გაფართოებული რეალობის (AR) ტექნოლოგიის სწრაფი განვითარების შედეგად, ჭკვიანი სათვალეები, როგორც AR ტექნოლოგიის მნიშვნელოვანი მატარებელი, თანდათანობით გადადის კონცეფციიდან რეალობაში. თუმცა, ჭკვიანი სათვალის ფართოდ გავრცელება კვლავ ბევრ ტექნიკურ გამოწვევას აწყდება, განსაკუთრებით დისპლეის ტექნოლოგიის, წონის, სითბოს გაფრქვევისა და ოპტიკური მახასიათებლების თვალსაზრისით. ბოლო წლებში, სილიციუმის კარბიდი (SiC), როგორც ახალი მასალა, ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა სიმძლავრის ნახევარგამტარულ მოწყობილობებსა და მოდულებში. ამჟამად ის AR სათვალის სფეროში ძირითად მასალად იკიდებს ფეხს. სილიციუმის კარბიდის მაღალი გარდატეხის ინდექსი, შესანიშნავი სითბოს გაფრქვევის თვისებები და მაღალი სიმტკიცე, სხვა მახასიათებლებთან ერთად, მნიშვნელოვან პოტენციალს აჩვენებს დისპლეის ტექნოლოგიაში, მსუბუქი წონის დიზაინსა და AR სათვალის სითბოს გაფრქვევაში გამოყენებისთვის. ჩვენ შეგვიძლია შემოგთავაზოთ...SiC ვაფლი, რომელიც გადამწყვეტ როლს ასრულებს ამ სფეროების გაუმჯობესებაში. ქვემოთ განვიხილავთ, თუ როგორ შეუძლია სილიციუმის კარბიდს რევოლუციური ცვლილებების შეტანა ჭკვიან სათვალეებში მისი თვისებების, ტექნოლოგიური მიღწევების, საბაზრო გამოყენებისა და სამომავლო პერსპექტივების თვალსაზრისით.
სილიკონის კარბიდის თვისებები და უპირატესობები
სილიციუმის კარბიდი ფართო ზოლური უფსკრულის მქონე ნახევარგამტარული მასალაა, რომელსაც აქვს შესანიშნავი თვისებები, როგორიცაა მაღალი სიმტკიცე, მაღალი თბოგამტარობა და მაღალი გარდატეხის ინდექსი. ეს მახასიათებლები მას ფართო პოტენციალს აძლევს ელექტრონულ მოწყობილობებში, ოპტიკურ მოწყობილობებსა და თერმული მართვის სფეროში გამოყენებისთვის. კერძოდ, ჭკვიანი სათვალეების სფეროში, სილიციუმის კარბიდის უპირატესობები ძირითადად შემდეგ ასპექტებში აისახება:
მაღალი გარდატეხის ინდექსი: სილიციუმის კარბიდს 2.6-ზე მეტი გარდატეხის ინდექსი აქვს, რაც გაცილებით მაღალია, ვიდრე ტრადიციული მასალები, როგორიცაა ფისი (1.51-1.74) და მინა (1.5-1.9). მაღალი გარდატეხის ინდექსი ნიშნავს, რომ სილიციუმის კარბიდს შეუძლია უფრო ეფექტურად შეზღუდოს სინათლის გავრცელება, შეამციროს სინათლის ენერგიის დანაკარგი, რითაც გააუმჯობესებს ეკრანის სიკაშკაშეს და ხედვის არეალს (FOV). მაგალითად, Meta-ს Orion AR სათვალეები იყენებს სილიციუმის კარბიდის ტალღის გამტარ ტექნოლოგიას, რაც 70-გრადუსიან ხედვის არეალს აღწევს, რაც გაცილებით აღემატება ტრადიციული მინის მასალების 40-გრადუსიან ხედვის არეალს.
შესანიშნავი სითბოს გაფრქვევა: სილიციუმის კარბიდს თბოგამტარობა ასჯერ აღემატება ჩვეულებრივ მინას, რაც უზრუნველყოფს სწრაფ სითბოს გატარებას. სითბოს გაფრქვევა AR სათვალეების მთავარი საკითხია, განსაკუთრებით მაღალი სიკაშკაშის ეკრანებისა და ხანგრძლივი გამოყენების დროს. სილიციუმის კარბიდის ლინზებს შეუძლიათ სწრაფად გადასცენ ოპტიკური კომპონენტების მიერ წარმოქმნილი სითბო, რაც ზრდის მოწყობილობის სტაბილურობას და სიცოცხლის ხანგრძლივობას. ჩვენ შეგვიძლია შემოგთავაზოთ SiC ვაფლი, რომელიც უზრუნველყოფს ეფექტურ თერმულ მართვას ასეთ აპლიკაციებში.
