Como o carburo de silício passa para óculos AR

Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de realidade aumentada (RA), os óculos inteligentes, como um importante portador de RA, estão gradualmente a passar do conceito para a realidade.A adoção generalizada de óculos inteligentes ainda enfrenta vários desafios técnicosOs resultados da pesquisa mostram que o carburo de silício (SiC), como material emergente, é um dos materiais mais utilizados para a produção de óleo de vidro.tem sido amplamente utilizado em vários dispositivos e módulos de semicondutores de potênciaAgora, está a passar a ser um material chave no campo dos óculos AR. O alto índice de refração, excelente desempenho de dissipação de calor,A alta dureza do carburo de silício faz com que demonstre um enorme potencial nas áreas de tecnologia de exibição.A seguir, exploraremos como o carburo de silício pode trazer mudanças revolucionárias aos óculos inteligentes, concentrando-se nas suas propriedades,avanços tecnológicos, aplicações de mercado e perspectivas futuras.

Propriedades e vantagens do carburo de silício

O carburo de silício é um material semicondutor de banda larga com excelentes propriedades, como alta dureza, alta condutividade térmica e alto índice de refração.Estas propriedades fazem com que tenha uma ampla gama de aplicações potenciais em dispositivos electrónicosEspecificamente para o campo dos óculos inteligentes, as vantagens do carburo de silício refletem-se principalmente nos seguintes aspectos:

• Alto índice de refração: o índice de refração do carburo de silício é tão alto quanto 2.6, muito superior aos materiais tradicionais de lentes, como a resina (1.51-1.74) e o vidro (1.5-1.9).redução da perda de energia luminosa, melhorando assim o brilho do ecrã e o campo de visão (FOV). Por exemplo, os óculos AR Orion da Meta® usam tecnologia de guia de onda de carburo de silício, alcançando um campo de visão de 70 graus,Muito superior ao FOV de 40 graus dos materiais de vidro tradicionais.
• Excelente desempenho de dissipação de calor: a condutividade térmica do carburo de silício é várias centenas de vezes superior à do vidro comum, permitindo uma transferência de calor rápida.A dissipação de calor é uma questão crítica.As lentes de carburo de silício podem transferir rapidamente calor para longe da unidade óptica, melhorando assim a estabilidade e a vida útil do dispositivo.
• Alta dureza e resistência ao desgaste: O carburo de silício é um dos materiais mais duros conhecidos, em segundo lugar apenas para o diamante.Em contraste, os materiais de vidro e resina são mais propensos a arranhões, afetando a experiência do utilizador.
• Efeito anti-arco-íris: os materiais de vidro tradicionais em óculos AR são propensos ao efeito arco-íris,que ocorre quando a luz ambiente se reflete na superfície do guia de ondas e forma padrões de luz colorida dinâmicaO carburo de silício, através da otimização da estrutura da grade, pode eliminar eficazmente o efeito arco-íris comumente visto com materiais de vidro tradicionais, melhorando assim a qualidade da exibição.

Avanços tecnológicos do carburo de silício em óculos AR

Nos últimos anos, os avanços tecnológicos do carburo de silício no campo dos óculos AR refletiram-se principalmente no desenvolvimento de lentes de guia de ondas ópticas de difração.O guia de ondas óptico de difração é uma tecnologia de exibição baseada na combinação de fenômenos de difração óptica e estruturas de guia de ondas, que pode guiar a imagem gerada pela unidade óptica através da grade na lente, reduzindo assim a espessura da lente e fazendo com que os óculos AR pareçam mais próximos dos óculos comuns.

Em outubro de 2024, a Meta (anteriormente Facebook) adotou uma combinação de guias de onda gravados em carburo de silício e microLEDs em seus óculos AR Orion, resolvendo os principais gargalos nos óculos AR,como o campo de visãoPascual Rivera, cientista de óptica da Meta, afirmou que a tecnologia de guia de ondas de carburo de silício transformou completamente a qualidade de exibição dos óculos AR.Transformando-a dos "pontos arco-íris de discoteca" numa "experiência serena de sala sinfônica"Em dezembro de 2024, a ShuoKe Crystal desenvolveu com sucesso o primeiro substrato de cristal único de carburo de silício semi-isolante de alta pureza de 12 polegadas,Marcando um grande avanço nos substratos de grandes dimensõesEsta tecnologia irá acelerar a expansão do carburo de silício em novos cenários de aplicação, tais como vidros AR e dissipadores de calor.uma bolacha de carburo de silício de 12 polegadas pode ser usada para fazer 8-9 pares de lentes de óculos AR, melhorando significativamente a eficiência da produção.

