S brzim razvojem tehnologije proširene stvarnosti (AR), pametne naočale, kao važan nosilac AR tehnologije, postepeno prelaze iz koncepta u stvarnost. Međutim, široko rasprostranjena primjena pametnih naočala i dalje se suočava s mnogim tehničkim izazovima, posebno u pogledu tehnologije prikaza, težine, odvođenja topline i optičkih performansi. Posljednjih godina, silicijum karbid (SiC), kao materijal u nastajanju, široko se primjenjuje u raznim poluprovodničkim uređajima i modulima snage. Sada se probija u područje AR naočala kao ključni materijal. Visok indeks prelamanja silicijum karbida, odlična svojstva odvođenja topline i visoka tvrdoća, između ostalih karakteristika, pokazuju značajan potencijal za primjenu u tehnologiji prikaza, laganom dizajnu i odvođenju topline AR naočala. Možemo pružiti...SiC pločica, koji igra ključnu ulogu u poboljšanju ovih područja. U nastavku ćemo istražiti kako silicijum karbid može donijeti revolucionarne promjene pametnim naočalama s aspekta svojih svojstava, tehnoloških otkrića, tržišne primjene i budućih izgleda.
Svojstva i prednosti silicijum karbida
Silicijum karbid je poluprovodnički materijal sa širokim energetskim procjepom i odličnim svojstvima kao što su visoka tvrdoća, visoka toplotna provodljivost i visok indeks prelamanja. Ove karakteristike mu daju širok potencijal za upotrebu u elektronskim uređajima, optičkim uređajima i upravljanju toplotom. Konkretno u oblasti pametnih naočara, prednosti silicijum karbida se uglavnom ogledaju u sljedećim aspektima:
Visok indeks prelamanja: Silicijum karbid ima indeks prelamanja preko 2,6, što je mnogo više od tradicionalnih materijala poput smole (1,51-1,74) i stakla (1,5-1,9). Visok indeks prelamanja znači da silicijum karbid može efikasnije ograničiti širenje svjetlosti, smanjujući gubitak svjetlosne energije, čime se poboljšava svjetlina ekrana i vidno polje (FOV). Na primjer, Meta Orion AR naočale koriste tehnologiju valovoda od silicijum karbida, postižući vidno polje od 70 stepeni, što daleko premašuje vidno polje od 40 stepeni tradicionalnih staklenih materijala.
Odlična disipacija toplote: Silicijum karbid ima toplotnu provodljivost stotinama puta veću od one običnog stakla, što omogućava brzo provođenje toplote. Disipacija toplote je ključno pitanje za AR naočale, posebno tokom prikaza visokog sjaja i dugotrajne upotrebe. Silicijum karbidne leće mogu brzo prenijeti toplotu koju generišu optičke komponente, poboljšavajući stabilnost i vijek trajanja uređaja. Možemo obezbijediti SiC pločicu koja osigurava efikasno upravljanje toplotom u takvim primjenama.
Visoka tvrdoća i otpornost na habanje: Silicijum karbid je jedan od najtvrđih poznatih materijala, odmah iza dijamanta. Zbog toga su silicijum karbidna sočiva otpornija na habanje i pogodna za svakodnevnu upotrebu. Nasuprot tome, stakleni i smolni materijali su skloniji ogrebotinama, što utiče na korisničko iskustvo.
Efekat protiv duge: Tradicionalni stakleni materijali u AR naočalama imaju tendenciju da proizvedu efekat duge, gdje se ambijentalna svjetlost reflektuje od površine talasovoda, stvarajući dinamične uzorke boje svjetlosti. Silicijum karbid može efikasno eliminisati ovaj problem optimizacijom strukture rešetke, čime se poboljšava kvalitet prikaza i eliminiše efekat duge uzrokovan refleksijama ambijentalne svjetlosti od površine talasovoda.
