Berlatarbelakangkan revolusi AI, cermin mata AR secara beransur-ansur memasuki kesedaran awam. Sebagai paradigma yang menggabungkan dunia maya dan dunia sebenar dengan lancar, cermin mata AR berbeza daripada peranti VR dengan membolehkan pengguna melihat imej yang diunjurkan secara digital dan cahaya persekitaran ambien secara serentak. Untuk mencapai fungsi dwi ini—memproyeksikan imej mikropaparan ke dalam mata sambil mengekalkan penghantaran cahaya luaran—cermin mata AR berasaskan silikon karbida (SiC) gred optik menggunakan seni bina pandu gelombang (pandu cahaya). Reka bentuk ini memanfaatkan pantulan dalaman penuh untuk menghantar imej, sama seperti penghantaran gentian optik, seperti yang digambarkan dalam gambar rajah skematik.
Biasanya, satu substrat separa penebat ketulenan tinggi 6 inci boleh menghasilkan 2 pasang gelas, manakala substrat 8 inci boleh memuatkan 3–4 pasang. Penggunaan bahan SiC memberikan tiga kelebihan kritikal:
- Indeks biasan luar biasa (2.7): Membolehkan medan pandangan warna penuh (FOV) >80° dengan lapisan kanta tunggal, menghapuskan artifak pelangi yang biasa dalam reka bentuk AR konvensional.
- Pandu gelombang tiga warna (RGB) bersepadu: Menggantikan susunan pandu gelombang berbilang lapisan, mengurangkan saiz dan berat peranti.
- Kekonduksian terma unggul (490 W/m·K): Mengurangkan degradasi optik yang disebabkan oleh pengumpulan haba.
Kelebihan ini telah mendorong permintaan pasaran yang kukuh untuk cermin mata AR berasaskan SiC. SiC gred optik yang digunakan biasanya terdiri daripada kristal separa penebat (HPSI) ketulenan tinggi, yang keperluan penyediaannya yang ketat menyumbang kepada kos tinggi semasa. Oleh itu, pembangunan substrat HPSI SiC adalah penting.
1. Sintesis Serbuk SiC Separa Penebat
Pengeluaran berskala perindustrian kebanyakannya menggunakan sintesis penyebaran kendiri (SHS) suhu tinggi, satu proses yang memerlukan kawalan yang teliti:
- Bahan mentah: 99.999% serbuk karbon/silikon tulen dengan saiz zarah 10–100 μm.
- Ketulenan mangkuk pijar: Komponen grafit menjalani penulenan suhu tinggi untuk meminimumkan resapan bendasing logam.
- Kawalan atmosfera: Argon ketulenan-6N (dengan penulen sebaris) menyekat penggabungan nitrogen; surih gas HCl/H₂ mungkin diperkenalkan untuk meruap sebatian boron dan mengurangkan nitrogen, walaupun kepekatan H₂ memerlukan pengoptimuman untuk mencegah kakisan grafit.
- Piawaian peralatan: Relau sintesis mesti mencapai vakum asas <10⁻⁴ Pa, dengan protokol pemeriksaan kebocoran yang ketat.
2. Cabaran Pertumbuhan Kristal
Pertumbuhan HPSI SiC berkongsi keperluan ketulenan yang serupa:
- Bahan suapan: Serbuk SiC ketulenan-6N+ dengan B/Al/N <10¹⁶ cm⁻³, Fe/Ti/O di bawah had ambang dan logam alkali minimum (Na/K).
- Sistem gas: Campuran argon/hidrogen 6N meningkatkan kerintangan.
- Peralatan: Pam molekul memastikan vakum ultra tinggi (<10⁻⁶ Pa); pra-rawatan mangkuk pijar dan penulenan nitrogen adalah kritikal.
2.1 Inovasi Pemprosesan Substrat
Berbanding dengan silikon, kitaran pertumbuhan SiC yang berpanjangan dan tekanan semula jadi (menyebabkan keretakan/kerosakan tepi) memerlukan pemprosesan lanjutan:
- Penghirisan laser: Meningkatkan hasil daripada 30 wafer (350 μm, gergaji dawai) kepada >50 wafer setiap boule 20 mm, dengan potensi penipisan 200 μm. Masa pemprosesan menurun daripada 10–15 hari (gergaji dawai) kepada <20 min/wafer untuk kristal 8 inci.
3. Kerjasama Industri
Pasukan Orion Meta telah mempelopori penggunaan pandu gelombang SiC gred optik, sekali gus memacu pelaburan R&D. Perkongsian utama termasuk:
- TankeBlue & MUDI Micro: Pembangunan bersama kanta pandu gelombang difraktif AR.
- Jingsheng Mech, Longqi Tech, XREAL & Kunyou Optoelektronik: Perikatan strategik untuk penyepaduan rantaian bekalan AI/AR.
Unjuran pasaran menganggarkan 500,000 unit AR berasaskan SiC setiap tahun menjelang 2027, menggunakan 250,000 substrat 6 inci (atau 125,000 8 inci). Trajektori ini menggariskan peranan transformatif SiC dalam optik AR generasi akan datang.
XKH pakar dalam membekalkan substrat SiC separa penebat 4H (4H-SEMI) berkualiti tinggi dengan diameter yang boleh disesuaikan antara 2 inci hingga 8 inci, disesuaikan untuk memenuhi keperluan aplikasi khusus dalam optik RF, elektronik kuasa dan AR/VR. Kekuatan kami termasuk bekalan isipadu yang andal, penyesuaian ketepatan (ketebalan, orientasi, kemasan permukaan) dan pemprosesan dalaman penuh daripada pertumbuhan kristal hingga penggilapan. Selain 4H-SEMI, kami juga menawarkan substrat 4H-N-jenis, 4H/6H-P-jenis dan 3C-SiC, yang menyokong pelbagai inovasi semikonduktor dan optoelektronik.
Masa siaran: 8 Ogos 2025