सिलिकॉन कार्बाइड ऑप्टिकल वेवगाइड के अनुप्रयोग - -एआर चश्मा
सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) तरंगमार्गियों में 2.7 तक का उच्च अपवर्तन सूचकांक होता है (ग्लास सब्सट्रेट के लिए केवल 2.0 की तुलना में), जिससे कुल आंतरिक प्रतिबिंब दक्षता में काफी वृद्धि होती है।यह बहु-परत तरंग गाइड ढेर की जरूरत को कम करता है और एक एकल परत तरंग गाइड के साथ पूर्ण रंग प्रदर्शन सक्षम बनाता है. यह गुण प्रभावी रूप से पारंपरिक सतह राहत ग्रिटिंग (एसआरजी) तरंग गाइडों में "रेनबो प्रभाव" को संबोधित करता है, जो तरंग दैर्ध्यों में विवर्तन दक्षता में भिन्नता के कारण होता है,जबकि यह भी कांच आधारित प्रणालियों की तुलना में 30% से अधिक द्वारा ऑप्टिकल हानि को कम.
केस स्टडी: सीआईसी तरंग मार्गियों को एकीकृत करने के बाद, मेटा के ओरियन एआर चश्मे ने 5 मिमी से कम की ऑप्टिकल इंजन मोटाई हासिल की, 40% वजन में कमी आई, और प्रकाश दक्षता में 85% तक सुधार हुआ।
सीआईसी में अत्यधिक ऊष्मा चालकता (490 डब्ल्यू/एम.के.) है, जो कांच की तुलना में 100 गुना अधिक है, जो आर.ए. उपकरणों में उच्च-शक्ति वाले प्रकाश स्रोतों से गर्मी को कुशलतापूर्वक फैलाता है, जिससे थर्मल विकृति कम हो जाती है।मोहस कठोरता 9 के साथ.5 (केवल हीरे के बाद दूसरा), SiC उत्कृष्ट पहनने के प्रतिरोध भी प्रदान करता है, जिससे यह उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में दीर्घकालिक उपयोग के लिए आदर्श है।
सीआईसी पराबैंगनी से मध्य अवरक्त तक अल्ट्रा-वाइडबैंड ट्रांसमिशन का समर्थन करता है, जो माइक्रो एलईडी और लेजर स्कैनिंग जैसी अगली पीढ़ी की डिस्प्ले प्रौद्योगिकियों के साथ संगतता सुनिश्चित करता है।मेटा लैब्स ने पहले ही होलोग्राफिक प्रक्षेपण प्रणालियों में अपने प्रदर्शन लाभों को मान्य किया है.
| वेवगइड सब्सट्रेट सामग्री | राल | ग्लास (उच्च सूचकांक वाले ग्लास सहित) | सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) |
|---|---|---|---|
| चित्रण | राल | ग्लास | एस |
| अपवर्तक सूचकांक | 1.49 ¢ 1.6 | 1.5 ¢1.9 | 2.7 |
| ऑप्टिकल बैंडविड्थ | संकीर्ण | मध्यम | चौड़ा |
| ऊष्मा चालकता | कम | मध्यम | बहुत उच्च |
| जंग प्रतिरोध | मध्यम | उच्च | बहुत उच्च |
| लागत | कम | मध्यम | उच्च |
| प्रक्रिया में कठिनाई | आराम से | मध्यम | कठिन |
उपभोक्ता एआर विस्तार: एप्पल का विजन प्रो उद्योग को आगे बढ़ा रहा है। 2030 तक, वैश्विक एआर चश्मा शिपमेंट 200 मिलियन यूनिट तक पहुंचने का अनुमान है,30% के लिए 60 मिलियन इकाइयों के बराबर SiC वेवगाइड समाधानों को अपनाने की उम्मीद है.