Tehnološki prodori silicijum karbida u AR naočalama
Posljednjih godina, tehnološki prodori silicijum karbida u AR naočalama uglavnom su se fokusirali na razvoj difrakcijskih talasovodnih sočiva. Difrakcijski talasovod je tehnologija prikaza koja kombinuje fenomen difrakcije svjetlosti sa talasovodnim strukturama kako bi se slike generisane optičkim komponentama širile kroz rešetku u sočivu. Ovo smanjuje debljinu sočiva, čineći da AR naočale izgledaju bliže običnim naočalama.
U oktobru 2024. godine, Meta (ranije Facebook) je uvela upotrebu silicijum-karbidnih talasovoda u kombinaciji sa mikroLED diodama u svojim Orion AR naočalama, rješavajući ključna uska grla u poljima kao što su vidno polje, težina i optički artefakti. Metin optički naučnik Pascual Rivera izjavio je da je tehnologija silicijum-karbidnih talasovoda potpuno transformisala kvalitet prikaza AR naočala, mijenjajući iskustvo iz „duginih svjetlosnih tačaka nalik disko kugli“ u „smireno iskustvo nalik koncertnoj dvorani“.
U decembru 2024. godine, XINKEHUI je uspješno razvio prvi svjetski 12-inčni poluizolacijski monokristalni supstrat silicijum karbida visoke čistoće, što označava veliki proboj u oblasti supstrata velikih dimenzija. Ova tehnologija će ubrzati primjenu silicijum karbida u novim slučajevima upotrebe kao što su AR naočale i hladnjaci. Na primjer, 12-inčna pločica silicijum karbida može proizvesti 8-9 pari sočiva za AR naočale, značajno poboljšavajući efikasnost proizvodnje. Možemo obezbijediti SiC pločicu za podršku takvim primjenama u industriji AR naočala.
Nedavno je dobavljač silicijum-karbidnih supstrata XINKEHUI uspostavio partnerstvo sa kompanijom za mikro-nano optoelektronske uređaje MOD MICRO-NANO kako bi osnovali zajedničko preduzeće fokusirano na razvoj i tržišnu promociju tehnologije AR difrakcijskih talasovodnih sočiva. XINKEHUI, sa svojom tehničkom ekspertizom u silicijum-karbidnim supstratima, obezbijediće visokokvalitetne supstrate za MOD MICRO-NANO, koji će iskoristiti svoje prednosti u mikro-nano optičkoj tehnologiji i obradi AR talasovoda kako bi dodatno optimizovao performanse difrakcijskih talasovoda. Očekuje se da će ova saradnja ubrzati tehnološke prodore u AR naočarima, promovisajući kretanje industrije ka višim performansama i lakšim dizajnima.
Na izložbi SPIE AR|VR|MR 2025, MOD MICRO-NANO je predstavio svoju drugu generaciju silikon-karbidnih AR naočala, teških samo 2,7 grama i debljine od samo 0,55 milimetara, lakših od običnih sunčanih naočala, nudeći korisnicima gotovo neprimjetno iskustvo nošenja, postižući zaista „lagan“ dizajn.
Slučajevi primjene silicijum karbida u AR naočalama
U procesu proizvodnje silicijum-karbidnih talasovoda, Metin tim je prevazišao izazove tehnologije kosog nagrizanja. Voditelj istraživanja Nihar Mohanty objasnio je da je koso nagrizanje netradicionalna tehnologija rešetke koja nagriza linije pod kosim uglom kako bi se optimizirala efikasnost spajanja i odvajanja svjetlosti. Ovaj proboj postavio je temelje za masovno usvajanje silicijum-karbida u AR naočarima.
Metine Orion AR naočale su reprezentativna primjena silicijum-karbidne tehnologije u AR-u. Korištenjem tehnologije talasovoda silicijum-karbida, Orion postiže vidno polje od 70 stepeni i efikasno rješava probleme poput duhova i efekta duge.
