Meta, Tianke Heda, Mu De Weina, como atravessar os óculos AR de carburo de silício
Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de realidade aumentada (RA), os óculos inteligentes, como um importante portador da tecnologia de RA, estão gradualmente a passar do conceito para a realidade.A popularidade dos óculos inteligentes ainda enfrenta muitos desafios técnicosA utilização do carburo de silício (SiC) como um material emergente, é um dos elementos mais importantes para a produção de produtos de alta qualidade, especialmente em termos de tecnologia de exibição, peso, dissipação de calor e desempenho óptico.com as suas excelentes propriedades físicas e ópticasO seu elevado índice de refração, o seu alto índice de refração e o seu elevado índice de refração permitem que a sua utilização se torne um material essencial no campo dos óculos AR.Excelente desempenho de dissipação de calor e alta dureza do carburo de silício fazem com que ele mostre grande potencial de aplicação na tecnologia de exibiçãoA seguir, discutiremos como o carburo de silício traz mudanças revolucionárias aos óculos inteligentes a partir dos aspectos das características do carburo de silício.avanços tecnológicos, aplicações de mercado e perspectivas futuras.
Características e vantagens do carburo de silício
O carburo de silício éum tipo de material semicondutor de banda largaCom alta dureza, alta condutividade térmica e alto índice de refração, estas propriedades dão-lhe uma ampla gama de aplicações potenciais em dispositivos eletrónicos, dispositivos ópticos e gestão térmica.Específico para o domínio dos óculos inteligentes, as vantagens do carburo de silício refletem-se principalmente nos seguintes aspectos:
O primeiro é o elevado índice de refração: o índice de refração do carburo de silício é tão elevado quanto 2,6 ou mais, muito superior ao dos materiais de vidro tradicionais, como a resina (1,511,).74) e vidro (1.5-1.9) O elevado índice de refração significa que o carburo de silício pode restringir mais eficazmente a propagação da luz e reduzir a perda de energia luminosa,Melhorando assim o brilho do ecrã e o campo de visão (FOV)Por exemplo, os óculos AR Orion da Meta utilizam tecnologia de guia de ondas de carburo de silício para alcançar um campo de visão de 70 graus, muito superior aos 40 graus dos materiais de vidro tradicionais.
É excelente desempenho de dissipação de calor: a condutividade térmica do carburo de silício é centenas de vezes a do vidro comum, e pode conduzir o calor rapidamente.A dissipação de calor é uma questão fundamentalAs lentes de carburo de silício podem conduzir rapidamente o calor da máquina óptica,Melhorando assim a estabilidade e a vida útil do equipamento.
Alta dureza e resistência ao desgaste: o carburo de silício é um dos materiais mais duros conhecidos, sua dureza é a segunda apenas ao diamante.Isso torna as lentes de carburo de silício mais resistentes ao desgaste e adequadas para uso diárioEm contraste, os materiais de vidro e resina são fáceis de arranhar, afetando a experiência do utilizador.
Em quarto lugar, efeito anti-arco-íris: os materiais de vidro tradicionais são fáceis de produzir efeito arco-íris em óculos AR, ou seja,o padrão dinâmico de luz de cor formado após a reflexão da luz ambiente na superfície do guia de ondasAo otimizar a estrutura da grade, o carburo de silício pode eliminar efetivamente o efeito arco-íris facilmente produzido por materiais de vidro tradicionais em óculos AR, ou seja,padrão de luz dinâmica de cor formado pela reflexão da luz ambiente na superfície do guia de ondas, melhorando assim a qualidade da exibição.
Avanço tecnológico do carburo de silício em óculos AR
Nos últimos anos, o avanço tecnológico do carburo de silício no campo dos óculos AR reflete-se principalmente na pesquisa e desenvolvimento de lentes de guia de ondas ópticas difractivas.O guia de ondas óptico difractado é uma tecnologia de exibição baseada emfenômeno de difração da luze a combinação de estrutura de guia de ondas, que pode propagar a imagem gerada pela máquina óptica através da grade da lente,reduzindo assim a espessura da lente e tornando a aparência dos óculos AR mais semelhante aos óculos comuns.
Em outubro de 2024, o Meta (anteriormente Facebook) usou uma combinação de guias de onda gravados em carburo de silício+ micro-LEDsPascual Rivera, cientista da Meta óptica,disse que a tecnologia de guia de ondas de carburo de silício revolucionou a qualidade de exibição dos óculos AR, transformando-os de uma "disco como um ponto de luz arco-íris" para uma "sala sinfônica como uma experiência silenciosa".
Em dezembro de 2024, a Shuoke Crystal desenvolveu com sucesso o primeiro substrato de cristal único de carburo de silício semi-isolado de alta pureza de 12 polegadas,Marcando um grande avanço no domínio dos materiais de carburo de silício no domínio dos substratos de grandes dimensõesEsta tecnologia irá acelerar a expansão do carburo de silício em novas aplicações, como vidros AR e dissipadores de calor.uma bolacha de carburo de silício de 12 polegadas pode ser feita em 8-9 pares de lentes de óculos AR, aumentando significativamente a eficiência da produção.
