ხელოვნური ინტელექტის რევოლუციის ფონზე, AR სათვალეები თანდათან შემოდის საზოგადოებრივ ცნობიერებაში. როგორც პარადიგმა, რომელიც შეუფერხებლად აერთიანებს ვირტუალურ და რეალურ სამყაროებს, AR სათვალეები განსხვავდება VR მოწყობილობებისგან იმით, რომ მომხმარებლებს საშუალებას აძლევს ერთდროულად აღიქვან როგორც ციფრულად პროეცირებული გამოსახულებები, ასევე გარემოს სინათლე. ამ ორმაგი ფუნქციონალურობის მისაღწევად - მიკროდისპლეის გამოსახულებების თვალში პროეცირებისა და გარე სინათლის გადაცემის შენარჩუნების პარალელურად - ოპტიკური ხარისხის სილიციუმის კარბიდზე (SiC) დაფუძნებული AR სათვალეები იყენებენ ტალღის გამტარ (სინათლის გამტარ) არქიტექტურას. ეს დიზაინი იყენებს სრულ შინაგან არეკვლას გამოსახულების გადასაცემად, რაც ანალოგიურად არის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი გადაცემის, როგორც ეს ილუსტრირებულია სქემატურ დიაგრამაზე.
როგორც წესი, ერთი 6 დიუმიანი მაღალი სისუფთავის ნახევრად იზოლაციური სუბსტრატიდან შესაძლებელია 2 წყვილი მინის დამზადება, ხოლო 8 დიუმიანი სუბსტრატიდან 3-4 წყვილის დამზადება. SiC მასალების გამოყენება სამ მნიშვნელოვან უპირატესობას იძლევა:
- განსაკუთრებული გარდატეხის ინდექსი (2.7): ერთი ლინზის ფენით >80° სრულფეროვანი ხედვის არეალის (FOV) მიღწევის საშუალებას იძლევა, რაც გამორიცხავს ცისარტყელას არტეფაქტებს, რომლებიც გავრცელებულია AR დიზაინებში.
- ინტეგრირებული სამფეროვანი (RGB) ტალღის გამტარი: ცვლის მრავალშრიან ტალღის გამტარების დასტებს, ამცირებს მოწყობილობის ზომასა და წონას.
- მაღალი თბოგამტარობა (490 W/m·K): ამცირებს სითბოს დაგროვებით გამოწვეულ ოპტიკურ დეგრადაციას.
სწორედ ამ დამსახურებამ განაპირობა SiC-ზე დაფუძნებული AR სათვალეების ბაზარზე მაღალი მოთხოვნა. გამოყენებული ოპტიკური კლასის SiC, როგორც წესი, შედგება მაღალი სისუფთავის ნახევრად იზოლაციური (HPSI) კრისტალებისგან, რომელთა მომზადების მკაცრი მოთხოვნები ხელს უწყობს მიმდინარე მაღალ ფასებს. შესაბამისად, HPSI SiC სუბსტრატების შემუშავება გადამწყვეტია.
1. ნახევრად იზოლირებული SiC ფხვნილის სინთეზი
სამრეწველო მასშტაბის წარმოება ძირითადად იყენებს მაღალტემპერატურულ თვითგავრცელებად სინთეზს (SHS), პროცესს, რომელიც მოითხოვს ზედმიწევნით კონტროლს:
- ნედლეული: 99.999% სუფთა ნახშირბადის/სილიციუმის ფხვნილები 10–100 მკმ ნაწილაკების ზომით.
- ტილოგრამის სისუფთავე: გრაფიტის კომპონენტები გადის მაღალტემპერატურულ გაწმენდას მეტალური მინარევების დიფუზიის მინიმიზაციის მიზნით.
- ატმოსფეროს კონტროლი: 6N სისუფთავის არგონი (ხაზში ჩამონტაჟებული გამწმენდებით) თრგუნავს აზოტის შეღწევას; შესაძლოა შეიყვანოთ HCl/H₂ აირების კვალი ბორის ნაერთების აორთქლებისა და აზოტის შესამცირებლად, თუმცა H₂ კონცენტრაცია ოპტიმიზაციას საჭიროებს გრაფიტის კოროზიის თავიდან ასაცილებლად.
