עם ההתפתחות המהירה של טכנולוגיית מציאות רבודה (AR), משקפיים חכמים, כנשא חשוב של טכנולוגיית AR, עוברים בהדרגה מרעיון למציאות. עם זאת, האימוץ הנרחב של משקפיים חכמים עדיין עומד בפני אתגרים טכניים רבים, במיוחד מבחינת טכנולוגיית תצוגה, משקל, פיזור חום וביצועים אופטיים. בשנים האחרונות, סיליקון קרביד (SiC), כחומר מתפתח, מיושם באופן נרחב בהתקני מוליכים למחצה ומודולים שונים. כעת הוא עושה את דרכו לתחום משקפי המציאות הרבודה כחומר מפתח. מקדם השבירה הגבוה של סיליקון קרביד, תכונות פיזור החום המצוינות והקשיות הגבוהה שלו, בין היתר, מראים פוטנציאל משמעותי ליישום בטכנולוגיית תצוגה, עיצוב קל משקל ופיזור חום של משקפי מציאות רבודה. אנו יכולים לספק...פרוסת SiC, אשר ממלא תפקיד מכריע בשיפור תחומים אלה. להלן, נחקור כיצד סיליקון קרביד יכול לחולל שינויים מהפכניים במשקפיים חכמים מבחינת תכונותיו, פריצות דרך טכנולוגיות, יישומי שוק וסיכויים עתידיים.
תכונות ויתרונות של סיליקון קרביד
סיליקון קרביד הוא חומר מוליך למחצה בעל פער אנרגיה רחב (bandgap) בעל תכונות מצוינות כגון קשיות גבוהה, מוליכות תרמית גבוהה ומקדם שבירה גבוה. מאפיינים אלה מעניקים לו פוטנציאל נרחב לשימוש במכשירים אלקטרוניים, מכשירים אופטיים וניהול תרמי. ספציפית בתחום המשקפיים החכמים, היתרונות של סיליקון קרביד באים לידי ביטוי בעיקר בהיבטים הבאים:
מקדם שבירה גבוה: לסיליקון קרביד מקדם שבירה של מעל 2.6, גבוה בהרבה מחומרים מסורתיים כמו שרף (1.51-1.74) וזכוכית (1.5-1.9). מקדם שבירה גבוה פירושו שסיליקון קרביד יכול להגביל בצורה יעילה יותר את התפשטות האור, להפחית את אובדן אנרגיית האור, ובכך לשפר את בהירות התצוגה ואת שדה הראייה (FOV). לדוגמה, משקפי Orion AR של Meta משתמשים בטכנולוגיית מוליך גל סיליקון קרביד, ומשיגים שדה ראייה של 70 מעלות, העולה בהרבה על שדה הראייה של 40 מעלות של חומרי זכוכית מסורתיים.
פיזור חום מעולה: לסיליקון קרביד מוליכות תרמית גדולה פי מאות מזו של זכוכית רגילה, מה שמאפשר הולכת חום מהירה. פיזור חום הוא נושא מרכזי עבור משקפי מציאות רבודה, במיוחד במהלך צגים בעלי בהירות גבוהה ושימוש ממושך. עדשות סיליקון קרביד יכולות להעביר במהירות את החום שנוצר על ידי רכיבים אופטיים, ובכך לשפר את היציבות ואת תוחלת החיים של המכשיר. אנו יכולים לספק פרוסות סיליקון קרביד המבטיחות ניהול תרמי יעיל ביישומים כאלה.
קשיות גבוהה ועמידות בפני שחיקה: סיליקון קרביד הוא אחד החומרים הקשים ביותר הידועים, שני רק ליהלום. זה הופך עדשות סיליקון קרביד לעמידות יותר בפני שחיקה, ומתאימות לשימוש יומיומי. לעומת זאת, חומרי זכוכית ושרף נוטים יותר לשריטות, דבר המשפיע על חוויית המשתמש.
אפקט אנטי-קשת בענן: חומרי זכוכית מסורתיים במשקפי מציאות רבודה נוטים לייצר אפקט קשת בענן, שבו אור סביבתי משתקף מפני השטח של מוליך הגל, ויוצר דפוסי אור צבעוניים דינמיים. סיליקון קרביד יכול לבטל ביעילות בעיה זו על ידי אופטימיזציה של מבנה הסריגים, ובכך לשפר את איכות התצוגה ולבטל את אפקט הקשת בענן הנגרם מהשתקפויות של אור סביבתי על פני השטח של מוליך הגל.
