کاربردهای موج‌برهای نوری سیلیکون کاربید - - عینک‌های واقعیت افزوده
June 27, 2025
کاربردهای موج‌برهای نوری سیلیکون کاربید - عینک‌های واقعیت افزوده
I. مزایای فناوری اصلی موج‌برهای سیلیکون کاربید (SiC)
1. شاخص شکست بالا و پیشرفت در عملکرد نوری
موج‌برهای سیلیکون کاربید (SiC) شاخص شکست بالایی تا 2.7 ارائه می‌دهند (در مقایسه با 2.0 برای زیرلایه‌های شیشه‌ای)، که به طور قابل توجهی راندمان بازتاب داخلی کلی را افزایش می‌دهد. این امر نیاز به پشته‌های موج‌بر چند لایه را کاهش می‌دهد و نمایشگر تمام رنگی را با یک موج‌بر تک لایه امکان‌پذیر می‌کند. این ویژگی به طور موثری به «اثر رنگین‌کمانی» در موج‌برهای سنتی Surface Relief Grating (SRG) که ناشی از تغییرات راندمان پراش در طول موج‌ها است، رسیدگی می‌کند، در حالی که تلفات نوری را نیز کاهش می‌دهد - بیش از 30٪ در مقایسه با سیستم‌های مبتنی بر شیشه.
مطالعه موردی: پس از ادغام موج‌برهای SiC، عینک‌های واقعیت افزوده Orion Meta به ضخامت موتور نوری کمتر از 5 میلی‌متر، کاهش وزن 40 درصدی و بهبود راندمان نور به 85٪ دست یافتند.
2. پایداری حرارتی و استحکام مکانیکی
SiC دارای هدایت حرارتی بسیار بالایی (490 W/m·K) است که بیش از 100 برابر شیشه است و گرما را از منابع نور پرقدرت در دستگاه‌های واقعیت افزوده به طور موثر دفع می‌کند و اعوجاج حرارتی را به حداقل می‌رساند. SiC با سختی Mohs 9.5 (فقط پس از الماس) مقاومت در برابر سایش عالی را نیز ارائه می‌دهد و آن را برای استفاده طولانی مدت در لوازم الکترونیکی مصرفی ایده‌آل می‌کند.
3. سازگاری با روندهای فناوری آینده
SiC از انتقال فوق‌العاده پهن باند از فرابنفش تا مادون قرمز میانی پشتیبانی می‌کند و سازگاری با فناوری‌های نمایشگر نسل بعدی مانند Micro LED و اسکن لیزری را تضمین می‌کند. آزمایشگاه‌های Meta قبلاً مزایای عملکردی خود را در سیستم‌های تصویربرداری هولوگرافی تأیید کرده‌اند.
| مواد زیرلایه موج‌بر | رزین | شیشه (شامل شیشه با شاخص بالا) | سیلیکون کاربید (SiC) |
|---|---|---|---|
| تصویر | رزین | شیشه | S |
| شاخص شکست | 1.49–1.6 | 1.5–1.9 | 2.7 |
| پهنای باند نوری | باریک | متوسط | وسیع |
| هدایت حرارتی | کم | متوسط | بسیار بالا |
| مقاومت در برابر خوردگی | متوسط | بالا | بسیار بالا |
| هزینه | کم | متوسط | بالا |
| دشواری پردازش | آسان | متوسط | دشوار |
II. برآورد پتانسیل بازار و محرک‌های اصلی رشد
1. سمت تقاضا: افزایش نفوذ سخت‌افزار واقعیت افزوده
گسترش واقعیت افزوده مصرف‌کننده: Vision Pro اپل در حال پیشبرد صنعت است. تا سال 2030، پیش‌بینی می‌شود که محموله‌های عینک‌های واقعیت افزوده جهانی به 200 میلیون واحد برسد که 30٪ از آنها راه‌حل‌های موج‌بر SiC را اتخاذ می‌کنند - معادل 60 میلیون واحد.
