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Mit der rasanten Entwicklung der Augmented Reality (AR) Technologie bewegen sich intelligente Brillen als wichtiger Träger von AR allmählich von Konzept in Realität.Die weit verbreitete Einführung intelligenter Brillen steht noch vor mehreren technischen HerausforderungenIn den letzten Jahren hat sich Siliziumcarbid (SiC) als neues Material entwickelt, das sich in den Bereichenhat sich in verschiedenen Leistungshalbleitergeräten und -modulen weit verbreitetJetzt ist es auf dem Weg, ein Schlüsselmaterial im Bereich der AR-Brille zu werden.und die hohe Härte von Siliziumkarbid machen es ein enormes Potenzial in den Bereichen der Anzeigentechnologie zu zeigenIn den folgenden Artikeln wird untersucht, wie Siliziumkarbid revolutionäre Veränderungen in intelligenten Brillen bewirken kann, wobei der Schwerpunkt auf seinen Eigenschaften liegt.technologische Durchbrüche, Marktanwendungen und Zukunftsperspektiven.

Eigenschaften und Vorteile von Siliziumkarbid

Siliziumcarbid ist ein breites Halbleitermaterial mit hervorragenden Eigenschaften wie hoher Härte, hoher Wärmeleitfähigkeit und hohem Brechungsindex.Diese Eigenschaften ermöglichen eine breite Palette von Anwendungsmöglichkeiten in elektronischen GerätenDie Vorteile von Siliziumkarbid spiegeln sich insbesondere im Bereich der intelligenten Brille in folgenden Aspekten wider:

• Hoher Brechungsindex: Der Brechungsindex von Siliziumkarbid beträgt bis zu 2.6Ein hoher Brechungsindex bedeutet, dass Siliziumkarbid die Lichtverbreitung effektiver einschränken kann.Verringerung des Energieverlusts von Licht, wodurch die Bildschirmhelligkeit und das Sichtfeld (FOV) verbessert werden.bei weitem über die 40°-FOV herkömmlicher Glasmaterialien.
• Ausgezeichnete Wärmeverteilung: Die Wärmeleitfähigkeit von Siliziumkarbid ist mehrere hundertmal höher als bei gewöhnlichem Glas und ermöglicht eine schnelle Wärmeübertragung.Wärmeabbau ist ein wichtiges ProblemSiliziumkarbidlinsen können schnell Wärme von der optischen Einheit wegleiten und so die Stabilität und Lebensdauer des Geräts verbessern.
• Hohe Härte und Verschleißbeständigkeit: Siliziumkarbid ist eines der härtesten bekannten Materialien, nur nach Diamanten.Im Gegensatz dazu, Glas- und Harzmaterialien sind anfälliger für Kratzer und beeinträchtigen so das Benutzererlebnis.
• Anti-Regenbogen-Effekt: Traditionelle Glasmaterialien in AR-Brillen sind anfällig für den Regenbogen-Effekt,die auftritt, wenn das Umgebungslicht von der Wellenleitfläche reflektiert wird und dynamische farbige Lichtmuster bildetDurch die Optimierung der Gitterstruktur kann Siliziumkarbid den Regenbogeneffekt, der bei herkömmlichen Glasmaterialien häufig auftritt, effektiv beseitigen und so die Anzeigqualität verbessern.

Technologische Durchbrüche von Siliziumkarbid in AR-Brillen

In den letzten Jahren spiegelten sich die technologischen Durchbrüche von Siliziumkarbid auf dem Gebiet der AR-Gläser hauptsächlich in der Entwicklung von diffraktiven optischen Wellenleitlinsen wider.Eine diffraktive optische Wellenleitung ist eine Anzeigetechnologie, die auf der Kombination von optischen Diffraktionsphänomenen und Wellenleitstrukturen basiert., die das von der optischen Einheit erzeugte Bild durch das Gitter in der Linse führen kann, wodurch die Objektivdicke verringert und AR-Brillen näher an gewöhnliche Brillen angepasst werden.

Im Oktober 2024 nahm Meta (ehemals Facebook) eine Kombination aus mit Siliziumkarbid geätzten Wellenleitern und Mikro-LEDs in seinen Orion AR-Brillen an, um wichtige Engpässe in AR-Brillen zu lösen.wie das SichtfeldDer optische Wissenschaftler von Meta, Pascual Rivera, erklärte, dass die Siliziumkarbid-Wellenleittechnologie die Anzeigqualität von AR-Brillen komplett verändert hat.Sie verwandeln es von "Disco-Ball-ähnlichen Regenbogen-Punkten" in ein "Symphonie-Halle-ähnliches ruhiges Erlebnis"." Im Dezember 2024 entwickelte ShuoKe Crystal erfolgreich das weltweit erste 12-Zoll-Hochreinigungssemi-isolierende Siliziumkarbid-Einkristall-Substrat,Ein großer Durchbruch bei großen SubstratenDiese Technologie wird den Ausbau von Siliziumcarbid in neuen Anwendungsfällen wie AR-Gläsern und Wärmeschläufern beschleunigen.Ein 12-Zoll-Silikon-Carbid-Wafer kann verwendet werden, um 8-9 Paare AR-Brillen-Linsen herzustellen, was die Produktionseffizienz erheblich verbessert.

