Լրացված իրականության (ԼՌ) տեխնոլոգիայի արագ զարգացման հետ մեկտեղ, խելացի ակնոցները, որպես ԼՌ տեխնոլոգիայի կարևոր կրող, աստիճանաբար անցում են կատարում գաղափարից իրականության: Այնուամենայնիվ, խելացի ակնոցների լայն տարածումը դեռևս բախվում է բազմաթիվ տեխնիկական մարտահրավերների, մասնավորապես՝ ցուցադրման տեխնոլոգիայի, քաշի, ջերմության ցրման և օպտիկական կատարողականության առումով: Վերջին տարիներին սիլիցիումի կարբիդը (SiC), որպես զարգացող նյութ, լայնորեն կիրառվել է տարբեր հզոր կիսահաղորդչային սարքերում և մոդուլներում: Այն այժմ իր ուղին է հարթում ԼՌ ակնոցների ոլորտում՝ որպես հիմնական նյութ: Սիլիցիումի կարբիդի բարձր բեկման ցուցիչը, գերազանց ջերմության ցրման հատկությունները և բարձր կարծրությունը, ի թիվս այլ հատկանիշների, ցույց են տալիս զգալի ներուժ կիրառման համար ցուցադրման տեխնոլոգիայում, թեթև քաշի դիզայնում և ԼՌ ակնոցների ջերմության ցրման մեջ: Մենք կարող ենք ապահովել...SiC վաֆլի, որը կարևոր դեր է խաղում այս ոլորտների բարելավման գործում: Ստորև մենք կուսումնասիրենք, թե ինչպես կարող է սիլիցիումի կարբիդը հեղափոխական փոփոխություններ մտցնել խելացի ակնոցների մեջ՝ իր հատկությունների, տեխնոլոգիական առաջընթացների, շուկայական կիրառությունների և ապագա հեռանկարների տեսանկյունից:
Սիլիկոնային կարբիդի հատկությունները և առավելությունները
Սիլիցիումի կարբիդը լայն գոտիական բացվածքով կիսահաղորդչային նյութ է՝ գերազանց հատկություններով, ինչպիսիք են բարձր կարծրությունը, բարձր ջերմահաղորդականությունը և բարձր բեկման ցուցիչը: Այս բնութագրերը նրան լայն ներուժ են տալիս էլեկտրոնային սարքերում, օպտիկական սարքերում և ջերմային կառավարման մեջ օգտագործելու համար: Մասնավորապես՝ խելացի ակնոցների ոլորտում, սիլիցիումի կարբիդի առավելությունները հիմնականում արտացոլվում են հետևյալ ասպեկտներում՝
Բարձր բեկման ինդեքս. Սիլիցիումի կարբիդն ունի 2.6-ից բարձր բեկման ինդեքս, որը շատ ավելի բարձր է, քան ավանդական նյութերը, ինչպիսիք են խեժը (1.51-1.74) և ապակին (1.5-1.9): Բարձր բեկման ինդեքսը նշանակում է, որ սիլիցիումի կարբիդը կարող է ավելի արդյունավետորեն սահմանափակել լույսի տարածումը, նվազեցնելով լույսի էներգիայի կորուստը, այդպիսով բարելավելով էկրանի պայծառությունը և տեսադաշտը (FOV): Օրինակ, Meta-ի Orion AR ակնոցները օգտագործում են սիլիցիումի կարբիդի ալիքատար տեխնոլոգիա՝ հասնելով 70 աստիճանի տեսադաշտի, որը զգալիորեն գերազանցում է ավանդական ապակե նյութերի 40 աստիճանի տեսադաշտը:
Գերազանց ջերմահաղորդականություն. Սիլիցիումի կարբիդը հարյուրավոր անգամ ավելի մեծ ջերմահաղորդականություն ունի, քան սովորական ապակին, ինչը հնարավորություն է տալիս արագ ջերմահաղորդականություն ապահովել: Ջերմահաղորդականությունը AR ակնոցների համար հիմնական խնդիր է, հատկապես բարձր պայծառության ցուցադրությունների և երկարատև օգտագործման ժամանակ: Սիլիցիումի կարբիդային ոսպնյակները կարող են արագ փոխանցել օպտիկական բաղադրիչների կողմից առաջացած ջերմությունը՝ բարելավելով սարքի կայունությունը և կյանքի տևողությունը: Մենք կարող ենք ապահովել SiC թիթեղներ, որոնք ապահովում են արդյունավետ ջերմային կառավարում նման կիրառություններում:
