FacebooK竟然采用碳化硅!又一个蓝海市场?

原创 第三代半导体风向 2024-10-01 17:00

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今天是10月1日,是祖国母亲的第75个生日,祝愿国家繁荣昌盛,也祝大家国庆节快乐。

今天给大家报道一篇不一样的新闻——

9月25日,Meta Platforms公司(原名Facebook)发布了第一款增强现实(AR)眼镜Orion,将碳化硅带入了当下最火的“元宇宙”领域。

据介绍,这款Orion的研发历时10年,耗资十亿,由于镜片使用碳化硅材料,这使得它成为目前最轻、视野最大的的AR眼镜。

AR眼镜为什么要采用碳化硅?碳化硅的优势是什么?AR眼镜未来是否会成为碳化硅的新蓝海市场?接下来“行家说三代半”给大家介绍一下。

AR眼镜Orion差点被搁置

中国供应商解决难题

在2024年Meta Connect大会上,Meta公司CEO马克·扎克伯格正式发布了新款AR眼镜——Orion。

Orion的设计非常独特,配备了7个摄像头,并搭载了定制图形芯片和Micro LED微型显示器。

但Orion AR眼镜通过采用了碳化硅波导方案设计,重量仅为98克,一举解决了阻碍AR眼镜大规模商业化的几大难点:整体尺寸、重量、散热续航、和彩虹伪影等影响长时间佩戴体验难题——后面详细展开分析。 

据了解,Meta的Orion AR眼镜秘密研发了近十年时间,但在2022年,在Meta全面紧缩开支的阶段,扎克伯格曾决定搁置这款眼镜的发布。

据Meta高管透露,这款眼镜几乎是市场上最昂贵的——生产成本约为1万美元(约7万人民币),大部分成本来自于碳化硅镜片,并且由于镜片的加工良率太低,Meta公司差点放弃这个项目,还好有中国厂商帮忙解决了难题。

最近Orion AR眼镜的背后“功臣”浮出水面——9月24日,慕德微纳(杭州)科技有限公司召开发布会,介绍了这款AR眼镜背后的关键技术。

慕德微纳是由西湖大学未来产业研究中心孵化,据该公司首席科学家、西湖大学讲座教授仇旻介绍,碳化硅的切割加工十分困难,而他们利用激光加工技术,不仅极大地提升了Orion 碳化硅镜片的良率问题,也大幅提升了加工效率、材料利用率,从而帮助降低碳化硅镜片的成本。

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碳化硅使波导FOV 翻倍

解决重量、散热、彩虹伪影难题

很多人会问,为什么AR眼镜要用碳化硅?

在 VR 头戴设备中,要使消费者更有沉浸感,显示器视场 (FOV)是非常关键的参数,这需要用到平面波导技术。而更大的FOV可以实现更远、更大的视觉效果,这就需要提高波导光学镜片的折射率。

但问题在于,传统光学玻璃的折射率仅为2.0,严重限制了波导FOV。而碳化硅是比玻璃更理想的光学材料,其折射率高达2.7,单层碳化硅波导理论上能够支持大于80°的全彩成像,相比之下,传统玻璃单片能够提供的最大全彩色视场角不超过40°。

碳化硅的高折射率还有另一个优势。目前的波导设计通常使用两片或三片独立的玻璃——每片玻璃用于一种颜色(或一片用于两种颜色)。

而SiC实现了将三通道颜色(红、绿和蓝)组合成单片波导,这大大改善眼镜的尺寸、重量和成本,而且SiC更坚固耐压。

据仇旻介绍,碳化硅波导还解决了 AR 眼镜中常见的“彩虹伪影”问题,为用户提供了更清晰的显示效果。

此外,热量管理是 AR 眼镜面临的一个长期挑战,他们利用镜片本身进行散热,通过一种创新方法解决了这一问题。

不过,碳化硅AR眼镜的普及化还有一段路要走,据介绍,现阶段的Orion 眼镜仅用作演示和内部开发套件,大约仅生产1000副,这主要是因为售价过高。

未来是否会有更多的AR眼镜厂商跟进采用碳化硅镜片?中国拥有非常成熟的碳化硅单晶产业链和加工体系,能否帮助降低AR眼镜的成本,使这项技术进一步普及?我们拭目以待。

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