მაღალი სიმტკიცე და ცვეთისადმი მდგრადობა: სილიციუმის კარბიდი ერთ-ერთი ყველაზე მყარი მასალაა, რომელიც მხოლოდ ბრილიანტის შემდეგ მეორე ადგილზეა. ეს სილიციუმის კარბიდის ლინზებს უფრო ცვეთისადმი მდგრადს ხდის და ყოველდღიური გამოყენებისთვის ვარგისს ხდის. ამის საპირისპიროდ, მინის და ფისოვანი მასალები უფრო მიდრეკილია ნაკაწრებისკენ, რაც მომხმარებლის გამოცდილებაზე მოქმედებს.
ცისარტყელას საწინააღმდეგო ეფექტი: AR სათვალეებში ტრადიციული მინის მასალები, როგორც წესი, ცისარტყელას ეფექტს ქმნის, სადაც გარემოს სინათლე აირეკლება ტალღგამტარი ზედაპირიდან და ქმნის დინამიურ ფერთა სინათლის ნიმუშებს. სილიციუმის კარბიდს შეუძლია ეფექტურად აღმოფხვრას ეს პრობლემა ბადისებრი სტრუქტურის ოპტიმიზაციის გზით, რითაც აუმჯობესებს ეკრანის ხარისხს და აღმოფხვრის ცისარტყელას ეფექტს, რომელიც გამოწვეულია გარემოს სინათლის ტალღგამტარ ზედაპირზე არეკვლით.
სილიციუმის კარბიდის ტექნოლოგიური გარღვევები AR სათვალეებში
ბოლო წლებში, AR სათვალეებში სილიციუმის კარბიდის ტექნოლოგიური მიღწევები ძირითადად დიფრაქციული ტალღის გამტარი ლინზების შემუშავებაზე იყო ორიენტირებული. დიფრაქციული ტალღის გამტარი არის ჩვენების ტექნოლოგია, რომელიც აერთიანებს სინათლის დიფრაქციულ ფენომენს ტალღის გამტარი სტრუქტურებთან, რათა ოპტიკური კომპონენტების მიერ გენერირებული გამოსახულებები ლინზაში არსებული ბადის მეშვეობით გადაანაწილოს. ეს ამცირებს ლინზის სისქეს, რაც AR სათვალეს ჩვეულებრივ სათვალეს უფრო მსგავსს ხდის.
2024 წლის ოქტომბერში, Meta-მ (ყოფილი Facebook) თავის Orion AR სათვალეებში წარმოადგინა სილიციუმის კარბიდით ამოტვიფრული ტალღის გამტარების გამოყენება microLED-ებთან ერთად, რითაც გადაჭრა ძირითადი პრობლემები ისეთ სფეროებში, როგორიცაა ხედვის არე, წონა და ოპტიკური არტეფაქტები. Meta-ს ოპტიკურმა მეცნიერმა პასკუალ რივერამ განაცხადა, რომ სილიციუმის კარბიდის ტალღის გამტარმა ტექნოლოგიამ მთლიანად შეცვალა AR სათვალეების ეკრანის ხარისხი, შეცვალა გამოცდილება „დისკობურის მსგავსი ცისარტყელას სინათლის ლაქებიდან“ „საკონცერტო დარბაზის მსგავს მშვიდ გამოცდილებად“.
2024 წლის დეკემბერში, XINKEHUI-მ წარმატებით შეიმუშავა მსოფლიოში პირველი 12 დიუმიანი მაღალი სისუფთავის ნახევრად იზოლაციური სილიციუმის კარბიდის მონოკრისტალური სუბსტრატი, რაც დიდი ზომის სუბსტრატების სფეროში მნიშვნელოვან გარღვევას წარმოადგენს. ეს ტექნოლოგია დააჩქარებს სილიციუმის კარბიდის გამოყენებას ახალ შემთხვევებში, როგორიცაა AR სათვალე და რადიატორები. მაგალითად, 12 დიუმიანი სილიციუმის კარბიდის ვაფლიდან შესაძლებელია AR სათვალის ლინზების 8-9 წყვილის წარმოება, რაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს წარმოების ეფექტურობას. ჩვენ შეგვიძლია SiC ვაფლის მიწოდება AR სათვალეების ინდუსტრიაში ასეთი გამოყენების მხარდასაჭერად.
