuseppe Carafiore, peneraju teknologi pandu gelombang AR Meta, menyatakan bahawa indeks biasan tinggi silikon karbida dan kekonduksian terma menjadikannya bahan yang sesuai untuk cermin mata AR. Selepas memilih bahan, cabaran seterusnya adalah untuk membangunkan pandu gelombang, khususnya proses goresan serong untuk parut. Carafiore menjelaskan bahawa parut, yang bertanggungjawab untuk menggabungkan cahaya ke dalam dan keluar dari kanta, mesti menggunakan etsa senget. Garisan terukir tidak disusun secara menegak tetapi diedarkan pada sudut condong. Nihar Mohanty menambah bahawa mereka adalah pasukan pertama di seluruh dunia yang mencapai goresan condong secara langsung pada peranti. Pada 2019, Nihar Mohanty dan pasukannya membina barisan pengeluaran khusus. Sebelum itu, tiada peralatan tersedia untuk mengetsa pandu gelombang silikon karbida, dan teknologi itu juga tidak boleh dilaksanakan di luar makmal.
Cabaran dan Prospek Masa Depan Silicon Carbide
Walaupun silikon karbida menunjukkan potensi besar dalam cermin mata AR, penggunaannya masih menghadapi beberapa cabaran. Pada masa ini, bahan silikon karbida adalah mahal kerana kadar pertumbuhannya yang perlahan dan pemprosesan yang sukar. Sebagai contoh, satu kanta silikon karbida untuk cermin mata Meta Orion AR berharga sebanyak $1,000, menjadikannya sukar untuk memenuhi keperluan pasaran pengguna. Walau bagaimanapun, dengan perkembangan pesat industri kenderaan elektrik, kos silikon karbida semakin berkurangan secara beransur-ansur. Tambahan pula, pembangunan substrat bersaiz besar (seperti wafer 12 inci) akan memacu lagi pengurangan kos dan peningkatan kecekapan.
Kekerasan silikon karbida yang tinggi juga menjadikannya sukar untuk diproses, terutamanya dalam fabrikasi struktur mikro-nano, yang membawa kepada kadar hasil yang rendah. Pada masa hadapan, dengan kerjasama yang lebih mendalam antara pembekal substrat silikon karbida dan pengeluar optik mikro-nano, isu ini dijangka dapat diselesaikan. Aplikasi silikon karbida dalam cermin mata AR masih di peringkat awal, memerlukan lebih banyak syarikat melabur dalam penyelidikan dan pembangunan peralatan silikon gred optik. Pasukan Meta menjangkakan pengeluar lain mula membangunkan peralatan mereka sendiri, kerana semakin banyak syarikat melabur dalam penyelidikan dan peralatan silikon karbida gred optik, semakin kukuh ekosistem industri cermin mata AR gred pengguna.
Kesimpulan
Silikon karbida, dengan indeks biasannya yang tinggi, pelesapan haba yang sangat baik, dan kekerasan yang tinggi, menjadi bahan utama dalam bidang cermin mata AR. Daripada kerjasama antara XINKEHUI dan MOD MICRO-NANO kepada kejayaan aplikasi silikon karbida dalam cermin mata Orion AR Meta, potensi silikon karbida dalam cermin mata pintar telah ditunjukkan sepenuhnya. Walaupun menghadapi cabaran seperti halangan kos dan teknikal, apabila rantaian industri semakin matang dan teknologi terus maju, silikon karbida dijangka menyerlah dalam bidang cermin mata AR, memacu cermin mata pintar ke arah prestasi yang lebih tinggi, berat yang lebih ringan dan penggunaan yang lebih luas. Pada masa hadapan, silikon karbida mungkin menjadi bahan arus perdana dalam industri AR, membawa kepada era baharu cermin mata pintar.
Potensi silikon karbida tidak terhad kepada cermin mata AR; aplikasi merentas industrinya dalam elektronik dan fotonik juga menunjukkan prospek yang luas. Sebagai contoh, aplikasi silikon karbida dalam pengkomputeran kuantum dan peranti elektronik berkuasa tinggi sedang diterokai secara aktif. Apabila teknologi berkembang dan kos berkurangan, silikon karbida dijangka memainkan peranan penting dalam lebih banyak bidang, mempercepatkan pembangunan industri berkaitan. Kami boleh menyediakan wafer SiC untuk pelbagai aplikasi, menyokong kemajuan dalam kedua-dua teknologi AR dan seterusnya.
Produk berkaitan
8Inci 200mm 4H-N SiC Wafer Conductive dummy gred penyelidikan
Masa siaran: Apr-01-2025