最近碳化硅半绝缘衬底被应用在AR眼镜市集的新闻热度抓续走高，当天好色网，META执行实验室发布了一篇著作，来先容增强执行（AR）开采有望加快碳化硅（SiC）采选的具体情况，咱们先来望望这篇著作的内容：

以下是原文转译：

耐久以来，工业制造业一直心疼碳化硅(SiC)，因为它可用作切削材料，具有与钻石相似的超高硬度，而本钱约莫惟一钻石的一半。碳化硅的其他优良特质，包括机械强度、热导率和低密度，已将这种材料引入光学领域，用作天际应用的薄、轻、深远的涂层光学镜面基板。

频年来，碳化硅特有的电气和机械特质还被用于提高电力电子开采的恶果和裁减本钱。当制形成单晶（具有豪阔的纯度和掺杂）时，碳化硅具有宽带隙、高临界电场和热导率，使商用电力电子开采概况在高电压和高温下运行而不会发生故障。

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反过来，这又使电力应用中的电气组件更轻、更小、热深远性更高且更高效，适用于快速增长的电动汽车和替代动力领域。仅在数据中心的使用中，这种恶果擢升瞻望可将每个系统的冷却本钱裁减约25%至40%。在替代动力开关中，使用碳化硅瞻望可使系统恶果在千瓦到兆瓦功率范围内达到高达98%。

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此外，跟着滋长的碳化硅晶体越来越纯洁并制造出得当的劣势，制造商仍是杀青了具有很是高电阻的单晶晶圆，以复古高速微波射频切换。高电子迁徙率晶体管开采已被用于启用5G和下一代通讯系统。

寰球制造商广博坚韧到碳化硅是复古向更电气化的电力基础法子改换和加多对具有更大带宽的高速电子需求的重要材料。面前正在进行的翻新见解是固有材料属性、完成的晶圆质地和后续加工跨越。

因此，出产晶圆尺寸赓续加多，面前典型的尺寸包括150毫米，200毫米的可赢得性（有14家寰球锻造厂上线），300毫米正在开发中。现时电子组件市集的需求在较旧的200毫米制造线上得到了很好的复古。与此同期，诸如肖特基势垒二极管、结型场效应晶体管和金属氧化物半导体场效应晶体管等组件赓续受益于深远的跨越。

碳化硅晶体结构不错采选多种格式；超越200种多型晶体结构是可能的。其中几种对电子和光子学应用很是感兴趣兴趣。

3C-SiC（立方或β相）和4H或6H（六方或α相）是最常见的用于要求尖酸的应用格式。频繁，3C is the simplest material， so most precursor powders start with a high proportion of this structure.某些电子应用使用这种结构，但跟着性能要求的提高，4H和6H晶体结构更受心疼。电子行业似乎将倾向于4H晶体结构，因为其具有3.23eV的大宽带隙；2.8MV/cm的击穿场；2.2×10^7cm/s的电子漂移速率；280到390K的热导率；3.2g/cm^3的密度；5.1ppm/K的扩展统统；以及在可见光谱中的折射率为2.6到2.7。晶体采纳取决于物理气相传输室条款和运行种子晶体结构。这些变量的翻新激动了向4H的改换。

不管采纳哪种材料多型体好色网，电子功能王人取决于正确的掺杂和引导劣势。碳化硅最常掺杂有氮或磷等杂质以杀青n型材料，铝或硼以杀青p型材料，以及钒以杀青半绝缘功能（其中需要高电阻以斥逐组件之间的电流流动以杀青高速电子）。

可是，在光学和光子学应用中，材料纯度频繁是低经受亏空的最紧迫决定身分。这使得光学级碳化硅成为一个意料且可能是最通用的基础基板采纳，适用于最闲居的应用，其中掺杂不错随后进行科罚。鉴于此，将掺杂和劣势局部化可能是成心的，以便在单一基板上杀青电子、光子以至量子进程。

电子行业的跨越越来越依赖于SiC的特有智力，并突显其特有智力。再加上东谈主们的坚韧不断提高和高质地材料的开发，这促使东谈主们赓续筹商SiC的光学和光子特质。举例，在2024年10月，Meta演示了将SiC用作其70°FOV增强执行(AR)眼镜原型Orion的基板。Meta与现存的工业SiC材料和开采制造商合营进行了这次演示。这次合营阐明，不错使用锻练的交易技巧制造光学级SiC基板，以达到制造高质地光学和光子结构所需的高光透射率和公役。这些晶圆基板采选步调光刻本领进行加工，以创建超卓AR波导所需的纳米结构光栅。