Բարձր կարծրություն և մաշվածության դիմադրություն. Սիլիցիումի կարբիդը հայտնի ամենակարծր նյութերից մեկն է, զիջելով միայն ադամանդին: Սա սիլիցիումի կարբիդային ոսպնյակները դարձնում է ավելի մաշվածության նկատմամբ դիմացկուն, հարմար ամենօրյա օգտագործման համար: Ի տարբերություն դրա, ապակին և խեժային նյութերն ավելի հակված են քերծվածքների, ինչը ազդում է օգտագործողի փորձի վրա:
Հակա-ծիածանային էֆեկտ. AR ակնոցներում ավանդական ապակե նյութերը հակված են ստեղծել ծիածանի էֆեկտ, որտեղ շրջակա լույսը անդրադարձվում է ալիքատարի մակերեսից՝ ստեղծելով դինամիկ գունային լույսի նախշեր: Սիլիցիումի կարբիդը կարող է արդյունավետորեն վերացնել այս խնդիրը՝ օպտիմալացնելով ցանցի կառուցվածքը, այդպիսով բարելավելով ցուցադրման որակը և վերացնելով ալիքատարի մակերեսին շրջակա լույսի անդրադարձումների հետևանքով առաջացած ծիածանային էֆեկտը:
Սիլիկոնային կարբիդի տեխնոլոգիական առաջընթացները AR ակնոցներում
Վերջին տարիներին AR ակնոցներում սիլիցիումի կարբիդի տեխնոլոգիական առաջընթացները հիմնականում կենտրոնացած են դիֆրակցիոն ալիքատար ոսպնյակների մշակման վրա: Դիֆրակցիոն ալիքատարը ցուցադրման տեխնոլոգիա է, որը համատեղում է լույսի դիֆրակցիոն երևույթը ալիքատար կառուցվածքների հետ՝ օպտիկական բաղադրիչների կողմից ստեղծված պատկերները ոսպնյակի ցանցով տարածելու համար: Սա նվազեցնում է ոսպնյակի հաստությունը, ինչի շնորհիվ AR ակնոցները ավելի նման են սովորական ակնոցների:
2024 թվականի հոկտեմբերին Meta-ն (նախկինում՝ Facebook) իր Orion AR ակնոցներում ներկայացրեց սիլիցիումի կարբիդով փորագրված ալիքատարերի օգտագործումը՝ զուգակցված միկրոLED-ների հետ, լուծելով տեսադաշտի, քաշի և օպտիկական արտեֆակտների նման ոլորտներում առկա հիմնական խոչընդոտները: Meta-ի օպտիկայի գիտնական Պասկուալ Ռիվերան նշել է, որ սիլիցիումի կարբիդային ալիքատար տեխնոլոգիան ամբողջությամբ վերափոխել է AR ակնոցների ցուցադրման որակը՝ «դիսկո գնդակի նման ծիածանի լույսի կետերից» փոխելով «համերգասրահի նման հանգիստ փորձի»:
2024 թվականի դեկտեմբերին XINKEHUI-ն հաջողությամբ մշակեց աշխարհում առաջին 12 դյույմանոց բարձր մաքրության կիսամեկուսիչ սիլիցիումի կարբիդային միաբյուրեղային հիմքը, որը մեծ առաջընթաց էր խոշոր չափի հիմքերի ոլորտում: Այս տեխնոլոգիան կարագացնի սիլիցիումի կարբիդի կիրառումը նոր կիրառման դեպքերում, ինչպիսիք են AR ակնոցները և ջերմափոխանակիչները: Օրինակ, 12 դյույմանոց սիլիցիումի կարբիդային վաֆլը կարող է արտադրել 8-9 զույգ AR ակնոցային ոսպնյակներ, զգալիորեն բարելավելով արտադրության արդյունավետությունը: Մենք կարող ենք մատակարարել SiC վաֆլ՝ AR ակնոցների արդյունաբերության մեջ նման կիրառությունները աջակցելու համար:
Վերջերս սիլիցիումի կարբիդային հիմքերի մատակարար XINKEHUI-ն համագործակցեց միկրո-նանո օպտոէլեկտրոնային սարքերի MOD MICRO-NANO ընկերության հետ՝ ստեղծելու համատեղ ձեռնարկություն, որը կենտրոնացած կլինի AR դիֆրակցիոն ալիքատար ոսպնյակների տեխնոլոգիայի մշակման և շուկայական առաջխաղացման վրա: XINKEHUI-ն, սիլիցիումի կարբիդային հիմքերի ոլորտում իր տեխնիկական փորձագիտությամբ, կապահովի բարձրորակ հիմքեր MOD MICRO-NANO-ի համար, որը կօգտագործի միկրո-նանո օպտիկական տեխնոլոգիայի և AR ալիքատարների մշակման իր առավելությունները՝ դիֆրակցիոն ալիքատարների աշխատանքը հետագայում օպտիմալացնելու համար: Ակնկալվում է, որ այս համագործակցությունը կարագացնի AR ակնոցների տեխնոլոգիական առաջընթացը՝ խթանելով արդյունաբերության անցումը դեպի ավելի բարձր արդյունավետություն և թեթև դիզայն:
2025 թվականի SPIE AR|VR|MR ցուցահանդեսում MOD MICRO-NANO-ն ներկայացրեց իր երկրորդ սերնդի սիլիցիումի կարբիդային AR ակնոցների ոսպնյակները, որոնք կշռում են ընդամենը 2.7 գրամ և հաստությամբ ընդամենը 0.55 միլիմետր, ավելի թեթև են, քան սովորական արևային ակնոցները, օգտատերերին առաջարկելով գրեթե աննկատելի կրելու փորձ՝ ստանալով իսկապես «թեթև» դիզայն։
Սիլիցիումի կարբիդի կիրառման դեպքերը AR ակնոցներում
Սիլիցիումի կարբիդային ալիքատարերի արտադրության գործընթացում Մետայի թիմը հաղթահարեց թեք փորագրման տեխնոլոգիայի մարտահրավերները: Հետազոտությունների ղեկավար Նիհար Մոհանթին բացատրեց, որ թեք փորագրումը ոչ ավանդական ցանցային տեխնոլոգիա է, որը գծերը փորագրում է թեք անկյան տակ՝ լույսի միացման և անջատման արդյունավետությունը օպտիմալացնելու համար: Այս առաջընթացը հիմք դրեց սիլիցիումի կարբիդի զանգվածային կիրառմանը AR ակնոցներում:
Meta-ի Orion AR ակնոցները սիլիցիումի կարբիդային տեխնոլոգիայի ներկայացուցչական կիրառություն են AR-ում: Սիլիցիումի կարբիդային ալիքատար տեխնոլոգիան օգտագործելով՝ Orion-ը հասնում է 70 աստիճանի տեսադաշտի և արդյունավետորեն լուծում է այնպիսի խնդիրներ, ինչպիսիք են ուրվականների հայտնվելը և ծիածանի էֆեկտը:
Ջուզեպպե Կարաֆիորեն՝ Meta-ի AR ալիքատարերի տեխնոլոգիայի ղեկավարը, նշել է, որ սիլիցիումի կարբիդի բարձր բեկման ցուցիչը և ջերմահաղորդականությունը այն դարձնում են AR ակնոցների համար իդեալական նյութ: Նյութը ընտրելուց հետո հաջորդ մարտահրավերը ալիքատարի մշակումն էր, մասնավորապես՝ ցանցի համար թեք փորագրման գործընթացը: Կարաֆիորեն բացատրեց, որ ցանցը, որը պատասխանատու է լույսի ոսպնյակի մեջ և դրանից դուրս միացման համար, պետք է օգտագործի թեք փորագրություն: Փորագրված գծերը դասավորված չեն ուղղահայաց, այլ բաշխված են թեք անկյան տակ: Նիհար Մոհանտին հավելեց, որ իրենք աշխարհում առաջին թիմն էին, որը հասավ թեք փորագրության անմիջապես սարքերի վրա: 2019 թվականին Նիհար Մոհանտին և նրա թիմը կառուցեցին հատուկ արտադրական գիծ: Մինչ այդ, սիլիցիումի կարբիդային ալիքատարերը փորագրելու համար ոչ մի սարքավորում հասանելի չէր, և տեխնոլոգիան հնարավոր չէր օգտագործել լաբորատորիայից դուրս:
Սիլիկոնային կարբիդի մարտահրավերներն ու ապագա հեռանկարները
Չնայած սիլիցիումի կարբիդը մեծ ներուժ է ցուցաբերում AR ակնոցներում, դրա կիրառումը դեռևս բախվում է մի շարք մարտահրավերների: Ներկայումս սիլիցիումի կարբիդային նյութը թանկ է՝ իր դանդաղ աճի տեմպի և դժվար մշակման պատճառով: Օրինակ, Meta-ի Orion AR ակնոցների համար մեկ սիլիցիումի կարբիդային ոսպնյակը արժե մինչև 1000 դոլար, ինչը դժվարացնում է սպառողական շուկայի կարիքների բավարարումը: Այնուամենայնիվ, էլեկտրական մեքենաների արդյունաբերության արագ զարգացման հետ մեկտեղ, սիլիցիումի կարբիդի արժեքը աստիճանաբար նվազում է: Ավելին, մեծ չափի հիմքերի (օրինակ՝ 12 դյույմանոց վաֆլիների) մշակումը կնպաստի ծախսերի կրճատմանը և արդյունավետության բարելավմանը:
Սիլիցիումի կարբիդի բարձր կարծրությունը նույնպես դժվարացնում է դրա մշակումը, մասնավորապես միկրոնանո կառուցվածքների արտադրության մեջ, ինչը հանգեցնում է ցածր արտադրողականության: Ապագայում, սիլիցիումի կարբիդի հիմքերի մատակարարների և միկրոնանոօպտիկական արտադրողների միջև ավելի խորը համագործակցության շնորհիվ, այս խնդիրը, ինչպես սպասվում է, կլուծվի: Սիլիցիումի կարբիդի կիրառումը AR ակնոցներում դեռևս գտնվում է իր վաղ փուլում, ինչը պահանջում է, որ ավելի շատ ընկերություններ ներդրումներ կատարեն օպտիկական որակի սիլիցիումի կարբիդի հետազոտությունների և սարքավորումների մշակման մեջ: Մետայի թիմը ակնկալում է, որ այլ արտադրողներ կսկսեն մշակել իրենց սեփական սարքավորումները, քանի որ որքան շատ ընկերություններ ներդրումներ կատարեն օպտիկական որակի սիլիցիումի կարբիդի հետազոտությունների և սարքավորումների մեջ, այնքան ավելի ուժեղ կդառնա սպառողական որակի AR ակնոցների արդյունաբերության էկոհամակարգը:
Եզրակացություն
Սիլիցիումի կարբիդը՝ իր բարձր բեկման ցուցիչով, գերազանց ջերմափոխանակմամբ և բարձր կարծրությամբ, դառնում է AR ակնոցների ոլորտում հիմնական նյութ: XINKEHUI-ի և MOD MICRO-NANO-ի միջև համագործակցությունից մինչև սիլիցիումի կարբիդի հաջող կիրառումը Meta-ի Orion AR ակնոցներում, սիլիցիումի կարբիդի ներուժը խելացի ակնոցներում լիովին ցուցադրվել է: Չնայած այնպիսի մարտահրավերների, ինչպիսիք են արժեքը և տեխնիկական խոչընդոտները, արդյունաբերական շղթայի հասունացմանը և տեխնոլոգիայի շարունակական զարգացմանը զուգընթաց, սիլիցիումի կարբիդը, ինչպես սպասվում է, կփայլի AR ակնոցների ոլորտում՝ խելացի ակնոցները տանելով ավելի բարձր արդյունավետության, թեթև քաշի և ավելի լայն կիրառման: Ապագայում սիլիցիումի կարբիդը կարող է դառնալ AR արդյունաբերության հիմնական նյութը՝ սկիզբ դնելով խելացի ակնոցների նոր դարաշրջանի:
Սիլիցիումի կարբիդի ներուժը չի սահմանափակվում միայն լրացված իրականության (AR) ակնոցներով. դրա միջարդյունաբերական կիրառությունները էլեկտրոնիկայում և ֆոտոնիկայում նույնպես լայն հեռանկարներ են ցույց տալիս: Օրինակ, ակտիվորեն ուսումնասիրվում է սիլիցիումի կարբիդի կիրառումը քվանտային հաշվարկներում և բարձր հզորության էլեկտրոնային սարքերում: Քանի որ տեխնոլոգիան զարգանում է, և ծախսերը նվազում են, սիլիցիումի կարբիդը, ինչպես սպասվում է, կարևոր դեր կխաղա ավելի շատ ոլորտներում՝ արագացնելով հարակից արդյունաբերությունների զարգացումը: Մենք կարող ենք ապահովել SiC թիթեղներ տարբեր կիրառությունների համար՝ աջակցելով ինչպես լրացված իրականության (AR) տեխնոլոգիայի, այնպես էլ դրանից դուրս առաջընթացին:
Առնչվող ապրանք
8 դյույմանոց 200 մմ 4H-N SiC վաֆլի, հաղորդիչ մանեկեն, հետազոտական աստիճանի
Հրապարակման ժամանակը. Ապրիլ-01-2025