Recentemente, o fornecedor de substrato de carburo de silício TianKe HeDa e a empresa de dispositivos micro-nano-optoeletrônicos Mude Micro-Nano criaram conjuntamente uma joint venture,com foco na investigação e promoção do mercado da tecnologia de lentes de ondas ópticas de difração ARA TianKe HeDa, com a sua acumulação tecnológica em substratos de carburo de silício, fornecerá à Mude Micro-Nano produtos de substratos de carburo de silício de alta qualidade.enquanto a Mude Micro-Nano utilizará as suas vantagens na tecnologia óptica micro-nano e no processamento de guias de ondas AR para otimizar ainda mais o desempenho dos guias de ondas ópticas de difraçãoEsta colaboração deverá acelerar os avanços tecnológicos nos óculos AR, impulsionando a indústria em direção a um design de maior desempenho e mais leve.A Mude Micro-Nano apresentou uma lente de óculos AR de carburo de silício de segunda geração que pesa apenas 20,7 gramas e tão fina quanto 0,55 mm, mais leve e mais fina do que óculos de sol comuns, fazendo com que os usuários se sintam quase sem peso enquanto usam, alcançando verdadeiramente "usura leve".

Casos de aplicação do carburo de silício em óculos AR

No processo de fabricação de guias de onda de carburo de silício, a equipe da Meta® superou o desafio técnico da gravação inclinada.O gerente de pesquisa Nihar Mohanty afirmou que a gravura inclinada é uma tecnologia de grade não tradicional que pode gravar linhas em um ângulo inclinadoEste avanço tecnológico lançou as bases para a aplicação em larga escala do carburo de silício em óculos AR.Os óculos AR da Meta ̊s Orion são uma aplicação representativa da tecnologia do carburo de silício no campo da ARAo adotar a tecnologia de guia de ondas de carburo de silício, a Orion conseguiu um campo de visão de 70 graus e resolveu efetivamente problemas como efeitos de fantasmas e arco-íris.

O líder da tecnologia de guia de ondas AR da Meta, Giuseppe Carafiore, apontou que o alto índice de refração e a condutividade térmica do carburo de silício o tornam um material ideal para óculos AR.Após determinação do material, o próximo desafio foi a fabricação do guia de ondas, especificamente, uma tecnologia de grelha não tradicional chamada gravação inclinada."As grades são nanoestruturas responsáveis por acoplar a luz dentro e fora da lentePara que o carburo de silício funcione, a grade deve usar gravura inclinada." Nihar Mohanty acrescentou que eles foram a primeira equipe do mundo a conseguir gravura inclinada diretamente no dispositivoAntes disso, a maioria dos fornecedores de chips de semicondutores e das fundições não dispunha dos equipamentos necessários para a gravação inclinada.

Desafios e perspectivas futuras do carburo de silício

Embora o carburo de silício mostre grande potencial em óculos AR, sua aplicação ainda enfrenta alguns desafios.principalmente devido à sua taxa de crescimento lenta e dificuldade de processamentoPor exemplo, o custo de uma única lente de carburo de silício para os óculos AR Orion da Meta é tão elevado quanto US$ 1000, o que dificulta a satisfação das necessidades do mercado de consumo.com o rápido desenvolvimento da indústria de veículos de nova energiaAlém disso, o desenvolvimento de substratos de grandes dimensões (como os de 12 polegadas) promoverá ainda mais a redução de custos e a melhoria da eficiência.

A alta dureza do carburo de silício também torna o processamento extremamente desafiador, especialmente no processamento de micro-nanoestruturas, com uma taxa de rendimento relativamente baixa.com a cooperação aprofundada entre os fabricantes de substrato de carburo de silício e os fabricantes de micro-nanoópticosA aplicação do carburo de silício em óculos AR está ainda em estágio inicial.que exige que mais empresas participem na investigação e no desenvolvimento de equipamento e de carburo de silício de qualidade ópticaA equipe da Metax espera que outros atores da indústria invistam em pesquisas relacionadas, promovendo conjuntamente a construção do ecossistema da indústria de óculos AR de nível consumidor.

Conclusão

Com seu alto índice de refração, excelente desempenho de dissipação de calor e alta dureza, o carburo de silício está se tornando um material chave no campo dos óculos AR.Da colaboração entre TianKe HeDa e Mude Micro-Nano à aplicação bem-sucedida dos óculos AR Orion da Meta, o potencial do carburo de silício nos óculos inteligentes foi plenamente validado.Com a maturação da cadeia industrial e os avanços tecnológicos contínuos, o carburo de silício deverá brilhar no campo dos óculos AR, conduzindo óculos inteligentes para um maior desempenho, peso mais leve e maior acessibilidade.O carburo de silício pode tornar-se o principal material na indústria de ARO potencial do carburo de silício não se limita aos óculos AR; as suas aplicações interdisciplinares na electrónica e fotónica também mostram grandes perspectivas.Por exemplo:, a aplicação do carburo de silício na computação quântica e nos dispositivos electrónicos de alta potência está a ser explorada activamente.O carburo de silício deverá desempenhar um papel único em mais campos, impulsionando o rápido desenvolvimento de indústrias relacionadas.

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