Recentemente, 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, com a sua acumulação de tecnologia no campo dos substratos de carburo de silício, fornecerá produtos de substrato de carburo de silício de alta qualidade à Munde,Enquanto a Munde aproveitará suas vantagens na tecnologia óptica micro-nano e no processamento de guias de ondas ópticos AR para otimizar ainda mais o desempenho dos guias de ondas ópticos difractivos.Esta colaboração deverá acelerar os avanços tecnológicos nos óculos AR e conduzir a indústria para um desempenho mais elevado e um peso mais leve.
A segunda geração de óculos AR de carburo de silício exibida pela Mode Weina na SPIE AR devezVR devezMR 2025 pesa apenas 2,7 gramas por lente, a espessura é tão fina quanto 0,55 mm,que é ainda mais fina do que os óculos de sol de uso diário, de modo que os utilizadores dificilmente podem sentir a sua existência quando o usam, verdadeiramente "light pack".
A Jingsheng Electromechanical também disse recentemente que está promovendo ativamente a inovação tecnológica da indústria e a substituição doméstica de todo o equipamento da cadeia industrial,Como estas empresas aceleram a expansão da capacidade de produção, espera-se que a China alivie significativamente as contradições da oferta e da procura de substrato de carburo de silício semi-isolado a nível mundial nos próximos três anos.Isto irá ajudar a ultrapassar os limites ópticos e permitir que o carburo de silício permita aplicações de IA+AR.
Caso de aplicação do carburo de silício em óculos AR
No processo de fabricação do guia de ondas de carburo de silício, a equipe da Meta superou o problema técnico da gravação de inclinação.disse que a gravação bevel é uma técnica de grade não tradicional que distribui linhas gravadas em ângulos oblíquos para otimizar a eficiência do acoplamento de luz dentro e fora.
Este avanço tecnológico lançou as bases para a aplicação em larga escala do carburo de silício em óculos AR.Os óculos AR Orion da Meta são aplicações representativas da tecnologia de carburo de silício no campo ARUtilizando a tecnologia de guia de ondas de carburo de silício, o Orion consegue um ângulo de campo de visão de 70 graus e resolve eficazmente problemas como sombras duplas e efeitos do arco-íris.
Giuseppe Carafiore, chefe de tecnologia de guia de ondas AR da Meta, observa que o alto índice de refração e a condutividade térmica do carburo de silício o tornam um material ideal para óculos AR.
Depois de o material ser identificado, o próximo obstáculo foi a fabricação de guias de onda - especificamente, uma técnica não convencional de grades chamada gravura em convexo."A grade é a nanoestrutura responsável por acoplar a luz para dentro e para fora da lente"Para que o carburo de silício funcione, a grade deve ser gravada com um bisel.
Nihar Mohanty acrescentou que eles são a primeira equipe do mundo a conseguir gravura de inclinação diretamente no dispositivo, e toda a indústria contou com tecnologia de nanoimpressão no passado,mas isto não pode ser aplicado a substratos com alto índice de refraçãoPor esta razão, ninguém tinha considerado a opção do carburo de silício antes.
Em 2019, Nihar Mohanty e seus parceiros de equipe construíram conjuntamente uma linha de produção exclusiva,Antes disso, a maioria dos fornecedores de chips e fundições de semicondutores não tinha equipamentos relevantes porque a tecnologia de gravação de inclinação ainda não estava maduraPortanto, naquela época, não havia instalações no mundo que pudessem produzir guias de onda de carburo de silício gravados, e era impossível verificar a viabilidade técnica fora do laboratório.Nihar Mohanty revelou ainda que foi um investimento significativo e eles construíram a cadeia de produção completa. 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, então eles trabalharam com os parceiros de fabricação para desenvolver o equipamento e processo de gravação de convexo de nível de produção.
Agora que o potencial do carburo de silício foi comprovado, a equipa da Meta está ansiosa para o resto da indústria começar a desenvolver os seus próprios dispositivos,porque mais empresas investem em pesquisa e desenvolvimento de carburo de silício de grau óptico e desenvolvimento de equipamentos, tanto mais robusto será o ecossistema da indústria de óculos AR de consumo.
Desafios e perspectivas futuras do carburo de silício
Embora o carburo de silício mostre um grande potencial em vidros AR, sua aplicação ainda enfrenta alguns desafios.principalmente devido à sua taxa de crescimento lenta e à sua difícil transformaçãoPor exemplo, as lentes dos óculos AR Orion da Meta custam até US $ 1.000 por lente, o que é difícil de atender às necessidades do mercado de consumo.
No entanto, com o rápido desenvolvimento da indústria automóvel de novas energias, o custo do carburo de silício está a diminuir gradualmente.O desenvolvimento de substratos de grandes dimensões (tais como 12 polegadas) impulsionará ainda mais a redução de custos e a eficiênciaA alta dureza do carburo de silício torna muito difícil o processamento, especialmente no processamento de micro e nanoestruturas, o rendimento é baixo.
No futuro, com a cooperação profunda entre os fabricantes de substrato de carburo de silício e os fabricantes de micro e nanoópticos, espera-se que este problema seja resolvido.A aplicação do carburo de silício em óculos AR ainda está em um estágio inicial, e mais empresas precisam participar na investigação e desenvolvimento de carburo de silício de grau óptico e no desenvolvimento de equipamentos.A equipe da Meta está ansiosa para que outros fabricantes da indústria investam em pesquisas relevantes e promovam conjuntamente a construção ecológica industrial de óculos AR de consumo.
Substrato de SiC de 12 polegadas ZMSH tipo 4H-N
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