На фона на революцията в областта на изкуствения интелект, AR очилата постепенно навлизат в общественото съзнание. Като парадигма, която безпроблемно съчетава виртуалния и реалния свят, AR очилата се различават от VR устройствата, като позволяват на потребителите да възприемат едновременно както дигитално проектирани изображения, така и околната светлина. За да се постигне тази двойна функционалност – проектиране на микродисплеи в очите, като същевременно се запазва пропускането на външна светлина – AR очилата на базата на оптичен силициев карбид (SiC) използват вълноводна (светловодна) архитектура. Този дизайн използва пълното вътрешно отражение за предаване на изображения, аналогично на предаването през оптични влакна, както е илюстрирано на схематичната диаграма.
Обикновено, един 6-инчов полуизолационен субстрат с висока чистота може да осигури 2 чифта стъкла, докато 8-инчов субстрат побира 3-4 чифта. Използването на SiC материали дава три критични предимства:
- Изключителен коефициент на пречупване (2.7): Осигурява >80° пълноцветно зрително поле (FOV) с един слой леща, елиминирайки артефактите на дъгата, често срещани в конвенционалните AR дизайни.
- Интегриран трицветен (RGB) вълновод: Заменя многослойните вълноводни стекове, намалявайки размера и теглото на устройството.
- Превъзходна топлопроводимост (490 W/m·K): Намалява оптичната деградация, предизвикана от натрупване на топлина.
Тези предимства доведоха до силно пазарно търсене на AR стъкла на базата на SiC. Използваният оптичен SiC обикновено се състои от високочисти полуизолационни (HPSI) кристали, чиито строги изисквания за подготовка допринасят за високите разходи в момента. Следователно, разработването на HPSI SiC субстрати е от ключово значение.
1. Синтез на полуизолационен SiC прах
Промишленото производство използва предимно високотемпературен саморазпространяващ се синтез (SHS), процес, изискващ щателен контрол:
- Суровини: 99,999% чисти въглеродни/силициеви прахове с размери на частиците 10–100 μm.
- Чистота на тигела: Графитните компоненти се подлагат на високотемпературно пречистване, за да се сведе до минимум дифузията на метални примеси.
- Контрол на атмосферата: аргон с чистота 6N (с вградени пречистватели) потиска включването на азот; могат да се въведат следи от HCl/H₂ газове за изпаряване на борните съединения и намаляване на азота, въпреки че концентрацията на H₂ изисква оптимизация, за да се предотврати корозията на графита.
- Стандарти за оборудване: Синтезните пещи трябва да постигнат основен вакуум <10⁻⁴ Pa, със строги протоколи за проверка на течове.
2. Предизвикателства при растежа на кристали
HPSI SiC растежът споделя сходни изисквания за чистота:
- Суровина: SiC прах с чистота 6N+ с B/Al/N <10¹⁶ cm⁻³, Fe/Ti/O под праговите граници и минимално съдържание на алкални метали (Na/K).
- Газови системи: 6N смеси от аргон/водород повишават съпротивлението.
- Оборудване: Молекулярните помпи осигуряват ултрависок вакуум (<10⁻⁶ Pa); предварителната обработка на тигела и продухването с азот са от решаващо значение.
Иновации в обработката на субстрати
В сравнение със силиция, удължените цикли на растеж на SiC и присъщото напрежение (причиняващо напукване/отчупване на ръбовете) изискват усъвършенствана обработка:
- Лазерно рязане: Увеличава добива от 30 пластини (350 μm, телена резачка) до >50 пластини на 20-милиметрова було, с потенциал за изтъняване с 200 μm. Времето за обработка намалява от 10–15 дни (телена резачка) до <20 минути/пластма за 8-инчови кристали.
3. Сътрудничество в индустрията
Екипът на Meta в Orion е пионер в приемането на оптични SiC вълноводи, стимулирайки инвестиции в научноизследователска и развойна дейност. Ключови партньорства включват:
- TankeBlue и MUDI Micro: Съвместна разработка на AR дифракционни вълноводни лещи.
- Jingsheng Mech, Longqi Tech, XREAL и Kunyou Optoelectronics: Стратегически съюз за интеграция на веригата за доставки с изкуствен интелект/добавена реалност.
Пазарните прогнози показват, че до 2027 г. годишно ще се произвеждат 500 000 SiC-базирани AR устройства, консумиращи 250 000 6-инчови (или 125 000 8-инчови) подложки. Тази траектория подчертава трансформиращата роля на SiC в AR оптиката от следващо поколение.
XKH е специализирана в доставката на висококачествени 4H-полуизолационни (4H-SEMI) SiC подложки с персонализируеми диаметри от 2 до 8 инча, пригодени да отговарят на специфичните изисквания на приложенията в RF, силова електроника и AR/VR оптика. Нашите силни страни включват надеждно снабдяване с обем, прецизна персонализация (дебелина, ориентация, повърхностна обработка) и пълна вътрешна обработка от растежа на кристалите до полирането. Освен 4H-SEMI, ние предлагаме и 4H-N-тип, 4H/6H-P-тип и 3C-SiC подложки, поддържащи разнообразни полупроводникови и оптоелектронни иновации.
Време на публикуване: 08.08.2025 г.