פריצות דרך טכנולוגיות של סיליקון קרביד במשקפי מציאות רבודה
בשנים האחרונות, פריצות הדרך הטכנולוגיות של סיליקון קרביד במשקפי מציאות רבודה התמקדו בעיקר בפיתוח עדשות מוליכי גל דיפרקציה. מוליך גל דיפרקציה הוא טכנולוגיית תצוגה המשלבת את תופעת הדיפרקציה של אור עם מבני מוליכי גל כדי להפיץ תמונות שנוצרות על ידי רכיבים אופטיים דרך הסריגים בעדשה. זה מפחית את עובי העדשה, וגורם למשקפי מציאות רבודה להיראות קרובים יותר למשקפי ראייה רגילים.
באוקטובר 2024, Meta (לשעבר פייסבוק) הציגה את השימוש במוליכי גלים חרוטים בסיליקון קרביד בשילוב עם נורות microLED במשקפי המציאות הרבודה Orion שלה, ופתרנו צווארי בקבוק מרכזיים בתחומים כמו שדה ראייה, משקל וממצאים אופטיים. מדען האופטיקה של Meta, פסקואל ריברה, הצהיר כי טכנולוגיית מוליכי הגל של סיליקון קרביד שינתה לחלוטין את איכות התצוגה של משקפי המציאות הרבודה, ושינתה את החוויה מ"כתמי אור קשת דמויי כדור דיסקו" ל"חוויה שלווה דמוית אולם קונצרטים".
בדצמבר 2024, XINKEHUI פיתחה בהצלחה את מצע גביש יחיד סיליקון קרביד מבודד למחצה בגודל 12 אינץ' בעולם, מה שסימן פריצת דרך משמעותית בתחום המצעים בגודל גדול. טכנולוגיה זו תאיץ את השימוש בסיליקון קרביד במקרי שימוש חדשים כגון משקפי מציאות רבודה וצלעות קירור. לדוגמה, פרוסת סיליקון קרביד בגודל 12 אינץ' יכולה לייצר 8-9 זוגות של עדשות משקפי מציאות רבודה, ובכך לשפר משמעותית את יעילות הייצור. אנו יכולים לספק פרוסת סיליקון קרביד לתמיכה ביישומים כאלה בתעשיית משקפי מציאות רבודה.
לאחרונה, ספקית מצעי סיליקון קרביד XINKEHUI חברה לחברת MOD MICRO-NANO, חברת מכשירים אופטואלקטרוניים מיקרו-ננומטריים, כדי להקים מיזם משותף המתמקד בפיתוח וקידום שוק של טכנולוגיית עדשות מוליכי גל דיפרקציה של מציאות רבודה (AR). XINKEHUI, עם המומחיות הטכנית שלה במצעי סיליקון קרביד, תספק מצעים איכותיים עבור MOD MICRO-NANO, אשר ימנפו את יתרונותיה בטכנולוגיית מיקרו-ננומטרית אופטית ועיבוד מוליכי גל דיפרקציה כדי לייעל עוד יותר את ביצועי מוליכי הגל הדיפרקציה. שיתוף פעולה זה צפוי להאיץ פריצות דרך טכנולוגיות במשקפי מציאות רבודה, ולקדם את המעבר של התעשייה לעבר ביצועים גבוהים יותר ועיצובים קלים יותר.
בתערוכת SPIE AR|VR|MR 2025, הציגה MOD MICRO-NANO את עדשות משקפי המציאות רבודה (AR) מדור שני, במשקל של 2.7 גרם בלבד ובעובי של 0.55 מילימטרים בלבד, קלות יותר ממשקפי שמש רגילים, ומציעות למשתמשים חוויית לבישה כמעט בלתי מורגשת, ומשיגות עיצוב "קל" באמת.
מקרי יישום של סיליקון קרביד במשקפי מציאות רבודה
בתהליך הייצור של מוליכי גל מסיליקון קרביד, הצוות של מטה התגבר על האתגרים של טכנולוגיית האיכול המשופע. מנהל המחקר ניהאר מוהנטי הסביר כי איכול משופע הוא טכנולוגיית סריג לא מסורתית שחורטת קווים בזווית משופעת כדי לייעל את יעילות צימוד וניתוק האור. פריצת דרך זו הניחה את היסודות לאימוץ המוני של סיליקון קרביד במשקפי מציאות רבודה.
משקפי המציאות הרבודה Orion של Meta הם יישום מייצג של טכנולוגיית סיליקון קרביד במציאות רבודה. באמצעות טכנולוגיית מוליך גל סיליקון קרביד, Orion משיגה שדה ראייה של 70 מעלות ומטפלת ביעילות בבעיות כמו רפאים ואפקט הקשת בענן.
