Cómo el carburo de silicio pasa a las gafas AR

Con el rápido desarrollo de la tecnología de realidad aumentada (AR), las gafas inteligentes, como un importante portador de AR, se están moviendo gradualmente de concepto a realidad.la adopción generalizada de gafas inteligentes todavía enfrenta varios 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.ha ganado un amplio uso en varios dispositivos y módulos de semiconductores de potenciaAhora, se está convirtiendo en un material clave en el campo de los lentes AR.y la alta dureza del carburo de silicio hacen que demuestre un enorme potencial en las áreas de tecnología de visualizaciónEl siguiente artículo explorará cómo el carburo de silicio puede traer cambios revolucionarios a las gafas inteligentes, centrándose en sus propiedades,avances tecnológicos, aplicaciones de mercado y perspectivas futuras.

Propiedades y ventajas del carburo de silicio

El carburo de silicio es un material semiconductor de banda ancha con excelentes propiedades como alta dureza, alta conductividad térmica y alto índice de refracción.Estas propiedades hacen que tenga una amplia gama de aplicaciones potenciales en dispositivos electrónicosEn particular, para el campo de las gafas inteligentes, las ventajas del carburo de silicio se reflejan principalmente en los siguientes aspectos:

• Alto índice de refracción: El índice de refracción del carburo de silicio es tan alto como 2.6Un alto índice de refracción significa que el carburo de silicio puede restringir más eficazmente la propagación de la luz.reducción de la pérdida de energía luminosa, mejorando así el brillo de la pantalla y el campo de visión (FOV). Por ejemplo, las gafas de AR Orion de Meta® utilizan tecnología de guía de onda de carburo de silicio, logrando un campo de visión de 70 grados,muy superior a los 40 grados FOV de los materiales de vidrio tradicionales.
• Excelente rendimiento de disipación de calor: la conductividad térmica del carburo de silicio es varias cientos de veces mayor que la del vidrio ordinario, lo que permite una transferencia de calor rápida.La disipación de calor es un problema crítico.Las lentes de carburo de silicio pueden transferir calor rápidamente lejos de la unidad óptica, mejorando así la estabilidad y la vida útil del dispositivo.
• Alta dureza y resistencia al desgaste: El carburo de silicio es uno de los materiales más duros conocidos, solo superado por el diamante.En contraste, los materiales de vidrio y resina son más propensos a los arañazos, lo que afecta la experiencia del usuario.
• Efecto anti-arco iris: los materiales de vidrio tradicionales en las gafas AR son propensos al efecto arco iris,que se produce cuando la luz ambiental se refleja en la superficie del guía de ondas y forma patrones de luz dinámicos de coloresEl carburo de silicio, mediante la optimización de la estructura de la rejilla, puede eliminar eficazmente el efecto arco iris comúnmente visto con los materiales de vidrio tradicionales, mejorando así la calidad de visualización.

Avances tecnológicos del carburo de silicio en gafas AR

En los últimos años, los avances tecnológicos del carburo de silicio en el campo de las gafas AR se han reflejado principalmente en el desarrollo de lentes ópticas de guía de ondas de difracción.La guía de ondas óptica de difracción es una tecnología de visualización basada en la combinación de fenómenos de difracción óptica y estructuras de guías de ondas, que puede guiar la imagen generada por la unidad óptica a través de la rejilla de la lente, reduciendo así el grosor de la lente y haciendo que las gafas AR se vean más cerca de las gafas ordinarias.

En octubre de 2024, Meta (anteriormente Facebook) adoptó una combinación de guías de onda grabados en carburo de silicio y microLED en sus gafas AR Orion, resolviendo los cuellos de botella clave en las gafas AR,como el campo de visiónPascual Rivera, científico de óptica de Meta, declaró que la tecnología de guía de onda de carburo de silicio ha transformado por completo la calidad de visualización de las gafas AR.convirtiéndolo de los "puntos del arco iris como una bola de disco" en una "experiencia serena como una sala de sinfonía"En diciembre de 2024, ShuoKe Crystal desarrolló con éxito el primer sustrato de cristal único de carburo de silicio semi-aislante de alta pureza de 12 pulgadas,marcando un gran avance en los sustratos de gran tamañoEsta tecnología acelerará la expansión del carburo de silicio en nuevos escenarios de aplicación, como vidrios AR y disipadores de calor.una oblea de carburo de silicio de 12 pulgadas se puede utilizar para hacer 8-9 pares de lentes de gafas AR, mejorando significativamente la eficiencia de la producción.

