Meta, Tianke Heda, Mu De Weina, cómo cruzar las gafas AR de carburo de silicio
Con el rápido desarrollo de la tecnología de realidad aumentada (AR), las gafas inteligentes, como un importante portador de la tecnología AR, se están moviendo gradualmente de concepto a realidad.la popularidad de las gafas inteligentes todavía enfrenta muchos desafíos técnicosEn los últimos años, el carburo de silicio (SiC) como un material emergente, se ha convertido en una herramienta muy importante para la fabricación de la tecnología de visualización.con sus excelentes propiedades físicas y ópticas, se ha utilizado ampliamente en una variedad de dispositivos y módulos de semiconductores de potencia, y ahora también se ha convertido en un material clave en el campo de los lentes AR a través de la frontera.El excelente rendimiento de disipación de calor y la alta dureza del carburo de silicio hacen que muestre un gran potencial de aplicación en la tecnología de pantalla.En lo que sigue se discutirá cómo el carburo de silicio trae cambios revolucionarios a las gafas inteligentes desde los aspectos de las características del carburo de silicio.avances tecnológicos, aplicaciones de mercado y perspectivas futuras.
Características y ventajas del carburo de silicio
El carburo de silicio esuna especie de material semiconductor de banda anchaEstas propiedades le dan una amplia gama de aplicaciones potenciales en dispositivos electrónicos, dispositivos ópticos y gestión térmica.Específico para el campo de las gafas inteligentes, las ventajas del carburo de silicio se reflejan principalmente en los siguientes aspectos:
El primero es el alto índice de refracción: el índice de refracción del carburo de silicio es tan alto como 2,6 o más, mucho mayor que el de los materiales de vidrio tradicionales como la resina (1.51-1.74) y el vidrio (1.5-1.9) El alto índice de refracción significa que el carburo de silicio puede restringir más eficazmente la propagación de la luz y reducir la pérdida de energía luminosa,mejora así el brillo de la pantalla y el campo de visión (FOV)Por ejemplo, las gafas AR Orion de Meta utilizan tecnología de guía de onda de carburo de silicio para lograr un campo de visión de 70 grados, que supera con creces los 40 grados de los materiales de vidrio tradicionales.
Es un excelente rendimiento de disipación de calor: la conductividad térmica del carburo de silicio es cientos de veces mayor que la del vidrio ordinario, y puede conducir el calor rápidamente.La disipación de calor es un tema claveLas lentes de carburo de silicio pueden conducir rápidamente el calor de la máquina óptica.Mejora así la estabilidad y la vida útil del equipo.
Alta dureza y resistencia al desgaste: el carburo de silicio es uno de los materiales más duros conocidos, su dureza es la segunda después del diamante.Esto hace que las lentes de carburo de silicio sean más resistentes al desgaste y adecuadas para el uso diarioPor el contrario, los materiales de vidrio y resina se rascan fácilmente, lo que afecta la experiencia del usuario.
Cuarto, efecto antiarcoiris: los materiales de vidrio tradicionales son fáciles de producir efecto arcoiris en los anteojos AR, es decir,el patrón dinámico de luz de color formado después de la reflexión de la luz ambiental en la superficie del guía de ondasAl optimizar la estructura de la rejilla, el carburo de silicio puede eliminar eficazmente el efecto arco iris fácilmente producido por los materiales de vidrio tradicionales en los anteojos AR, es decir,el patrón dinámico de luz de color formado por la reflexión de la luz ambiental en la superficie del guía de ondas, mejorando así la calidad de la pantalla.
Avance tecnológico del carburo de silicio en los vasos AR
En los últimos años, el avance tecnológico del carburo de silicio en el campo de las gafas AR se refleja principalmente en la investigación y el desarrollo de lentes de guía de ondas ópticas difractivas.La guía de ondas óptica difraccionada es una tecnología de visualización basada enel fenómeno de difracción de la luzy la combinación de una estructura de guía de ondas, que puede propagar la imagen generada por la máquina óptica a través de la rejilla de la lente,reduciendo así el grosor de la lente y haciendo que la apariencia de las gafas AR sea más similar a las gafas ordinarias.
En octubre de 2024, Meta (anteriormente Facebook) usó una combinación de guías de onda grabados con carburo de silicio+ microLEDen sus gafas AR Orion, resolviendo los cuellos de botella clave en el campo de visión, el peso y los artefactos ópticos para gafas AR.dijo que la tecnología de guía de ondas de carburo de silicio ha revolucionado la calidad de visualización de las gafas AR, transformándolos de una "disco como un punto de luz del arco iris" a una "sala sinfónica como una experiencia tranquila".
En diciembre de 2024, Shuoke Crystal desarrolló con éxito el primer sustrato de cristal único de carburo de silicio semi-aislado de alta pureza de 12 pulgadas,Marcando un gran avance en el campo de los materiales de carburo de silicio en el campo de los sustratos de gran tamañoEsta tecnología acelerará la expansión del carburo de silicio en nuevas aplicaciones como los vidrios AR y los disipadores de calor.una oblea de carburo de silicio de 12 pulgadas se puede hacer en 8-9 pares de lentes de gafas AR, aumentando significativamente la eficiencia de la producción.
Recientemente, 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 su acumulación de tecnología en el campo de los sustratos de carburo de silicio, proporcionará productos de sustrato de carburo de silicio de alta calidad a Munde,Mientras que Munde aprovechará sus ventajas en tecnología óptica micro-nano y procesamiento de guías de ondas ópticas AR para optimizar aún más el rendimiento de las guías de ondas ópticas difractivas.Se espera que esta colaboración acelere los avances tecnológicos en gafas AR y impulse a la industria hacia un mayor rendimiento y un peso más ligero.
