Meta, Tianke Heda, Mu De Weina, come attraversare gli occhiali AR al carburo di silicio
Con il rapido sviluppo della tecnologia della realtà aumentata (AR), gli occhiali intelligenti, in quanto portatori importanti della tecnologia AR, passano gradualmente dal concetto alla realtà.la popolarità degli occhiali intelligenti deve ancora affrontare molte sfide tecnicheIn questi ultimi anni, il carburo di silicio (SiC) come materiale emergente, è stato utilizzato per il calcolo delle emissioni di carburo di silicio.con le sue eccellenti proprietà fisiche e ottiche, è stato ampiamente utilizzato in una varietà di dispositivi e moduli per semiconduttori di potenza e ora è diventato anche un materiale chiave nel campo degli occhiali AR oltre confine.Le eccellenti prestazioni di dissipazione del calore e l'elevata durezza del carburo di silicio ne fanno mostrare un grande potenziale di applicazione nella tecnologia di visualizzazioneIn seguito verrà discusso in che modo il carburo di silicio apporta cambiamenti rivoluzionari agli occhiali intelligenti per quanto riguarda le caratteristiche del carburo di silicio.innovazioni tecnologiche, applicazioni di mercato e prospettive future.
Caratteristiche e vantaggi del carburo di silicio
Il carburo di silicio èun tipo di materiale semiconduttore a banda largaLe sue proprietà le conferiscono un'ampia gamma di potenziali applicazioni nei dispositivi elettronici, ottici e nella gestione termica.Specifico per il settore degli occhiali intelligenti, i vantaggi del carburo di silicio si riflettono principalmente nei seguenti aspetti:
Il primo è l'elevato indice di rifrazione: l'indice di rifrazione del carburo di silicio è pari o superiore a 2,6, molto superiore a quello dei tradizionali materiali vetrati come la resina (1.51-1.74) e vetro (1.5-1.9) L'elevato indice di rifrazione significa che il carburo di silicio può limitare più efficacemente la propagazione della luce e ridurre le perdite di energia luminosa,migliorando così la luminosità del display e il campo visivo (FOV)Ad esempio, gli occhiali AR Orion di Meta utilizzano la tecnologia di guida d'onda del carburo di silicio per ottenere un campo visivo di 70 gradi, che supera di gran lunga i 40 gradi dei tradizionali materiali in vetro.
Per i vetri AR, la conducibilità termica del carburo di silicio è centinaia di volte superiore a quella del vetro ordinario e può condurre il calore rapidamente.la dissipazione del calore è un problema chiaveLe lenti a carburo di silicio possono condurre rapidamente il calore della macchina ottica,migliorando così la stabilità e la durata di servizio dell'apparecchiatura.
Alta durezza e resistenza all'usura: il carburo di silicio è uno dei materiali più duri conosciuti, la sua durezza è seconda solo al diamante.Questo rende le lenti al carburo di silicio più resistenti all'usura e adatte all'uso quotidianoAl contrario, i materiali in vetro e resina sono facili da graffiare, influenzando l'esperienza dell'utente.
Quarto, effetto anti-arcobaleno: i materiali di vetro tradizionali sono facili da produrre nell'arco arco nei vetri AR, cioèil modello dinamico di luce a colori formato dopo la riflessione della luce ambiente sulla superficie della guida d'onda. Ottimizzando la struttura della griglia, il carburo di silicio può efficacemente eliminare l'effetto arcobaleno facilmente prodotto dai materiali di vetro tradizionali nei vetri AR, cioèil modello dinamico di luce a colori formato dalla riflessione della luce ambiente sulla superficie della guida d'onda, migliorando così la qualità della visualizzazione.
Avanzamento tecnologico del carburo di silicio nei vetri AR
Negli ultimi anni, la svolta tecnologica del carburo di silicio nel campo degli occhiali AR si riflette principalmente nella ricerca e nello sviluppo di lenti diffrattive ottiche a guida d'onda.La guida d'onda ottica diffratta è una tecnologia di visualizzazione basatail fenomeno di diffrazione della lucee la combinazione di una struttura a guida d'onda, in grado di propagare l'immagine generata dalla macchina ottica attraverso la griglia della lente,riducendo così lo spessore della lente e rendendo l'aspetto degli occhiali AR più simile agli occhiali ordinari.
Nell'ottobre 2024, Meta (ex Facebook) ha utilizzato una combinazione di guide d'onda incise in carburo di silicio+ microLEDPascual Rivera, uno scienziato di Meta optics,ha detto che la tecnologia di guida d'onda del carburo di silicio ha rivoluzionato la qualità della visualizzazione degli occhiali AR, trasformandoli da una "disco come un punto di luce arcobaleno" a una "sala sinfonica come un'esperienza silenziosa".
Nel dicembre 2024, Shuoke Crystal ha sviluppato con successo il primo substrato monocristallino di carburo di silicio semi-isolato di alta purezza da 12 pollici al mondo,che segna una svolta importante nel campo dei materiali al carburo di silicio nel campo dei substrati di grandi dimensioniQuesta tecnologia accelererà l'espansione del carburo di silicio in nuove applicazioni come i vetri AR e i dissipatori di calore.un wafer di carburo di silicio da 12 pollici può essere fatto in 8-9 paia di occhiali AR lenti, aumentando significativamente l'efficienza della produzione.
Di recente, 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, con la sua accumulazione tecnologica nel campo dei substrati di carburo di silicio, fornirà prodotti di carburo di silicio di alta qualità a Munde,mentre Munde sfrutterà i suoi vantaggi nella tecnologia ottica micro-nano e nell'elaborazione dell'ondaguida ottica AR per ottimizzare ulteriormente le prestazioni delle ondeguide ottiche diffrattiveQuesta collaborazione dovrebbe accelerare i progressi tecnologici nei vetri AR e guidare l'industria verso prestazioni più elevate e un peso più leggero.