Recientemente, el proveedor de sustrato de carburo de silicio TianKe HeDa y la empresa de dispositivos micro-nano optoelectrónicos Mude Micro-Nano establecieron conjuntamente una empresa conjunta,centrándose en la investigación y la promoción del mercado de la tecnología de lentes ópticas de guía de ondas de difracción ARTianKe HeDa, con su acumulación tecnológica en sustratos de carburo de silicio, proporcionará a Mude Micro-Nano productos de sustrato de carburo de silicio de alta calidad.Mientras que Mude Micro-Nano utilizará sus ventajas en tecnología óptica micro-nano y procesamiento de guías de onda AR para optimizar aún más el rendimiento de las guías de onda ópticas de difracción.Se espera que esta colaboración acelere los avances tecnológicos en gafas AR, impulsando a la industria hacia un mayor rendimiento y diseños más ligeros.Mude Micro-Nano mostró una segunda generación de lentes de carburo de silicio AR con un peso de sólo 20,7 gramos y tan delgado como 0,55 mm, más ligero y más delgado que las gafas de sol ordinarias, haciendo que los usuarios se sientan casi sin peso mientras lo usan, logrando verdaderamente un "usado ligero".

Casos de aplicación del carburo de silicio en gafas AR

En el proceso de fabricación de guías de onda de carburo de silicio, el equipo de Meta® superó el desafío técnico del grabado inclinado.El gerente de investigación Nihar Mohanty declaró que el grabado inclinado es una tecnología de rejilla no tradicional que puede grabar líneas en un ángulo inclinadoEste avance tecnológico sentó las bases para la aplicación a gran escala del carburo de silicio en lentes AR.Las gafas AR de Meta ̊s Orion son una aplicación representativa de la tecnología de carburo de silicio en el campo de ARMediante la adopción de la tecnología de guía de onda de carburo de silicio, Orion logró un campo de visión de 70 grados y resolvió efectivamente problemas como los efectos de fantasmas y arco iris.

El líder de la tecnología de guías de onda AR de Meta, Giuseppe Carafiore, señaló que el alto índice de refracción y la conductividad térmica del carburo de silicio lo convierten en un material ideal para los lentes AR.Después de determinar el materialEl siguiente desafío fue la fabricación del guía de ondas, en concreto, una tecnología de rejilla no tradicional llamada grabado inclinado."Las rejillas son nanoestructuras responsables de acoplar la luz dentro y fuera de la lentePara que el carburo de silicio funcione, la rejilla debe usar grabado inclinado.Nihar Mohanty añadió que fueron el primer equipo en el mundo en lograr el grabado inclinado directamente en el dispositivo.Antes de esto, la mayoría de los proveedores de chips de semiconductores y las fundiciones carecían del equipo necesario para el grabado inclinado.

Desafíos y perspectivas futuras del carburo de silicio

Aunque el carburo de silicio muestra un gran potencial en los lentes AR, su aplicación todavía enfrenta algunos desafíos.principalmente debido a su lenta tasa de crecimiento y dificultad de procesamientoPor ejemplo, el costo de una sola lente de carburo de silicio para las gafas AR Orion de Meta es de hasta 1000 dólares, lo que dificulta satisfacer las necesidades del mercado de consumo.con el rápido desarrollo de la industria de vehículos de nueva energíaAdemás, el desarrollo de sustratos de gran tamaño (como los de 12 pulgadas) promoverá aún más la reducción de costes y la mejora de la eficiencia.

La alta dureza del carburo de silicio también hace que el procesamiento sea extremadamente difícil, especialmente en el procesamiento de estructuras micro-nano, con una tasa de rendimiento relativamente baja.con la cooperación en profundidad entre los fabricantes de sustratos de carburo de silicio y los fabricantes de micro-nanoópticosLa aplicación del carburo de silicio en los lentes AR se encuentra todavía en sus primeras etapas.por el que se exige a más empresas que participen en la investigación y el desarrollo de carburo de silicio de grado óptico y de equiposEl equipo de Meta espera que otros actores de la industria inviertan en investigaciones relacionadas, promoviendo conjuntamente la construcción del ecosistema de la industria de gafas AR de grado consumidor.

Conclusión

Con su alto índice de refracción, excelente rendimiento de disipación de calor y alta dureza, el carburo de silicio se está convirtiendo en un material clave en el campo de los lentes AR.Desde la colaboración entre TianKe HeDa y Mude Micro-Nano hasta la aplicación exitosa de las gafas AR Orion de Meta, el potencial del carburo de silicio en las gafas inteligentes ha sido plenamente validado.con la maduración de la cadena industrial y los continuos avances tecnológicosSe espera que el carburo de silicio brille en el campo de las gafas AR, impulsando gafas inteligentes hacia un mayor rendimiento, un peso más ligero y una mayor accesibilidad.El carburo de silicio puede convertirse en el material principal en la industria de AREl potencial del carburo de silicio no se limita a las gafas AR; sus aplicaciones interdisciplinarias en electrónica y fotónica también muestran grandes perspectivas.Por ejemplo:, se está explorando activamente la aplicación del carburo de silicio en la computación cuántica y en dispositivos electrónicos de alta potencia.Se espera que el carburo de silicio desempeñe su papel único en más campos, impulsando el rápido desarrollo de las industrias relacionadas.

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