تطبيقات الموجات الضوئية المصنوعة من كربيد السيليكون - - نظارات الواقع المعزز

تطبيقات موجهات الموجات الضوئية المصنوعة من كربيد السيليكون - نظارات الواقع المعزز

 

أولاً: المزايا التكنولوجية الأساسية لموجهات الموجات المصنوعة من كربيد السيليكون (SiC)

1. معامل الانكسار المرتفع والتقدم في الأداء البصري

توفر موجهات الموجات المصنوعة من كربيد السيليكون (SiC) معامل انكسار مرتفع يصل إلى 2.7 (مقارنة بـ 2.0 فقط للركائز الزجاجية)، مما يعزز بشكل كبير كفاءة الانعكاس الداخلي الكلي. هذا يقلل الحاجة إلى أكوام موجهات الموجات متعددة الطبقات ويتيح عرضًا بالألوان الكاملة باستخدام موجه موجات أحادي الطبقة. تعالج هذه الخاصية بفعالية “تأثير قوس قزح” في موجهات الموجات التقليدية ذات النقش السطحي (SRG) الناتجة عن اختلافات كفاءة الحيود عبر الأطوال الموجية، مع تقليل الفقدان البصري أيضًا - بأكثر من 30٪ مقارنة بالأنظمة الزجاجية.

 

دراسة حالة: بعد دمج موجهات الموجات SiC، حققت نظارات الواقع المعزز Orion من Meta سمك محرك بصري يقل عن 5 مم، وتخفيضًا في الوزن بنسبة 40٪، وتحسنت كفاءة الإضاءة إلى 85٪.

2. الاستقرار الحراري والقوة الميكانيكية

يتمتع SiC بتوصيل حراري مرتفع للغاية (490 واط/متر·كلفن)، أي أكثر من 100 ضعف الزجاج، مما يؤدي إلى تبديد الحرارة بكفاءة من مصادر الضوء عالية الطاقة في أجهزة الواقع المعزز، مما يقلل من التشوه الحراري. مع صلابة موس تبلغ 9.5 (في المرتبة الثانية بعد الماس)، يوفر SiC أيضًا مقاومة ممتازة للتآكل، مما يجعله مثاليًا للاستخدام طويل الأمد في الإلكترونيات الاستهلاكية.

3. التوافق مع اتجاهات التكنولوجيا المستقبلية

يدعم SiC الإرسال فائق العرض من الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء المتوسطة، مما يضمن التوافق مع تقنيات العرض من الجيل التالي مثل Micro LED والمسح بالليزر. قامت Meta Labs بالفعل بالتحقق من مزايا أدائها في أنظمة الإسقاط المجسم.

 

 

مادة ركيزة موجه الموجات	راتنج	زجاج (بما في ذلك الزجاج عالي المعامل)	كربيد السيليكون (SiC)
توضيح	راتنج	زجاج	S
معامل الانكسار	1.49–1.6	1.5–1.9	2.7
النطاق الترددي البصري	ضيق	متوسط	واسع
التوصيل الحراري	منخفض	متوسط	مرتفع جدًا
مقاومة التآكل	متوسط	مرتفع	مرتفع جدًا
التكلفة	منخفض	متوسط	مرتفع
صعوبة المعالجة	سهل	متوسط	صعب

---

ثانياً: تقدير إمكانات السوق ومحركات النمو الرئيسية

1. جانب الطلب: زيادة انتشار أجهزة الواقع المعزز

 

توسع الواقع المعزز للمستهلك: تقود Apple’s Vision Pro الصناعة إلى الأمام. بحلول عام 2030، من المتوقع أن تصل شحنات نظارات الواقع المعزز العالمية إلى 200 مليون وحدة، مع توقع تبني 30٪ منها لحلول موجهات الموجات SiC - أي ما يعادل 60 مليون وحدة.