उद्यम अनुप्रयोग: औद्योगिक और चिकित्सा क्षेत्रों में उच्च चमक, उच्च तापमान प्रतिरोधी एआर उपकरणों की मांग बढ़ रही है। सीआईसी तरंग गाइड चरम वातावरण में स्पष्ट फायदे प्रदर्शित करते हैं।
वर्तमान कठिनाइयां: सीआईसी तरंग गाइडों की वर्तमान इकाई लागत लगभग 1 अमरीकी डालर है,000, सामग्री (उच्च शुद्धता वाले सीआईसी पाउडर) के लिए ~ 40% के साथ। कम विनिर्माण उपज (20% से कम) के परिणामस्वरूप प्रति टुकड़ा 500 अमरीकी डालर तक की सामग्री हानि लागत होती है।
लागत में कमी की रणनीति:
सामग्री: 8 इंच के सीआईसी सब्सट्रेट का बड़े पैमाने पर उत्पादन (वर्ष 2026 के बाद होने की उम्मीद है) कच्चे माल की लागत में 30% की कमी ला सकता है।
प्रक्रिया: फेमटोसेकंड लेजर कटिंग जैसी उन्नत तकनीकें उपज में 50% से अधिक की वृद्धि कर सकती हैं।
पैमाना: मेटा और एप्पल जैसे प्रमुख खिलाड़ियों के ऑर्डर क्षमता विस्तार को बढ़ावा देंगे। चूंकि मूल्यह्रास की लागतों को समाप्त कर दिया जाता है, इसलिए इकाई लागत 1,000 युआन प्रति टुकड़ा (~ 140 अमरीकी डालर) से नीचे गिरने की उम्मीद है।
रूढ़िवादी परिदृश्य (2030, 6 मिलियन यूनिट): इकाई मूल्य 1,000 युआन → बाजार का आकार 6 अरब युआन।
आशावादी परिदृश्य (30% प्रवेश, 10 मिलियन इकाइयां): इकाई मूल्य 1,000 युआन → बाजार का आकार 10 अरब युआन।
तकनीकी बाधाएं: तियानयुई के पास अर्ध-अवरोधक सीआईसी सब्सट्रेट में 14% वैश्विक बाजार हिस्सेदारी (2023) है। इसने 8 इंच के सब्सट्रेट के उत्पादन में अग्रणी भूमिका निभाई है, जिसमें विस्थापन घनत्व 0.5 / सेमी 2 से कम हो गया है।
क्षमता योजनाएं: 2025 तक, 6 इंच के सीआईसी सब्सट्रेट की क्षमता 500,000 वेफर्स/वर्ष तक पहुंच जाएगी, और आर वेवगाइड उत्पादन का समर्थन करने के लिए 8 इंच की पायलट लाइन शुरू की गई है।
उत्कीर्णन उपकरण: एएमईसी के उन्नत आईसीपी उत्कीर्णन उपकरण ने 5 एनएम की सटीकता हासिल की है, जो सीआईसी तरंगमार्गों पर नैनोग्रेटिंग निर्माण के लिए उपयुक्त है।
पैकेजिंग एकीकरण: हुवावे हाइसिलिकॉन और सनी ऑप्टिकल एकीकृत तरंग-निर्देशक सेंसर मॉड्यूल विकसित कर रहे हैं, जो ऑप्टिकल युग्मन हानि को कम करते हैं।
मेटा पारिस्थितिकी तंत्र: ऑरियन एआर चश्मे का 2026 में बड़े पैमाने पर उत्पादन निर्धारित है, जिसमें सिसिसी वेवगाइड ऑर्डर पहले ही टियान्यूए एडवांस्ड, कोहोरेंट और अन्य आपूर्तिकर्ताओं के साथ रखे गए हैं।
घरेलू विकल्प: हुआवेई और ओपीपीओ जैसे चीनी ब्रांड अपने स्वयं के आर एंड डी में तेजी ला रहे हैं। 2024 में, हुआवेई ने घरेलू रूप से उत्पादित सीआईसी वेवगाइड का उपयोग करके अपने स्टार्रिंग एआर चश्मे के प्रोटोटाइप का अनावरण किया।
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केस स्टडी: सीआईसी तरंग मार्गियों को एकीकृत करने के बाद, मेटा के ओरियन एआर चश्मे ने 5 मिमी से कम की ऑप्टिकल इंजन मोटाई हासिल की, 40% वजन में कमी आई, और प्रकाश दक्षता में 85% तक सुधार हुआ।
सीआईसी में अत्यधिक ऊष्मा चालकता (490 डब्ल्यू/एम.के.) है, जो कांच की तुलना में 100 गुना अधिक है, जो आर.ए. उपकरणों में उच्च-शक्ति वाले प्रकाश स्रोतों से गर्मी को कुशलतापूर्वक फैलाता है, जिससे थर्मल विकृति कम हो जाती है।मोहस कठोरता 9 के साथ.5 (केवल हीरे के बाद दूसरा), SiC उत्कृष्ट पहनने के प्रतिरोध भी प्रदान करता है, जिससे यह उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में दीर्घकालिक उपयोग के लिए आदर्श है।
सीआईसी पराबैंगनी से मध्य अवरक्त तक अल्ट्रा-वाइडबैंड ट्रांसमिशन का समर्थन करता है, जो माइक्रो एलईडी और लेजर स्कैनिंग जैसी अगली पीढ़ी की डिस्प्ले प्रौद्योगिकियों के साथ संगतता सुनिश्चित करता है।मेटा लैब्स ने पहले ही होलोग्राफिक प्रक्षेपण प्रणालियों में अपने प्रदर्शन लाभों को मान्य किया है.