ცოტა ხნის წინ, სილიციუმის კარბიდის სუბსტრატის მიმწოდებელმა XINKEHUI-მ მიკრო-ნანო ოპტოელექტრონული მოწყობილობების კომპანია MOD MICRO-NANO-სთან პარტნიორობა დაიწყო, რათა დაეფუძნებინათ ერთობლივი საწარმო, რომელიც ფოკუსირებული იქნებოდა AR დიფრაქციული ტალღის გამტარი ლინზების ტექნოლოგიის შემუშავებასა და ბაზარზე პოპულარიზაციაზე. XINKEHUI, სილიციუმის კარბიდის სუბსტრატების ტექნიკური ექსპერტიზის გამოყენებით, MOD MICRO-NANO-სთვის მაღალი ხარისხის სუბსტრატებს მიაწვდის, რაც მიკრო-ნანო ოპტიკურ ტექნოლოგიასა და AR ტალღის გამტარების დამუშავებაში მის უპირატესობებს გამოიყენებს დიფრაქციული ტალღის გამტარების მუშაობის შემდგომი ოპტიმიზაციისთვის. მოსალოდნელია, რომ ეს თანამშრომლობა დააჩქარებს ტექნოლოგიურ მიღწევებს AR სათვალეებში, რაც ხელს შეუწყობს ინდუსტრიის გადასვლას უფრო მაღალი ხარისხის და მსუბუქი დიზაინისკენ.
2025 წლის SPIE AR|VR|MR გამოფენაზე, MOD MICRO-NANO-მ წარმოადგინა მეორე თაობის სილიციუმის კარბიდის AR სათვალის ლინზები, რომელთა წონა მხოლოდ 2.7 გრამია და სისქე მხოლოდ 0.55 მილიმეტრია, რაც უფრო მსუბუქია, ვიდრე ჩვეულებრივი მზის სათვალე, რაც მომხმარებლებს თითქმის შეუმჩნეველ ტარების გამოცდილებას სთავაზობს და ჭეშმარიტად „მსუბუქ“ დიზაინს ქმნის.
სილიციუმის კარბიდის გამოყენების შემთხვევები AR სათვალეებში
სილიციუმის კარბიდის ტალღგამტარების წარმოების პროცესში, მეტას გუნდმა გადალახა დახრილი გრავირების ტექნოლოგიის გამოწვევები. კვლევის მენეჯერმა, ნიჰარ მოჰანტიმ, განმარტა, რომ დახრილი გრავირება არის არატრადიციული ბადისებრი ტექნოლოგია, რომელიც ხაზებს დახრილი კუთხით ამუშავებს სინათლის შეერთებისა და განცალკევების ეფექტურობის ოპტიმიზაციის მიზნით. ამ გარღვევამ საფუძველი ჩაუყარა სილიციუმის კარბიდის მასობრივ გამოყენებას AR სათვალეებში.
Meta-ს Orion AR სათვალე წარმოადგენს სილიციუმის კარბიდის ტექნოლოგიის წარმომადგენლობით გამოყენებას AR-ში. სილიციუმის კარბიდის ტალღის გამტარი ტექნოლოგიის გამოყენებით, Orion აღწევს 70-გრადუსიან ხედვის არეალს და ეფექტურად აგვარებს ისეთ პრობლემებს, როგორიცაა აჩრდილების გამოჩენა და ცისარტყელას ეფექტი.
ჯუზეპე კარაფიორემ, Meta-ს AR ტალღის გამტარების ტექნოლოგიების ლიდერმა, აღნიშნა, რომ სილიციუმის კარბიდის მაღალი გარდატეხის ინდექსი და თბოგამტარობა მას AR სათვალეებისთვის იდეალურ მასალად აქცევს. მასალის შერჩევის შემდეგ, შემდეგი გამოწვევა ტალღის გამტარის შემუშავება იყო, კერძოდ, ბადის დახრილი გრავირების პროცესი. კარაფიორემ განმარტა, რომ ბადე, რომელიც პასუხისმგებელია სინათლის ლინზაში შეყვანასა და მისგან გამოსვლაზე, უნდა იყენებდეს დახრილ გრავირებას. დახრილი ხაზები ვერტიკალურად არ არის განლაგებული, არამედ დახრილი კუთხით არის განაწილებული. ნიჰარ მოჰანტიმ დასძინა, რომ ისინი იყვნენ პირველი გუნდი მსოფლიოში, რომელმაც მიაღწია დახრილი გრავირების პირდაპირ მოწყობილობებზე განხორციელებას. 2019 წელს ნიჰარ მოჰანტიმ და მისმა გუნდმა ააშენეს სპეციალური საწარმოო ხაზი. მანამდე, სილიციუმის კარბიდის ტალღის გამტარების დამუშავებისთვის არ არსებობდა აღჭურვილობა და არც ტექნოლოგია იყო შესაძლებელი ლაბორატორიის გარეთ.