ג'וזפה קאראפיורה, מוביל טכנולוגיית מוליכי גלים של מציאות רבודה במטה, ציין כי מקדם השבירה הגבוה והמוליכות התרמית של סיליקון קרביד הופכים אותו לחומר אידיאלי למשקפי מציאות רבודה. לאחר בחירת החומר, האתגר הבא היה לפתח את מוליך הגל, ובמיוחד את תהליך האיכול המשופע עבור הסריגים. קאראפיורה הסביר כי הסריגים, האחראים על צימוד האור אל העדשה וממנה, חייבים להשתמש באיכול משופע. קווי האיכול אינם מסודרים אנכית אלא מפוזרים בזווית משופעת. ניהאר מוהנטי הוסיף כי הם היו הצוות הראשון בעולם שהשיג איכול משופע ישירות על מכשירים. בשנת 2019, ניהאר מוהנטי וצוותו בנו קו ייצור ייעודי. לפני כן, לא היה ציוד זמין לאיכול מוליכי גלים של סיליקון קרביד, וגם הטכנולוגיה לא הייתה אפשרית מחוץ למעבדה.
אתגרים וסיכויים עתידיים של סיליקון קרביד
למרות שסיליקון קרביד מציג פוטנציאל גדול במשקפי מציאות רבודה (AR), יישומו עדיין עומד בפני מספר אתגרים. כיום, חומר סיליקון קרביד יקר בשל קצב הצמיחה האיטי שלו וקשה לעיבוד. לדוגמה, עדשת סיליקון קרביד בודדת עבור משקפי Orion AR של Meta עולה עד 1,000 דולר, מה שמקשה על עמידה בצרכים של שוק הצרכנים. עם זאת, עם ההתפתחות המהירה של תעשיית הרכב החשמלי, עלות הסיליקון קרביד יורדת בהדרגה. יתר על כן, פיתוח מצעים גדולים (כגון פרוסות 12 אינץ') יביא עוד יותר להפחתת עלויות ולשיפור היעילות.
הקשיות הגבוהה של סיליקון קרביד גם מקשה על עיבודו, במיוחד בייצור מבני מיקרו-ננו, מה שמוביל לשיעורי תפוקה נמוכים. בעתיד, עם שיתוף פעולה מעמיק יותר בין ספקי מצעי סיליקון קרביד ליצרני מיקרו-ננו אופטיקה, בעיה זו צפויה להיפתר. יישום סיליקון קרביד במשקפי מציאות רבודה עדיין בשלביו המוקדמים, מה שמחייב חברות רבות יותר להשקיע במחקר ובפיתוח ציוד סיליקון קרביד בדרגה אופטית. הצוות של מטא מצפה שיצרנים אחרים יתחילו לפתח ציוד משלהם, ככל שיותר חברות ישקיעו במחקר ובציוד סיליקון קרביד בדרגה אופטית, כך תתחזק המערכת האקולוגית של תעשיית משקפי המציאות הרבודה בדרגה צרכנית.
מַסְקָנָה
סיליקון קרביד, עם מקדם השבירה הגבוה שלו, פיזור החום המעולה והקשיות הגבוהה שלו, הופך לחומר מפתח בתחום משקפי המציאות הרבודה (AR). החל משיתוף הפעולה בין XINKEHUI ו-MOD MICRO-NANO ועד ליישום המוצלח של סיליקון קרביד במשקפי המציאות הרבודה Orion של Meta, הפוטנציאל של סיליקון קרביד במשקפיים חכמים הוכח במלואו. למרות אתגרים כמו עלות ומכשולים טכניים, ככל ששרשרת התעשייה מתבגרת והטכנולוגיה ממשיכה להתקדם, סיליקון קרביד צפוי לזרוח בתחום משקפי המציאות הרבודה, ולהניע משקפיים חכמים לעבר ביצועים גבוהים יותר, משקל קל יותר ואימוץ רחב יותר. בעתיד, סיליקון קרביד עשוי להפוך לחומר המרכזי בתעשיית המציאות הרבודה, ולבשר על עידן חדש של משקפיים חכמים.
הפוטנציאל של סיליקון קרביד אינו מוגבל למשקפי מציאות רבודה; גם יישומיו חוצי-תעשיות באלקטרוניקה ופוטוניקה מציגים פוטנציאל נרחב. לדוגמה, יישום סיליקון קרביד במחשוב קוונטי ובמכשירים אלקטרוניים בעלי הספק גבוה נבחן באופן פעיל. ככל שהטכנולוגיה מתקדמת והעלויות יורדות, סיליקון קרביד צפוי למלא תפקיד מרכזי בתחומים רבים יותר, ולהאיץ את התפתחותן של תעשיות קשורות. אנו יכולים לספק פרוסות סיליקון קרביד ליישומים שונים, ולתמוך בהתקדמות הן בטכנולוגיית מציאות רבודה והן מעבר לה.
מוצר קשור
דמה מוליך פרוסת SiC 4H-N בקוטר 8 אינץ' 200 מ"מ בדרגת מחקר
פרוסת סיליקון קרביד מסוג 4H-N, קשיות גבוהה, עמידות בפני קורוזיה, ליטוש ברמה גבוהה
זמן פרסום: 1 באפריל 2025