La seconda generazione di occhiali AR in carburo di silicio esposti da Mode Weina alla SPIE AR devezVR devezMR 2025 pesano solo 2,7 grammi per lente, lo spessore è sottile come 0,55 mm,che è ancora più sottile degli occhiali da sole da uso quotidiano., in modo che gli utenti non possano quasi sentire la sua esistenza quando lo indossano, veramente "light pack".
Jingsheng Electromechanical ha anche recentemente dichiarato di promuovere attivamente l'innovazione tecnologica del settore e la sostituzione domestica di tutta l'attrezzatura della catena industriale,Come queste imprese accelerano l'espansione della capacità produttiva, la Cina dovrebbe ridurre significativamente le contraddizioni di domanda e offerta del substrato di carburo di silicio semi-isolato a livello mondiale nei prossimi tre anni.Questo contribuirà a spingere i limiti ottici e consentirà al carburo di silicio di consentire le applicazioni AI + AR.
Caso di applicazione del carburo di silicio nei vetri AR
Nel processo di produzione della guida d'onda del carburo di silicio, il team Meta ha superato il problema tecnico dell'inclinazione.detto incisione convecale è una tecnica di griglia non tradizionale che distribuisce linee incise ad angoli obliqui per ottimizzare l'efficienza di accoppiamento della luce in e fuori.
Questa svolta tecnologica ha gettato le basi per l'applicazione su larga scala del carburo di silicio nei vetri AR.Gli occhiali AR Orion di Meta sono applicazioni rappresentative della tecnologia del carburo di silicio nel campo ARUtilizzando la tecnologia di guida d'onda a carburo di silicio, Orion ottiene un angolo di campo visivo di 70 gradi e risolve efficacemente problemi come le doppie ombre e gli effetti arcobaleno.
Giuseppe Carafiore, responsabile della tecnologia di guida d'onda AR di Meta, osserva che l'alto indice di rifrazione e la conduttività termica del carburo di silicio lo rendono un materiale ideale per gli occhiali AR.
Dopo aver individuato il materiale, l'ostacolo successivo si rivolse alla fabbricazione di guide d'onda, in particolare una tecnica non convenzionale chiamata incisione convecale."La griglia è la nanostruttura responsabile dell'accoppiamento della luce dentro e fuori la lente"Per far funzionare il carburo di silicio, la griglia deve essere incisa con una convezione, le linee incise non sono disposte verticalmente, ma in un angolo obliquo".
Nihar Mohanty ha aggiunto che sono la prima squadra al mondo a realizzare l'inclinazione direttamente sul dispositivo, e l'intero settore si è affidato alla tecnologia delle nanoimpronte in passato.ma questo non può essere applicato ai substrati ad alto indice di rifrazionePer questo motivo, nessuno aveva considerato l'opzione del carburo di silicio prima.
Nel 2019, Nihar Mohanty e i suoi partner hanno costruito congiuntamente una linea di produzione esclusiva,prima della quale la maggior parte dei fornitori di chip e delle fonderie di semiconduttori non disponeva di attrezzature pertinenti perché la tecnologia di incisione sul versante non era ancora maturaPertanto, a quel tempo, non esisteva alcuna struttura al mondo che potesse produrre guide d'onda di carburo di silicio inciso, ed era impossibile verificare la fattibilità tecnica al di fuori del laboratorio.Nihar Mohanty ha inoltre rivelato che è stato un investimento significativo e hanno costruito la catena di produzione 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, quindi hanno lavorato con i partner di produzione per sviluppare l'attrezzatura e il processo di incisione a guscio di livello di produzione.
Ora che il potenziale del carburo di silicio e' stato dimostrato, il team Meta e' impaziente che il resto dell'industria inizi a sviluppare i propri dispositivi.perché sempre più aziende investono nella ricerca e sviluppo di carburo di silicio di grado ottico e nello sviluppo di attrezzature, tanto più solido sarà l'ecosistema industriale per gli occhiali AR di consumo.
Sfide e prospettive future del carburo di silicio
Anche se il carburo di silicio mostra un grande potenziale nei vetri AR, la sua applicazione deve ancora affrontare alcune sfide.principalmente a causa del suo lento tasso di crescita e della difficile lavorazioneAd esempio, le lenti degli occhiali AR Orion di Meta costano fino a 1.000 dollari per obiettivo, il che è difficile per soddisfare le esigenze del mercato dei consumatori.
Tuttavia, con il rapido sviluppo dell'industria automobilistica a nuova energia, il costo del carburo di silicio sta gradualmente diminuendo.lo sviluppo di substrati di grandi dimensioni (come quelli da 12 pollici) favorirà ulteriormente la riduzione dei costi e l'efficienzaL'elevata durezza del carburo di silicio rende molto difficile la lavorazione, soprattutto nella lavorazione delle micro e nano strutture, la resa è bassa.
In futuro, con la profonda cooperazione tra i produttori di substrati di carburo di silicio e i produttori di micro e nano ottici, questo problema dovrebbe essere risolto.L'applicazione del carburo di silicio nei vetri AR è ancora in una fase iniziale, e più imprese devono partecipare alla ricerca e allo sviluppo di carburo di silicio di grado ottico e allo sviluppo di attrezzature.Il team Meta si aspetta che altri produttori del settore investano in ricerche pertinenti e promuovano congiuntamente la costruzione industriale ecologica di occhiali AR per consumatori.
ZMSH 12 pollici di substrato SiC tipo 4H-N
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