Giuseppe Carafiore, vođa AR tehnologije valovoda u Meti, istakao je da visoki indeks prelamanja i toplinska provodljivost silicijum karbida čine ga idealnim materijalom za AR naočale. Nakon odabira materijala, sljedeći izazov bio je razvoj valovoda, tačnije proces kosog nagrizanja za rešetku. Carafiore je objasnio da rešetka, koja je odgovorna za spajanje svjetlosti u i iz sočiva, mora koristiti koso nagrizanje. Linije nagrizanja nisu raspoređene vertikalno, već su raspoređene pod kosim uglom. Nihar Mohanty je dodao da su prvi tim u svijetu koji je postigao koso nagrizanje direktno na uređajima. Nihar Mohanty i njegov tim su 2019. godine izgradili namjensku proizvodnu liniju. Prije toga, nije bila dostupna oprema za nagrizanje silicijum karbidnih valovoda, niti je tehnologija bila izvodljiva izvan laboratorije.
Izazovi i buduće perspektive silicijum karbida
Iako silicijum karbid pokazuje veliki potencijal u AR naočalama, njegova primjena se i dalje suočava s nekoliko izazova. Trenutno je silicijum karbidni materijal skup zbog sporog rasta i teške obrade. Na primjer, jedno silicijum karbidno sočivo za Meta Orion AR naočale košta čak 1.000 dolara, što otežava zadovoljavanje potreba potrošačkog tržišta. Međutim, s brzim razvojem industrije električnih vozila, cijena silicijum karbida postepeno opada. Nadalje, razvoj velikih supstrata (kao što su 12-inčne pločice) dodatno će potaknuti smanjenje troškova i poboljšanje efikasnosti.
Visoka tvrdoća silicijum karbida također otežava njegovu obradu, posebno u izradi mikro-nano struktura, što dovodi do niskih stopa prinosa. U budućnosti, uz dublju saradnju između dobavljača silicijum karbidnih supstrata i proizvođača mikro-nano optike, očekuje se da će se ovo pitanje riješiti. Primjena silicijum karbida u AR naočalama je još uvijek u ranoj fazi, što zahtijeva od više kompanija da ulažu u istraživanje i razvoj opreme za silicijum karbid optičkog kvaliteta. Metin tim očekuje da će i drugi proizvođači početi razvijati vlastitu opremu, jer što više kompanija ulaže u istraživanje i opremu za silicijum karbid optičkog kvaliteta, to će ekosistem industrije AR naočala potrošačkog kvaliteta postati jači.
Zaključak
Silicijum karbid, sa svojim visokim indeksom prelamanja, odličnim odvođenjem toplote i visokom tvrdoćom, postaje ključni materijal u oblasti AR naočala. Od saradnje između XINKEHUI-ja i MOD MICRO-NANO-a do uspješne primjene silicijum karbida u Meta Orion AR naočalama, potencijal silicijum karbida u pametnim naočalama je u potpunosti demonstriran. Uprkos izazovima kao što su troškovi i tehničke prepreke, kako industrijski lanac sazrijeva i tehnologija nastavlja da napreduje, očekuje se da će silicijum karbid zablistati u oblasti AR naočala, vodeći pametne naočale ka većim performansama, manjoj težini i široj primjeni. U budućnosti, silicijum karbid bi mogao postati glavni materijal u AR industriji, uvodeći novu eru pametnih naočala.
Potencijal silicijum karbida nije ograničen samo na AR naočale; njegove međuindustrijske primjene u elektronici i fotonici također pokazuju ogromne izglede. Na primjer, aktivno se istražuje primjena silicijum karbida u kvantnom računarstvu i uređajima velike snage. Kako tehnologija napreduje, a troškovi se smanjuju, očekuje se da će silicijum karbid igrati ključnu ulogu u više oblasti, ubrzavajući razvoj srodnih industrija. Možemo obezbijediti SiC pločice za različite primjene, podržavajući napredak i u AR tehnologiji i šire.
Povezani proizvod
8-inčna 200 mm 4H-N SiC pločica provodljiva lutka istraživačkog kvaliteta
Vrijeme objave: 01.04.2025.