სილიციუმის კარბიდის გამოწვევები და სამომავლო პერსპექტივები
მიუხედავად იმისა, რომ სილიციუმის კარბიდი დიდ პოტენციალს ავლენს AR სათვალეებში, მისი გამოყენება კვლავ რამდენიმე გამოწვევის წინაშე დგას. ამჟამად, სილიციუმის კარბიდის მასალა ძვირია მისი ნელი ზრდის ტემპისა და რთული დამუშავების გამო. მაგალითად, Meta-ს Orion AR სათვალეებისთვის ერთი სილიციუმის კარბიდის ლინზა 1000 დოლარამდე ღირს, რაც ართულებს სამომხმარებლო ბაზრის საჭიროებების დაკმაყოფილებას. თუმცა, ელექტრომობილების ინდუსტრიის სწრაფი განვითარების გამო, სილიციუმის კარბიდის ღირებულება თანდათან მცირდება. გარდა ამისა, დიდი ზომის სუბსტრატების (მაგალითად, 12 დიუმიანი ვაფლების) განვითარება კიდევ უფრო შეუწყობს ხელს ხარჯების შემცირებას და ეფექტურობის გაუმჯობესებას.
სილიციუმის კარბიდის მაღალი სიმტკიცე ასევე ართულებს მის დამუშავებას, განსაკუთრებით მიკრონანო სტრუქტურების წარმოებაში, რაც იწვევს დაბალ მოსავლიანობას. მომავალში, სილიციუმის კარბიდის სუბსტრატის მომწოდებლებსა და მიკრონანო ოპტიკურ მწარმოებლებს შორის უფრო ღრმა თანამშრომლობის შედეგად, მოსალოდნელია, რომ ეს საკითხი მოგვარდება. სილიციუმის კარბიდის გამოყენება AR სათვალეებში ჯერ კიდევ ადრეულ ეტაპზეა, რაც მოითხოვს მეტ კომპანიას ინვესტიციის ჩადებას ოპტიკური დონის სილიციუმის კარბიდის კვლევასა და აღჭურვილობის განვითარებაში. მეტას გუნდი ვარაუდობს, რომ სხვა მწარმოებლებიც დაიწყებენ საკუთარი აღჭურვილობის შემუშავებას, რადგან რაც უფრო მეტ კომპანიას ჩადებს ინვესტიციას ოპტიკური დონის სილიციუმის კარბიდის კვლევასა და აღჭურვილობაში, მით უფრო ძლიერი გახდება მომხმარებლისთვის განკუთვნილი AR სათვალეების ინდუსტრიის ეკოსისტემა.
დასკვნა
სილიციუმის კარბიდი, მაღალი გარდატეხის ინდექსით, შესანიშნავი სითბოს გაფრქვევით და მაღალი სიმტკიცით, AR სათვალეების სფეროში მთავარ მასალად იქცევა. XINKEHUI-სა და MOD MICRO-NANO-ს შორის თანამშრომლობიდან დაწყებული, Meta-ს Orion AR სათვალეებში სილიციუმის კარბიდის წარმატებით გამოყენებით დამთავრებული, სილიციუმის კარბიდის პოტენციალი ჭკვიან სათვალეებში სრულად იქნა დემონსტრირებული. ისეთი გამოწვევების მიუხედავად, როგორიცაა ღირებულება და ტექნიკური დაბრკოლებები, ინდუსტრიული ჯაჭვის განვითარებასთან და ტექნოლოგიების განვითარებასთან ერთად, მოსალოდნელია, რომ სილიციუმის კარბიდი AR სათვალეების სფეროში გაბრწყინდება, რაც ჭკვიან სათვალეებს უფრო მაღალი წარმადობის, მსუბუქი წონის და ფართო გამოყენებისკენ უბიძგებს. მომავალში, სილიციუმის კარბიდი შეიძლება AR ინდუსტრიის მთავარ მასალად იქცეს, რაც ჭკვიანი სათვალეების ახალ ერას დაიწყებს.
სილიციუმის კარბიდის პოტენციალი არ შემოიფარგლება მხოლოდ AR სათვალეებით; მისი ინდუსტრიებს შორის გამოყენება ელექტრონიკასა და ფოტონიკაში ასევე დიდ პერსპექტივებს აჩვენებს. მაგალითად, აქტიურად იკვლევა სილიციუმის კარბიდის გამოყენება კვანტურ გამოთვლებსა და მაღალი სიმძლავრის ელექტრონულ მოწყობილობებში. ტექნოლოგიების განვითარებასთან და ხარჯების შემცირებასთან ერთად, მოსალოდნელია, რომ სილიციუმის კარბიდი გადამწყვეტ როლს შეასრულებს სხვა სფეროებში, რაც დააჩქარებს დაკავშირებული ინდუსტრიების განვითარებას. ჩვენ შეგვიძლია უზრუნველვყოთ SiC ვაფლი სხვადასხვა გამოყენებისთვის, რაც ხელს შეუწყობს როგორც AR ტექნოლოგიაში, ასევე მის ფარგლებს გარეთ განვითარებას.
დაკავშირებული პროდუქტი
8 ინჩიანი 200 მმ 4H-N SiC ვაფლის გამტარი მანეკენი, კვლევითი კლასის
გამოქვეყნების დრო: 2025 წლის 1 აპრილი