Toepassingen van siliconcarbide optische golfleiders - -AR-brillen

Toepassingen van Siliciumcarbide Optische Golfgeleiders - -AR Brillen

 

I. Kerntechnologische Voordelen van Siliciumcarbide (SiC) Golfgeleiders

1. Hoge Brekingsindex en Doorbraak in Optische Prestaties

Siliciumcarbide (SiC) golfgeleiders bieden een hoge brekingsindex van maximaal 2,7 (vergeleken met slechts 2,0 voor glazen substraten), wat de efficiëntie van totale interne reflectie aanzienlijk verbetert. Dit vermindert de behoefte aan meerlaagse golfgeleiderstapels en maakt full-color weergave met een enkele-laags golfgeleider mogelijk. Deze eigenschap pakt effectief het “regenboogeffect” aan in traditionele Surface Relief Grating (SRG) golfgeleiders, veroorzaakt door variaties in diffractie-efficiëntie over golflengtes, terwijl het ook optisch verlies vermindert—met meer dan 30% in vergelijking met systemen op basis van glas.

 

Casestudy: Na integratie van SiC golfgeleiders bereikten Meta's Orion AR-brillen een optische engine dikte van minder dan 5 mm, een gewichtsvermindering van 40% en een lichtefficiëntie verbeterd tot 85%.

2. Thermische Stabiliteit en Mechanische Sterkte

SiC heeft een extreem hoge thermische geleidbaarheid (490 W/m·K), meer dan 100 keer die van glas, wat de warmte van high-power lichtbronnen in AR-apparaten efficiënt afvoert, waardoor thermische vervorming wordt geminimaliseerd. Met een Mohs-hardheid van 9,5 (alleen overtroffen door diamant) biedt SiC ook een uitstekende slijtvastheid, waardoor het ideaal is voor langdurig gebruik in consumentenelektronica.

3. Compatibiliteit met Toekomstige Technologie Trends

SiC ondersteunt ultra-breedband transmissie van ultraviolet tot midden-infrarood, waardoor compatibiliteit met volgende generatie weergavetechnologieën zoals Micro LED en laserscanning wordt gegarandeerd. Meta Labs heeft de prestatievoordelen al gevalideerd in holografische projectiesystemen.

 

 

Golfgeleider Substraatmateriaal	Hars	Glas (incl. Glas met Hoge Index)	Siliciumcarbide (SiC)
Illustratie	Hars	Glas	S
Brekingsindex	1.49–1.6	1.5–1.9	2.7
Optische Bandbreedte	Smal	Medium	Breed
Thermische Geleidbaarheid	Laag	Medium	Zeer Hoog
Corrosiebestendigheid	Medium	Hoog	Zeer Hoog
Kosten	Laag	Medium	Hoog
Verwerkingsmoeilijkheid	Gemakkelijk	Medium	Moeilijk

---

II. Marktpotentieel Schatting en Belangrijkste Groeifactoren

1. Vraagzijde: Groeiende AR Hardware Penetratie

 

Consumenten AR Expansie: Apple’s Vision Pro stuwt de industrie vooruit. Tegen 2030 wordt verwacht dat de wereldwijde AR-brillen verzendingen 200 miljoen eenheden zullen bereiken, waarbij 30% naar verwachting SiC golfgeleideroplossingen zal adopteren—gelijk aan 60 miljoen eenheden.

 

Bedrijfstoepassingen: Industriële en medische gebieden verhogen de vraag naar AR-apparaten met hoge helderheid en hoge temperatuurbestendigheid. SiC golfgeleiders tonen duidelijke voordelen in extreme omgevingen.

2. Kostenreductie Trajecten

 

Huidige Knelpunten: De huidige eenheidskosten van SiC golfgeleiders bedragen ongeveer USD 1.000, waarbij materialen (SiC-poeders met hoge zuiverheid) ~40% voor hun rekening nemen. Een lage productie-opbrengst (minder dan 20%) resulteert in materiaalkosten van maximaal USD 500 per stuk.

 

Kostenreductie Strategieën:

Materialen: Massaproductie van 8-inch SiC-substraten (verwacht na 2026) zou de grondstofkosten met 30% kunnen verlagen.

 

Proces: Geavanceerde technieken zoals femtoseconde laser snijden kunnen de opbrengst verbeteren tot meer dan 50%.

 

Schaal: Orders van grote spelers zoals Meta en Apple zullen de capaciteitsuitbreiding stimuleren. Naarmate afschrijvingskosten worden afgeschreven, zullen de eenheidskosten naar verwachting onder de RMB 1.000 per stuk (~USD 140) dalen.

3. Marktprognose

Conservatief Scenario (2030, 6 miljoen eenheden): Eenheidsprijs bij RMB 1.000 → Marktomvang van RMB 6 miljard.

 

Optimistisch Scenario (30% penetratie, 10 miljoen eenheden): Eenheidsprijs bij RMB 1.000 → Marktomvang van RMB 10 miljard.

---

III. Belangrijkste Segmenten in de Industriële Keten en Binnenlandse Kansen

1. Substraatmateriaal: Strategische Positie van Tianyue Advanced

 

Technologische Barrières: Tianyue heeft een wereldwijd marktaandeel van 14% (2023) in semi-isolerende SiC-substraten. Het heeft de productie van 8-inch substraten met een dislocatiedichtheid van minder dan 0,5/cm² gepionierd.

 

Capaciteitsplannen: Tegen 2025 zal de capaciteit van 6-inch SiC-substraten 500.000 wafers/jaar bereiken, en een 8-inch proeflijn is in gebruik genomen om de productie van AR-golfgeleiders te ondersteunen.

2. Verwerkingsapparatuur en Technologie

 

Etsgereedschap: Geavanceerde ICP-etsapparatuur van AMEC heeft een precisie van 5 nm bereikt, geschikt voor nanograting fabricage op SiC golfgeleiders.

 

Verpakkingsintegratie: Huawei HiSilicon en Sunny Optical ontwikkelen gezamenlijk geïntegreerde golfgeleider-sensormodules, waardoor optisch koppelingsverlies wordt verminderd.

3. Samenwerking in het Downstream Ecosysteem

Meta Ecosysteem: De Orion AR-brillen staan gepland voor massaproductie in 2026, met SiC golfgeleiderorders die al zijn geplaatst bij Tianyue Advanced, Coherent en andere leveranciers.

 

Binnenlandse Vervanging: Chinese merken zoals Huawei en OPPO versnellen hun interne R&D. In 2024 onthulde Huawei zijn “StarRing” AR-brillen prototype met behulp van in eigen land geproduceerde SiC golfgeleiders.

 

Gerelateerde producten

 

4H/6H Semi-Isolerende Siliciumcarbide Wafer Voor Productie/Onderzoek/Dummy Grade