A mesterséges intelligencia forradalmának hátterében az AR-szemüvegek fokozatosan bekerülnek a köztudatba. A virtuális és a valós világot zökkenőmentesen ötvöző paradigmaként az AR-szemüvegek abban különböznek a VR-eszközöktől, hogy lehetővé teszik a felhasználók számára, hogy egyszerre érzékeljék a digitálisan kivetített képeket és a környezeti fényt. Ennek a kettős funkciónak – a mikrokijelzős képek szembe vetítésének, miközben megőrzik a külső fényáteresztést – az optikai minőségű szilícium-karbid (SiC) alapú AR-szemüvegek hullámvezető (fényvezető) architektúrát alkalmaznak. Ez a kialakítás a teljes belső visszaverődést használja ki a képek továbbításához, az optikai szálas átvitelhez hasonlóan, ahogy a vázlatos ábra is mutatja.
Egyetlen 6 hüvelykes, nagy tisztaságú félszigetelő hordozó jellemzően 2 pár üveget képes előállítani, míg egy 8 hüvelykes hordozó 3-4 párt képes befogadni. A SiC anyagok alkalmazása három kritikus előnnyel jár:
- Kivételes törésmutató (2,7): >80°-os teljes színű látómezőt (FOV) tesz lehetővé egyetlen lencseréteggel, kiküszöbölve a hagyományos AR-kialakításokban megszokott szivárványos műtermékeket.
- Integrált háromszínű (RGB) hullámvezető: Kiváltja a többrétegű hullámvezető-kötegeket, csökkentve az eszköz méretét és súlyát.
- Kiváló hővezető képesség (490 W/m·K): Csökkenti a hőfelhalmozódás okozta optikai degradációt.
Ezek az előnyök erős piaci keresletet eredményeztek a SiC-alapú AR-üvegek iránt. Az alkalmazott optikai minőségű SiC jellemzően nagy tisztaságú félig szigetelő (HPSI) kristályokból áll, amelyek szigorú előállítási követelményei hozzájárulnak a jelenlegi magas költségekhez. Következésképpen a HPSI SiC-szubsztrátok fejlesztése kulcsfontosságú.
1. Félszigetelő SiC por szintézise
Az ipari méretű termelés túlnyomórészt magas hőmérsékletű önterjedő szintézist (SHS) alkalmaz, amely folyamat aprólékos ellenőrzést igényel:
- Nyersanyagok: 99,999%-os tisztaságú szén/szilícium porok 10–100 μm részecskemérettel.
- Tégelyes tisztaság: A grafit alkatrészek magas hőmérsékletű tisztításon esnek át a fémes szennyeződések diffúziójának minimalizálása érdekében.
- Légkörszabályozás: A 6N tisztaságú argon (beépített tisztítóberendezésekkel) elnyomja a nitrogén beépülését; nyomnyi mennyiségű HCl/H₂ gáz vezethető be a bórvegyületek elpárologtatása és a nitrogén csökkentése érdekében, bár a H₂ koncentráció optimalizálása szükséges a grafitkorrózió megelőzése érdekében.
- Berendezési szabványok: A szintéziskemencéknek <10⁻⁴ Pa alapvákuumot kell elérniük, szigorú szivárgásellenőrzési protokollok mellett.
2. Kristálynövekedési kihívások
A HPSI SiC növekedése hasonló tisztasági követelményeket követ:
- Alapanyag: 6N+ tisztaságú SiC por, B/Al/N <10¹⁶ cm⁻³ aránnyal, Fe/Ti/O küszöbérték alatt, és minimális alkálifém-tartalommal (Na/K).
- Gázrendszerek: A 6N argon/hidrogén keverékek növelik az ellenállást.
- Berendezések: A molekuláris szivattyúk biztosítják az ultramagas vákuumot (<10⁻⁶ Pa); a tégely előkezelése és a nitrogénes öblítés kritikus fontosságú.
Hordozófeldolgozási innovációk
A szilíciummal összehasonlítva a SiC elnyújtott növekedési ciklusai és a vele járó feszültség (ami repedéseket/éllepattogzást okoz) fejlettebb feldolgozást tesz szükségessé:
- Lézeres szeletelés: Növeli a hozamot 30 ostyáról (350 μm, drótfűrész) >50 ostyára 20 mm-es kockánként, 200 μm-es elvékonyodási lehetőséggel. A feldolgozási idő 10–15 napról (drótfűrész) <20 percre/ostyára csökken 8 hüvelykes kristályok esetén.
3. Iparági együttműködések
A Meta Orion csapata úttörő szerepet játszott az optikai minőségű SiC hullámvezetők alkalmazásában, ami K+F beruházásokat ösztönzött. A legfontosabb partnerségek a következők:
- TankeBlue és MUDI Micro: AR diffraktív hullámvezető lencsék közös fejlesztése.
- Jingsheng Mech, Longqi Tech, XREAL és Kunyou Optoelectronics: Stratégiai szövetség a mesterséges intelligencia/AR ellátási lánc integrációjáért.
A piaci előrejelzések szerint 2027-re évente 500 000 SiC-alapú AR-egység fog megjelenni, ami 250 000 darab 6 hüvelykes (vagy 125 000 darab 8 hüvelykes) szubsztrátot fog felhasználni. Ez a tendencia kiemeli a SiC transzformatív szerepét a következő generációs AR-optikában.
Az XKH kiváló minőségű 4H-félszigetelő (4H-SEMI) SiC szubsztrátok szállítására specializálódott, 2 hüvelyktől 8 hüvelykig terjedő, testreszabható átmérőkkel, amelyeket az RF, a teljesítményelektronika és az AR/VR optika speciális alkalmazási követelményeinek kielégítésére szabtunk. Erősségeink közé tartozik a megbízható térfogat-ellátás, a precíziós testreszabás (vastagság, orientáció, felületkezelés), valamint a teljes körű, házon belüli megmunkálás a kristálynövesztéstől a polírozásig. A 4H-SEMI mellett 4H-N típusú, 4H/6H-P típusú és 3C-SiC szubsztrátumokat is kínálunk, támogatva a félvezető és optoelektronikai innovációkat.
Közzététel ideje: 2025. augusztus 8.