原型的开发考证了宽FOVAR眼镜在破费者友好型外形中的价值。这可能会给The development trajectory of SiC， AR industry， and photonics has brought significant changes. For example， it is difficult to explain the "wow" factor that users experience when wearing AR glasses， in www.sccdptt.net.cn order to convey the importance of the wide field of view achieved by SiC.感知——AR所依赖的基骨子量——自己即是一种个东谈主视角。而AR开采异日的交易凯旋最终将取决于空间戒指、社会收受度、便携性和本钱等身分。

此外，斟酌到破费者对电视、电脑炫耀器和出动开采的历史步履，咱们不错合理地预期，要是不葬送其他紧迫的家具属性，很多破费者会想要更大的炫耀屏。

但即使在这种布景下，很显著，宽视场提供了与寰宇锁定的数字内容，当率领者调理头部、躯壳和眼睛的位置时，这些内容仍会保留在率领者的视场中。这是“信息”或“智能”炫耀器与无缺AR之间的根底别离，在无缺AR中，情境对象不错重叠在执行寰宇之上，以有意料的神态增强咱们的夹杂感知。诚然这两种体验王人有价值，但无缺AR的体验超越了任何炫耀系统或东谈主机界面在耐久可用的格式下所杀青的体验。

在这种情况下，Meta's Orion prototype demonstration is expected to become a milestone in the future of AR devices and their architecture. In all www.qqadj.cn waveguide based AR displays (including Meta's Orion prototype)中，有两个身分从根底上戒指了系统的视场。最初是举座炫耀恶果。在允许的光学系统光展量范围内，波导和投影仪引擎对眼睛的电光恶果的组合决定了这种恶果。在分量戒指的情况下，系统的热（头部耗散可用性）和功率密度戒指了视场。

第二个身分是光学系统光展量自己的戒指，它由波导基板与其界面（频繁是空气或低折射率材料）之间的折射率相反抑止。这些界面之间的折射率相反越大，光学系统的角度收受度就越大，波导或光栅联想师在均衡重要图像量度方面的目田度就越大。波导联想师和镜片联想师一样，除了本钱和复杂性除外，还必须量度性能参数。

在波导联想中，这些参数包括偏色均匀性（通过成像器校准进行阅兵，但代价是恶果亏空）、调制传递函数、重影、举座恶果和正面光栅向外界的流露。另一个参数是彩虹伪影。这些关于Especially con cerning www.vbmobile.cn for fully diffractive waveguides.它们描摹了外部光源与波导衍射光栅的耦合以及率领者视场内光的散射开释。这些彩虹伪影会跟着率领者相干于光源的位置而出动和变化。

在Orion演示中，炫耀器是三个袖珍LED投影仪。这些元件提供红色、绿色和蓝色光学瞳孔，每个瞳孔王人通过衍射输入耦合器前进，该耦合器被制成名义浮雕光栅，将图像馈赠到SiC基板中以复古全内反射。全内反射复制光学瞳孔并将这些多个瞳孔呈现到基板的输出头上，该基板包含一个衍射输出耦合器，不管位置怎么王人不错将光辉传送到眼睛中。该基板组成了眼镜镜片结构的一部分。

第二个输出光栅构建在此名义上，并采纳性地将瞳孔耦合出去以呈现一个眼罩，率领者不管眼睛位置怎么王人不错接收光辉。SiC在可见光范围内的高折射率在2.6和2.7之间，使基板概况复古基板里面更大的全内反射角度范围和>70°对角线视场以及所需的大光学扩展量。

联想师还不错应用高折射率带来的迤逦智力，将彩虹位置移向视场边际。这有助于Reduce the impact on the wearer. In fact， most interfering rainbows with a refractive index greater www.veeim.cn thanapproximately 2.5 can be elim Reduce www.rainbowcandy.cn inated.这使得SiC（在可见光范围内具有高折射率）成为最好基板采纳，不管视场怎么：高折射率玻璃和铌酸锂等替代材料选项将在这种情况下保留彩虹伪影。