- აღჭურვილობის სტანდარტები: სინთეზის ღუმელებმა უნდა მიაღწიონ <10⁻⁴ Pa საბაზისო ვაკუუმს, გაჟონვის მკაცრი შემოწმების პროტოკოლების გამოყენებით.
2. კრისტალების ზრდის გამოწვევები
HPSI SiC-ის ზრდას მსგავსი სისუფთავის მოთხოვნები აქვს:
- ნედლეული: 6N+-სისუფთავის SiC ფხვნილი B/Al/N <10¹⁶ cm⁻³-ით, Fe/Ti/O ზღვრულ შემცველობაზე დაბალი შემცველობით და ტუტე ლითონების მინიმალური შემცველობით (Na/K).
- გაზის სისტემები: 6N არგონის/წყალბადის ნაზავი ზრდის წინაღობას.
- აღჭურვილობა: მოლეკულური ტუმბოები უზრუნველყოფენ ულტრამაღალ ვაკუუმს (<10⁻⁶ Pa); კრიტიკულად მნიშვნელოვანია ტიგანის წინასწარი დამუშავება და აზოტით გაწმენდა.
სუბსტრატის დამუშავების ინოვაციები
სილიკონთან შედარებით, SiC-ის ხანგრძლივი ზრდის ციკლები და თანდაყოლილი სტრესი (რაც იწვევს ბზარების/კიდეების ჩამოფხეკას) საჭიროებს მოწინავე დამუშავებას:
- ლაზერული დაჭრა: მოსავლიანობა იზრდება 30 ვაფლიდან (350 მკმ, მავთულის ხერხით) 50-ზე მეტ ვაფლამდე 20 მმ ბულულზე, 200 მკმ-ით გათხელების პოტენციალით. დამუშავების დრო მცირდება 10-15 დღიდან (მავთულის ხერხით) <20 წუთამდე/ვაფლზე 8 დიუმიანი კრისტალებისთვის.
3. ინდუსტრიული თანამშრომლობა
მეტას Orion-ის გუნდმა ოპტიკური დონის SiC ტალღის გამტარების დანერგვაში პიონერად ითამაშა, რამაც კვლევასა და განვითარებაში ინვესტიციების წახალისება გამოიწვია. ძირითადი პარტნიორობები მოიცავს:
- TankeBlue და MUDI Micro: AR დიფრაქციული ტალღის გამტარი ლინზების ერთობლივი შემუშავება.
- Jingsheng Mech, Longqi Tech, XREAL და Kunyou Optoelectronics: სტრატეგიული ალიანსი ხელოვნური ინტელექტის/გარეგნული რეალობის მიწოდების ჯაჭვის ინტეგრაციისთვის.
ბაზრის პროგნოზებით, 2027 წლისთვის ყოველწლიურად 500,000 SiC-ზე დაფუძნებული AR ერთეული იქნება მოსალოდნელი, რაც 250,000 6 დიუმიან (ანუ 125,000 8 დიუმიან) სუბსტრატს მოიხმარს. ეს ტრაექტორია ხაზს უსვამს SiC-ის ტრანსფორმაციულ როლს ახალი თაობის AR ოპტიკაში.
XKH სპეციალიზირებულია მაღალი ხარისხის 4H-ნახევრად იზოლირებული (4H-SEMI) SiC სუბსტრატების მიწოდებაში 2-დან 8 ინჩამდე დიამეტრებით, რომლებიც მორგებულია RF, დენის ელექტრონიკის და AR/VR ოპტიკის სპეციფიკური გამოყენების მოთხოვნებზე. ჩვენი ძლიერი მხარეებია საიმედო მოცულობითი მიწოდება, ზუსტი მორგება (სისქე, ორიენტაცია, ზედაპირის დამუშავება) და სრული შიდა დამუშავება კრისტალების ზრდიდან გაპრიალებამდე. 4H-SEMI-ს გარდა, ჩვენ ასევე გთავაზობთ 4H-N ტიპის, 4H/6H-P ტიპის და 3C-SiC სუბსტრატებს, რომლებიც მხარს უჭერენ ნახევარგამტარული და ოპტოელექტრონული ინოვაციების ფართო სპექტრს.
გამოქვეყნების დრო: 2025 წლის 8 აგვისტო