کاربردهای سازمانی: صنایع صنعتی و پزشکی در حال افزایش تقاضا برای دستگاه‌های واقعیت افزوده با روشنایی بالا و مقاوم در برابر حرارت بالا هستند. موج‌برهای SiC مزایای روشنی را در محیط‌های شدید نشان می‌دهند.
2. مسیرهای کاهش هزینه
موانع فعلی: هزینه واحد فعلی موج‌برهای SiC حدود 1000 دلار آمریکا است که مواد (پودرهای SiC با خلوص بالا) حدود 40٪ را تشکیل می‌دهند. بازده تولید کم (زیر 20٪) منجر به هزینه‌های تلفات مواد تا 500 دلار در هر قطعه می‌شود.
استراتژی‌های کاهش هزینه:
مواد: تولید انبوه زیرلایه‌های SiC 8 اینچی (پیش‌بینی شده پس از سال 2026) می‌تواند هزینه‌های مواد اولیه را تا 30٪ کاهش دهد.
فرآیند: تکنیک‌های پیشرفته مانند برش لیزری فمتوثانیه می‌تواند بازده را به بیش از 50٪ بهبود بخشد.
مقیاس: سفارشات از بازیگران اصلی مانند Meta و Apple باعث گسترش ظرفیت خواهد شد. با استهلاک هزینه‌ها، انتظار می‌رود هزینه‌های واحد به زیر 1000 یوان RMB در هر قطعه (حدود 140 دلار آمریکا) کاهش یابد.
3. پیش‌بینی اندازه بازار
سناریوی محافظه‌کارانه (2030، 6 میلیون واحد): قیمت واحد 1000 یوان RMB → اندازه بازار 6 میلیارد یوان RMB.
سناریوی خوش‌بینانه (30٪ نفوذ، 10 میلیون واحد): قیمت واحد 1000 یوان RMB → اندازه بازار 10 میلیارد یوان RMB.
III. بخش‌های کلیدی در زنجیره صنعتی و فرصت‌های داخلی
1. مواد زیرلایه: موقعیت استراتژیک Tianyue Advanced
موانع فناوری: Tianyue دارای 14٪ سهم بازار جهانی (2023) در زیرلایه‌های SiC نیمه‌عایق است. این شرکت تولید زیرلایه 8 اینچی را با کاهش تراکم جابجایی به زیر 0.5/cm² پیشگام کرده است.
برنامه‌های ظرفیت: تا سال 2025، ظرفیت زیرلایه SiC 6 اینچی به 500000 ویفر در سال خواهد رسید و یک خط آزمایشی 8 اینچی برای پشتیبانی از تولید موج‌بر واقعیت افزوده راه‌اندازی شده است.
2. تجهیزات و فناوری پردازش
ابزارهای اچینگ: تجهیزات اچینگ ICP پیشرفته از AMEC به دقت 5 نانومتر دست یافته است که برای ساخت نانوگراتینگ روی موج‌برهای SiC مناسب است.
ادغام بسته‌بندی: Huawei HiSilicon و Sunny Optical در حال توسعه مشترک ماژول‌های حسگر-موج‌بر یکپارچه هستند و تلفات اتصال نوری را کاهش می‌دهند.
3. همکاری اکوسیستم پایین‌دستی
اکوسیستم Meta: عینک‌های واقعیت افزوده Orion برای تولید انبوه در سال 2026 برنامه‌ریزی شده‌اند و سفارشات موج‌بر SiC در حال حاضر با Tianyue Advanced، Coherent و سایر تامین‌کنندگان ثبت شده است.
جایگزینی داخلی: برندهای چینی مانند Huawei و OPPO در حال تسریع تحقیق و توسعه داخلی هستند. در سال 2024، Huawei نمونه اولیه عینک‌های واقعیت افزوده «StarRing» خود را با استفاده از موج‌برهای SiC تولید داخلی رونمایی کرد.
محصولات مرتبط
ویفر سیلیکون کاربید نیمه‌عایق 4H/6H برای تولید/تحقیق/درجه Dummy