La segunda generación de gafas AR de carburo de silicio exhibidas por Mode Weina en SPIE AR devezVR devezMR 2025 pesan solo 2,7 gramos por lente, el grosor es tan delgado como 0,55 mm,que es aún más delgada que las gafas de sol de uso diario., por lo que los usuarios apenas pueden sentir su existencia cuando lo llevan puesto, verdaderamente un "paquete ligero".
Jingsheng Electromechanical también dijo recientemente que está promoviendo activamente la innovación tecnológica de la industria y el reemplazo interno de todo el equipo de la cadena industrial,A medida que estas empresas aceleran la expansión de la capacidad de producciónSe espera que China alivie significativamente las contradicciones entre la oferta y la demanda de sustratos de carburo de silicio semisolados a nivel mundial en los próximos tres años.Esto ayudará a superar los límites ópticos y permitirá que el carburo de silicio permita aplicaciones AI+AR.
Caso de aplicación del carburo de silicio en los vidrios AR
En el proceso de fabricación de la guía de onda de carburo de silicio, el equipo de Meta superó el problema técnico del grabado en pendiente.dicho grabado cónico es una técnica de rejilla no tradicional que distribuye líneas grabadas en ángulos oblicuos para optimizar la eficiencia de acoplamiento de luz dentro y fuera.
Este avance tecnológico ha sentado las bases para la aplicación a gran escala del carburo de silicio en lentes AR.Las gafas AR Orion de Meta son aplicaciones representativas de la tecnología de carburo de silicio en el campo de ARMediante el uso de la tecnología de guía de onda de carburo de silicio, Orion logra un ángulo de campo de visión de 70 grados y resuelve eficazmente problemas como las sombras dobles y los efectos del arco iris.
Giuseppe Carafiore, jefe de tecnología de guías de onda AR en Meta, señala que el alto índice de refracción y la conductividad térmica del carburo de silicio lo convierten en un material ideal para los lentes AR.
Una vez identificado el material, el siguiente obstáculo se convirtió en la fabricación de guías de onda, específicamente, una técnica de rejilla no convencional llamada grabado cónico."La rejilla es la nanoestructura responsable de acoplar la luz dentro y fuera de la lente"Para que el carburo de silicio funcione, la rejilla debe estar grabada con una guisa. Las líneas grabadas no están dispuestas verticalmente, sino en un ángulo oblicuo".
Nihar Mohanty agregó que son el primer equipo en el mundo en lograr el grabado de pendiente directamente en el dispositivo, y toda la industria ha confiado en la tecnología de nanoimpresión en el pasado,pero esto no puede aplicarse a sustratos con alto índice de refracciónPor esta razón, nadie había considerado la opción del carburo de silicio antes.
En 2019, Nihar Mohanty y sus socios de equipo construyeron conjuntamente una línea de producción exclusiva,antes de la cual la mayoría de los proveedores de chips de semiconductores y fundiciones carecían de equipos relevantes porque la tecnología de grabado en pendiente aún no estaba maduraPor lo tanto, en ese momento, no había ninguna instalación en el mundo que pudiera producir guías de onda de carburo de silicio grabado, y era imposible verificar la viabilidad técnica fuera del laboratorio.Nihar Mohanty también reveló que era una inversión significativa y que construyeron la cadena de producción 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, por lo que luego trabajaron con los socios de fabricación para desarrollar el equipo y el proceso de grabado de nivel de producción.
Ahora que el potencial del carburo de silicio ha sido probado, el equipo de Meta espera que el resto de la industria empiece a desarrollar sus propios dispositivos,porque más empresas invierten en investigación y desarrollo de carburo de silicio de grado óptico y desarrollo de equipos, tanto más robusto será el ecosistema de la industria para gafas de realidad aumentada de consumo.
Desafíos y perspectivas futuras del carburo de silicio
Aunque el carburo de silicio muestra un gran potencial en los vidrios AR, su aplicación todavía enfrenta algunos desafíos.principalmente debido a su lenta tasa de crecimiento y a su difícil procesamientoPor ejemplo, las lentes de las gafas AR Orion de Meta cuestan hasta $ 1,000 por lente, lo que es difícil de satisfacer las necesidades del mercado de consumo.
Sin embargo, con el rápido desarrollo de la industria del automóvil de nueva energía, el coste del carburo de silicio está disminuyendo gradualmente.El desarrollo de sustratos de gran tamaño (como 12 pulgadas) impulsará aún más la reducción de costes y la eficiencia.La alta dureza del carburo de silicio hace que sea muy difícil de procesar, especialmente en el procesamiento de estructuras micro y nano, el rendimiento es bajo.
En el futuro, con la profunda cooperación entre los fabricantes de sustratos de carburo de silicio y los fabricantes de micro y nano ópticos, se espera que este problema se resuelva.La aplicación del carburo de silicio en las gafas AR todavía se encuentra en una etapa temprana, y más empresas deben participar en la investigación y el desarrollo de carburo de silicio de grado óptico y el desarrollo de equipos.El equipo de Meta espera que otros fabricantes de la industria inviertan en investigaciones relevantes y promuevan conjuntamente la construcción ecológica industrial de gafas AR de consumo.
ZMSH 12 pulgadas de sustrato SiC tipo 4H-N
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