Na pozadí revoluce umělé inteligence se brýle pro rozšířenou realitu (AR) postupně dostávají do povědomí veřejnosti. Jako paradigma, které bezproblémově propojuje virtuální a reálný svět, se brýle pro rozšířenou realitu (AR) liší od zařízení pro virtuální realitu tím, že uživatelům umožňují vnímat současně digitálně promítaný obraz i okolní světlo. Pro dosažení této dvojí funkce – promítání mikroobrazů do očí při zachování propustnosti vnějšího světla – používají brýle pro rozšířenou realitu na bázi optického karbidu křemíku (SiC) architekturu vlnovodu (světlovodu). Tato konstrukce využívá k přenosu obrazů úplný vnitřní odraz, analogicky k přenosu optickými vlákny, jak je znázorněno na schématu.
Typicky jeden 6palcový vysoce čistý poloizolační substrát může poskytnout 2 páry skel, zatímco 8palcový substrát pojme 3–4 páry. Použití materiálů SiC přináší tři zásadní výhody:
- Výjimečný index lomu (2,7): Umožňuje zorné pole (FOV) s plnými barvami >80° s jedinou vrstvou čočky, čímž eliminuje duhové artefakty běžné u konvenčních AR designů.
- Integrovaný tříbarevný (RGB) vlnovod: Nahrazuje vícevrstvé vlnovodné vrstvy, čímž snižuje velikost a hmotnost zařízení.
- Vynikající tepelná vodivost (490 W/m·K): Zmírňuje optickou degradaci způsobenou akumulací tepla.
Tyto výhody vedly k silné poptávce na trhu po AR sklech na bázi SiC. Používaný SiC optické kvality se obvykle skládá z vysoce čistých poloizolačních (HPSI) krystalů, jejichž přísné požadavky na přípravu přispívají k současným vysokým nákladům. V důsledku toho je vývoj substrátů HPSI SiC klíčový.
1. Syntéza poloizolačního prášku SiC
Průmyslová výroba využívá převážně vysokoteplotní samošířící syntézu (SHS), což je proces vyžadující pečlivou kontrolu:
- Suroviny: Prášky uhlíku/křemíku o čistotě 99,999 % s velikostí částic 10–100 μm.
- Čistota kelímku: Grafitové komponenty procházejí čištěním za vysoké teploty, aby se minimalizovala difúze kovových nečistot.
- Regulace atmosféry: Argon o čistotě 6N (s in-line čističi) potlačuje zabudování dusíku; stopové množství plynů HCl/H₂ může být zaváděno k odpařování sloučenin boru a redukci dusíku, ačkoli koncentrace H₂ vyžaduje optimalizaci, aby se zabránilo korozi grafitu.
- Standardy pro vybavení: Syntetické pece musí dosahovat základního vakua <10⁻⁴ Pa s přísnými protokoly kontroly těsnosti.
2. Problémy s růstem krystalů
Růst HPSI SiC má podobné požadavky na čistotu:
- Vstupní surovina: Prášek SiC o čistotě 6N+ s poměrem B/Al/N <10¹⁶ cm⁻³, Fe/Ti/O pod prahovými hodnotami a minimálním obsahem alkalických kovů (Na/K).
- Plynové systémy: Směsi 6N argonu a vodíku zvyšují měrný odpor.
- Vybavení: Molekulární pumpy zajišťují ultravysoké vakuum (<10⁻⁶ Pa); předúprava kelímku a proplachování dusíkem jsou zásadní.
Inovace ve zpracování substrátů
Ve srovnání s křemíkem vyžadují prodloužené cykly růstu a inherentní napětí SiC (způsobující praskání/odlupování hran) pokročilé zpracování:
- Laserové řezání: Zvyšuje výtěžnost z 30 destiček (350 μm, drátová pila) na >50 destiček na 20mm bouli s možností ztenčení o 200 μm. Doba zpracování se zkracuje z 10–15 dnů (drátová pila) na <20 min/destičku pro 8palcové krystaly.
3. Spolupráce s průmyslem
Tým Orion společnosti Meta je průkopníkem v zavádění optických vlnovodů SiC, což podnítilo investice do výzkumu a vývoje. Mezi klíčová partnerství patří:
- TankeBlue a MUDI Micro: Společný vývoj difrakčních vlnovodových čoček pro AR.
- Jingsheng Mech, Longqi Tech, XREAL a Kunyou Optoelectronics: Strategická aliance pro integraci dodavatelského řetězce umělé inteligence/rozšířené reality.
Tržní projekce odhadují, že do roku 2027 se bude ročně vyrábět 500 000 AR jednotek na bázi SiC, což spotřebuje 250 000 6palcových (nebo 125 000 8palcových) substrátů. Tato trajektorie podtrhuje transformační roli SiC v AR optice nové generace.
Společnost XKH se specializuje na dodávky vysoce kvalitních 4H-poloizolačních (4H-SEMI) SiC substrátů s přizpůsobitelnými průměry od 2 palců do 8 palců, přizpůsobených specifickým požadavkům aplikací v oblasti RF, výkonové elektroniky a AR/VR optiky. Mezi naše silné stránky patří spolehlivé dodávky objemů, přesné přizpůsobení (tloušťka, orientace, povrchová úprava) a kompletní interní zpracování od růstu krystalů až po leštění. Kromě 4H-SEMI nabízíme také substráty 4H-N, 4H/6H-P a 3C-SiC substráty, které podporují rozmanité inovace v oblasti polovodičů a optoelektroniky.
Čas zveřejnění: 8. srpna 2025