除了材料特质除外，扩大和发展现存供应链以及裁减筹商本钱关于光学和光子学行业（最初是AR领域）大领域采选光学级SiC至关紧迫。要杀青大领域采选，必须详情盼愿供应链的具体内容。最初，它必须以破费者友好的价钱促进基板和无缺波导的可靠寄托。这需要从具有可伸削弱型开采的电子家具转向具有相对较大组件的光学器件，从而杀青想维和业务的改换。AR波导对角线约为50毫米，每副眼镜需要两个。因此，即使是100万副眼镜的小批量破费级眼镜，每200毫米晶圆也需要约莫300，000个基板和约莫四对镜片。

这个数字为SiC衬底制造商提供了一个紧迫的契机来杀青业务多元化。跟着电力电子业务的增长放缓至2024年，以及欧洲和北好意思电动汽车销售率和基础法子退换率不测着落，多元化客户组合的紧迫性已变得不言而喻。这导致SiC产能未得到充分应用，很多准备好的法子可用或准备扩大领域，但处于停滞状况。

波导功能通过其对东谈主眼的影响来筹办。Meta的Orion演示展示了一个带有三个袖珍LED投影仪的原型。衍射输入耦合器以碳化硅(SiC)基板中的名义浮雕光栅格式制造，复古全内反射，直到它通过名义浮雕光栅输出耦合器开释到眼睛。图片由Meta提供。

此外，现时电子用衬底的价钱压力也已走漏。这仍是弥补了复古破费级AR波导所需的一些价钱差距。The release of the Orion prototype and the momentum it has brought have enlivened the SiC supply chain， prompting it to focus on developing and expanding optical grade SiC.

这一排变的时机可能标明，面前存在盼愿的条款，不错从200毫米基础法子入手，马上向300毫米发展，以加多产量并进一步裁减本钱，从而为初次推出宽视场AR眼镜奠定基础。

诚然走向大领域采选的挑战是着实存在的，但它们不再全王人是本领问题。相悖，它们更准确地由工程和交易问题界说。

历史——终点是太阳能电板板和电板，两者在往日十年中王人以价钱大幅着落为特征——标明，跟着加工和材料开发的跨越，当波及大型市集时，这些问题是不错克服的。这种变化的速率频繁是由学术、工业和政府机构之间的合营激动的，这些机构同期参与激动不行幸免的变化。

也不错敬佩的是，跟着贪图的投资，SiC材料的产量和质地将赓续提高。更高纯度的材料将激动第二波电子家具的翻新和宽视场AR炫耀器新市集的出现。

向SiC过渡的下一步具体动作更具推测性，但一样引东谈主驻防。很多光子学筹商东谈主员在光学级基板问世之前就入手筹商SiC。这为研发责任提供了一些布景，这些研发责任展示了很多不同的有源和无源光子开采，包括分束器、偏振分束器、光开关、梳状物以及微环和微盘谐振器。

此外，SiC晶体结构中的特定材料劣势已被阐明复古量子臆想单光子源的创建和可寻址性。面前，局部掺杂和劣势科罚，以及涂层、蚀刻、堆叠等纳米制造工艺，不错杀青电子、光子学和量子光子学的会通，统统这些王人分享一个共同的基板，以无缝匹配跨功能平台集成电路和臆想。假定异日有一个自我强化的生态系统，为SiC周围的组书册成光电子学开辟一条谈路，这显著很意料。面前，东谈主工智能基础法子的稠密跨越和量子臆想的冲破正在界说本领方法。要是量子霸权得到考证，瞻望将入手扩展，并将竭力将这种臆想应用于东谈主工智能推理和磨练。这将需要一个低本钱的电子到光子和量子复古基础法子。与此同期，东谈主工智能臆想仍是在不断扩展，数据科罚需要广博的职业器基础法子投资以及复古它们的电力系统。这将使恶果比面前愈加紧迫。而且，它将进一步激动筹商并加多SiC电子家具的业务。

AR眼镜将成为东谈主工智能基础法子的主要用户好色网，因为需要对及时荆棘文信息进行磨练，何况生成的信息通过基于SiC的宽视场眼镜传递。也许SiC上的量子臆想最终将提供下一个东谈主工智能基础法子设置，为可一稔臆想的异日提供复古。这与由固态晶体管集成电路向臆想标的激动的自我杀青的轮回生态系统并无不同，这些生态系统导致了炫耀和东谈主工智能。但面前，要是这种情况再次发生，电子学、光子学和量子物理学将会会通。

发布于：四川省