 

تطبيقات المؤسسات: تزيد المجالات الصناعية والطبية من الطلب على أجهزة الواقع المعزز ذات السطوع العالي والمقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة. تُظهر موجهات الموجات SiC مزايا واضحة في البيئات القاسية.

2. مسارات خفض التكاليف

 

عنق الزجاجة الحالية: تبلغ التكلفة الحالية لوحدة موجهات الموجات SiC حوالي 1000 دولار أمريكي، حيث تمثل المواد (مسحوق SiC عالي النقاء) حوالي 40٪. يؤدي انخفاض إنتاجية التصنيع (أقل من 20٪) إلى تكاليف فقدان المواد تصل إلى 500 دولار أمريكي لكل قطعة.

 

استراتيجيات خفض التكاليف:

المواد: يمكن أن يؤدي الإنتاج الضخم لركائز SiC مقاس 8 بوصات (المتوقع بعد عام 2026) إلى خفض تكاليف المواد الخام بنسبة 30٪.

 

العملية: يمكن للتقنيات المتقدمة مثل القطع بليزر فيمتوثانية تحسين العائدات إلى أكثر من 50٪.

 

الحجم: ستؤدي الطلبات من الشركات الكبرى مثل Meta و Apple إلى توسيع القدرات. مع إطفاء تكاليف الاستهلاك، من المتوقع أن تنخفض تكاليف الوحدة إلى أقل من 1000 يوان صيني للقطعة (حوالي 140 دولارًا أمريكيًا).

3. توقعات حجم السوق

السيناريو المتحفظ (2030، 6 ملايين وحدة): سعر الوحدة عند 1000 يوان صيني → حجم السوق 6 مليارات يوان صيني.

 

السيناريو المتفائل (30٪ اختراق، 10 ملايين وحدة): سعر الوحدة عند 1000 يوان صيني → حجم السوق 10 مليارات يوان صيني.

---

ثالثًا: الشرائح الرئيسية في السلسلة الصناعية والفرص المحلية

1. مواد الركيزة: الموقف الاستراتيجي لشركة Tianyue Advanced

 

الحواجز التكنولوجية: تمتلك Tianyue حصة سوقية عالمية تبلغ 14٪ (2023) في ركائز SiC شبه العازلة. لقد كانت رائدة في إنتاج الركائز مقاس 8 بوصات مع تقليل كثافة الإزاحة إلى أقل من 0.5/سم².

 

خطط القدرات: بحلول عام 2025، ستصل سعة ركيزة SiC مقاس 6 بوصات إلى 500000 رقاقة/سنة، وتم تكليف خط تجريبي مقاس 8 بوصات لدعم إنتاج موجهات الموجات AR.

2. معدات وتقنيات المعالجة

 

أدوات النقش: حققت معدات النقش ICP المتقدمة من AMEC دقة 5 نانومتر، وهي مناسبة لتصنيع الشبكات النانوية على موجهات الموجات SiC.

 

تكامل التعبئة والتغليف: تعمل Huawei HiSilicon و Sunny Optical على تطوير وحدات استشعار موجهات الموجات المتكاملة بشكل مشترك، مما يقلل من فقدان الاقتران البصري.

3. التعاون في النظام البيئي للمصب

نظام Meta البيئي: من المقرر أن يبدأ الإنتاج الضخم لنظارات الواقع المعزز Orion في عام 2026، مع وضع طلبات موجهات الموجات SiC بالفعل مع Tianyue Advanced و Coherent والموردين الآخرين.

 

الاستبدال المحلي: تعمل العلامات التجارية الصينية مثل Huawei و OPPO على تسريع البحث والتطوير الداخلي. في عام 2024، كشفت Huawei عن النموذج الأولي لنظارات الواقع المعزز “StarRing” باستخدام موجهات الموجات SiC المنتجة محليًا.

 

المنتجات ذات الصلة

 

رقاقة كربيد السيليكون شبه العازلة 4H/6H لإنتاج/بحث/درجة وهمية