Vor kurzem gründeten der Siliziumkarbid-Substratlieferant TianKe HeDa und das Unternehmen für Mikronano-Optoelektronikgeräte Mude Micro-Nano gemeinsam ein Joint Venture.mit Schwerpunkt auf Forschung und Marktförderung der AR-Optischen WellenleitlinstechnologieMit seiner technologischen Akkumulation in Siliziumcarbid-Substraten wird TianKe HeDa Mude Micro-Nano mit hochwertigen Siliziumcarbid-Substratprodukten versorgen.Während Mude Micro-Nano seine Vorteile in der mikro-nano-optischen Technologie und der AR-Wellenleitungsverarbeitung nutzen wird, um die Leistung diffraktiver optischer Wellenleitungen weiter zu optimierenDiese Zusammenarbeit soll die technologischen Durchbrüche in der AR-Brille beschleunigen und die Branche zu höheren Leistungen und leichteren Designs führen.Mude Micro-Nano präsentierte eine zweite Generation von Siliziumkarbid-AR-Brillenobjektiv mit einem Gewicht von nur 20,7 Gramm und nur 0,55 mm dünn, leichter und dünner als gewöhnliche Sonnenbrillen, wodurch der Benutzer beim Tragen fast kein Gewicht spürt und damit ein wirkliches "Leichtgewicht" erreicht.

Anwendungsfälle von Siliziumkarbid in AR-Brillen

Bei der Herstellung von Siliziumkarbid-Wellenleitern überwand Meta's Team die technische Herausforderung der schrägen Ätzung.Nach Angaben des Forschungsmanagers Nihar Mohanty ist das schräge Radieren eine nichttraditionelle Rastertechnologie, mit der Linien in einem geneigten Winkel graviert werden können.Dieser technologische Durchbruch legte den Grundstein für die groß angelegte Anwendung von Siliziumcarbid in AR-Gläsern.Meta ̊s Orion AR-Brillen sind eine repräsentative Anwendung der Siliziumkarbid-Technologie im Bereich ARDurch die Einführung der Silikon-Carbid-Wellenleittechnologie erreichte Orion ein 70-Grad-Sichtfeld und löste Probleme wie Geister- und Regenbogen-Effekte effektiv.

Giuseppe Carafiore, Leiter der AR-Wellenführertechnologie von Meta, wies darauf hin, dass der hohe Brechungsindex und die Wärmeleitfähigkeit von Siliziumcarbid es zu einem idealen Material für AR-Gläser machen.Nach Bestimmung des Materials, die nächste Herausforderung war die Herstellung des Wellenleiters, insbesondere einer nichttraditionellen Gittertechnologie namens Schrägratz."Gitter sind Nanostrukturen, die das Licht in und aus der Linse koppeln. Um Siliziumkarbid funktionieren zu lassen, muss das Gitter schräg geätzt werden." Nihar Mohanty fügte hinzu, dass sie das erste Team der Welt waren, das schräges Ätzen direkt auf dem Gerät erreicht hat.Vor diesem Zeitpunkt fehlten den meisten Halbleiterchiplieferanten und Gießereien die erforderliche Ausrüstung für die schräge Ätzung.

Herausforderungen und Zukunftsperspektiven von Siliziumkarbid

Obwohl Siliziumcarbid in AR-Gläsern ein großes Potenzial aufweist, steht seine Anwendung noch vor einigen Herausforderungen.hauptsächlich aufgrund seiner langsamen Wachstumsrate und der Schwierigkeiten bei der VerarbeitungDie Kosten für eine einzelne Siliziumkarbidlinse für die Orion AR-Brille von Meta liegen beispielsweise bei bis zu 1000 USD, was es schwierig macht, die Bedürfnisse des Verbrauchermarktes zu erfüllen.mit der rasanten Entwicklung der neuen EnergiefahrzeugindustrieAußerdem wird die Entwicklung großer Substrate (z. B. 12-Zoll-Substrate) die Kostensenkung und die Effizienzsteigerung weiter fördern.

Die hohe Härte von Siliziumcarbid macht die Verarbeitung auch besonders bei der Verarbeitung von Mikronano-Strukturen mit einer relativ geringen Ausbeute sehr schwierig.mit der tiefgreifenden Zusammenarbeit zwischen Herstellern von Siliziumkarbid-Substraten und Herstellern von MikronanooptikDie Anwendung von Siliziumcarbid in AR-Gläsern befindet sich noch in einem frühen Stadium.zur Erhöhung der Zahl der Unternehmen, die an der Forschung und Entwicklung von Siliziumkarbid und -ausrüstungen optischer Qualität teilnehmenDas Team von Meta® hofft, dass andere Akteure der Branche in verwandte Forschung investieren und gemeinsam den Aufbau des Ökosystems der AR-Brillenindustrie fördern.

Schlussfolgerung

Mit seinem hohen Brechungsindex, seiner hervorragenden Wärmeableitung und seiner hohen Härte wird Siliziumkarbid zu einem Schlüsselmaterial für AR-Gläser.Von der Zusammenarbeit zwischen TianKe HeDa und Mude Micro-Nano bis zur erfolgreichen Anwendung von Meta's Orion AR-BrillenDas Potenzial von Siliziumkarbid in intelligenten Brillen wurde vollständig validiert.Mit der Reifung der Industriekette und den kontinuierlichen technologischen Durchbrüchen, Siliziumkarbid wird voraussichtlich im Bereich AR-Brillen glänzen und intelligente Brillen zu höherer Leistung, leichterem Gewicht und größerer Zugänglichkeit führen.Siliziumcarbid kann zum Hauptmaterial in der AR-Industrie werdenDas Potenzial von Siliziumcarbid beschränkt sich nicht nur auf AR-Gläser; auch seine interdisziplinären Anwendungen in Elektronik und Photonik zeigen große Perspektiven.Zum Beispiel:, wird die Anwendung von Siliziumkarbid in Quantenrechnungen und Hochleistungsgeräten aktiv erforscht.Silikonkarbid wird voraussichtlich in mehr Bereichen eine einzigartige Rolle spielen, was die rasche Entwicklung verwandter Industriezweige vorantreibt.

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