| वेवगइड सब्सट्रेट सामग्री | राल | ग्लास (उच्च सूचकांक वाले ग्लास सहित) | सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) |
|---|---|---|---|
| चित्रण | राल | ग्लास | एस |
| अपवर्तक सूचकांक | 1.49 ¢ 1.6 | 1.5 ¢1.9 | 2.7 |
| ऑप्टिकल बैंडविड्थ | संकीर्ण | मध्यम | चौड़ा |
| ऊष्मा चालकता | कम | मध्यम | बहुत उच्च |
| जंग प्रतिरोध | मध्यम | उच्च | बहुत उच्च |
| लागत | कम | मध्यम | उच्च |
| प्रक्रिया में कठिनाई | आराम से | मध्यम | कठिन |
उपभोक्ता एआर विस्तार: एप्पल का विजन प्रो उद्योग को आगे बढ़ा रहा है। 2030 तक, वैश्विक एआर चश्मा शिपमेंट 200 मिलियन यूनिट तक पहुंचने का अनुमान है,30% के लिए 60 मिलियन इकाइयों के बराबर SiC वेवगाइड समाधानों को अपनाने की उम्मीद है.
उद्यम अनुप्रयोग: औद्योगिक और चिकित्सा क्षेत्रों में उच्च चमक, उच्च तापमान प्रतिरोधी एआर उपकरणों की मांग बढ़ रही है। सीआईसी तरंग गाइड चरम वातावरण में स्पष्ट फायदे प्रदर्शित करते हैं।
वर्तमान कठिनाइयां: सीआईसी तरंग गाइडों की वर्तमान इकाई लागत लगभग 1 अमरीकी डालर है,000, सामग्री (उच्च शुद्धता वाले सीआईसी पाउडर) के लिए ~ 40% के साथ। कम विनिर्माण उपज (20% से कम) के परिणामस्वरूप प्रति टुकड़ा 500 अमरीकी डालर तक की सामग्री हानि लागत होती है।
लागत में कमी की रणनीति:
सामग्री: 8 इंच के सीआईसी सब्सट्रेट का बड़े पैमाने पर उत्पादन (वर्ष 2026 के बाद होने की उम्मीद है) कच्चे माल की लागत में 30% की कमी ला सकता है।
प्रक्रिया: फेमटोसेकंड लेजर कटिंग जैसी उन्नत तकनीकें उपज में 50% से अधिक की वृद्धि कर सकती हैं।
पैमाना: मेटा और एप्पल जैसे प्रमुख खिलाड़ियों के ऑर्डर क्षमता विस्तार को बढ़ावा देंगे। चूंकि मूल्यह्रास की लागतों को समाप्त कर दिया जाता है, इसलिए इकाई लागत 1,000 युआन प्रति टुकड़ा (~ 140 अमरीकी डालर) से नीचे गिरने की उम्मीद है।
रूढ़िवादी परिदृश्य (2030, 6 मिलियन यूनिट): इकाई मूल्य 1,000 युआन → बाजार का आकार 6 अरब युआन।
आशावादी परिदृश्य (30% प्रवेश, 10 मिलियन इकाइयां): इकाई मूल्य 1,000 युआन → बाजार का आकार 10 अरब युआन।
तकनीकी बाधाएं: तियानयुई के पास अर्ध-अवरोधक सीआईसी सब्सट्रेट में 14% वैश्विक बाजार हिस्सेदारी (2023) है। इसने 8 इंच के सब्सट्रेट के उत्पादन में अग्रणी भूमिका निभाई है, जिसमें विस्थापन घनत्व 0.5 / सेमी 2 से कम हो गया है।
क्षमता योजनाएं: 2025 तक, 6 इंच के सीआईसी सब्सट्रेट की क्षमता 500,000 वेफर्स/वर्ष तक पहुंच जाएगी, और आर वेवगाइड उत्पादन का समर्थन करने के लिए 8 इंच की पायलट लाइन शुरू की गई है।
उत्कीर्णन उपकरण: एएमईसी के उन्नत आईसीपी उत्कीर्णन उपकरण ने 5 एनएम की सटीकता हासिल की है, जो सीआईसी तरंगमार्गों पर नैनोग्रेटिंग निर्माण के लिए उपयुक्त है।
पैकेजिंग एकीकरण: हुवावे हाइसिलिकॉन और सनी ऑप्टिकल एकीकृत तरंग-निर्देशक सेंसर मॉड्यूल विकसित कर रहे हैं, जो ऑप्टिकल युग्मन हानि को कम करते हैं।
मेटा पारिस्थितिकी तंत्र: ऑरियन एआर चश्मे का 2026 में बड़े पैमाने पर उत्पादन निर्धारित है, जिसमें सिसिसी वेवगाइड ऑर्डर पहले ही टियान्यूए एडवांस्ड, कोहोरेंट और अन्य आपूर्तिकर्ताओं के साथ रखे गए हैं।
घरेलू विकल्प: हुआवेई और ओपीपीओ जैसे चीनी ब्रांड अपने स्वयं के आर एंड डी में तेजी ला रहे हैं। 2024 में, हुआवेई ने घरेलू रूप से उत्पादित सीआईसी वेवगाइड का उपयोग करके अपने स्टार्रिंग एआर चश्मे के प्रोटोटाइप का अनावरण किया।
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