સિલિકોન કાર્બાઇડ (SiC) AR ચશ્મામાં કેવી રીતે પ્રવેશ કરે છે?

ઓગમેન્ટેડ રિયાલિટી (AR) ટેકનોલોજીના ઝડપી વિકાસ સાથે, AR ટેકનોલોજીના એક મહત્વપૂર્ણ વાહક તરીકે સ્માર્ટ ચશ્મા ધીમે ધીમે ખ્યાલથી વાસ્તવિકતા તરફ સંક્રમણ કરી રહ્યા છે. જો કે, સ્માર્ટ ચશ્માના વ્યાપક અપનાવવાથી હજુ પણ ઘણા તકનીકી પડકારોનો સામનો કરવો પડે છે, ખાસ કરીને ડિસ્પ્લે ટેકનોલોજી, વજન, ગરમીનું વિસર્જન અને ઓપ્ટિકલ પ્રદર્શનના સંદર્ભમાં. તાજેતરના વર્ષોમાં, સિલિકોન કાર્બાઇડ (SiC), એક ઉભરતી સામગ્રી તરીકે, વિવિધ પાવર સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણો અને મોડ્યુલોમાં વ્યાપકપણે લાગુ કરવામાં આવ્યું છે. તે હવે મુખ્ય સામગ્રી તરીકે AR ચશ્મા ક્ષેત્રમાં પ્રવેશ કરી રહ્યું છે. સિલિકોન કાર્બાઇડનો ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ, ઉત્તમ ગરમીનું વિસર્જન ગુણધર્મો અને ઉચ્ચ કઠિનતા, અન્ય સુવિધાઓની સાથે, ડિસ્પ્લે ટેકનોલોજી, હળવા ડિઝાઇન અને AR ચશ્માના ગરમીના વિસર્જનમાં એપ્લિકેશન માટે નોંધપાત્ર સંભાવના દર્શાવે છે. અમે પ્રદાન કરી શકીએ છીએSiC વેફર, જે આ ક્ષેત્રોને સુધારવામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. નીચે, આપણે શોધીશું કે સિલિકોન કાર્બાઇડ તેના ગુણધર્મો, તકનીકી સફળતાઓ, બજાર એપ્લિકેશનો અને ભવિષ્યની સંભાવનાઓના પાસાઓથી સ્માર્ટ ચશ્મામાં ક્રાંતિકારી ફેરફારો કેવી રીતે લાવી શકે છે.

સિલિકોન કાર્બાઇડના ગુણધર્મો અને ફાયદા

સિલિકોન કાર્બાઇડ એક વિશાળ બેન્ડગેપ સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી છે જેમાં ઉચ્ચ કઠિનતા, ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા અને ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ જેવા ઉત્તમ ગુણધર્મો છે. આ લાક્ષણિકતાઓ તેને ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો, ઓપ્ટિકલ ઉપકરણો અને થર્મલ મેનેજમેન્ટમાં ઉપયોગ માટે વ્યાપક સંભાવના આપે છે. ખાસ કરીને સ્માર્ટ ચશ્માના ક્ષેત્રમાં, સિલિકોન કાર્બાઇડના ફાયદા મુખ્યત્વે નીચેના પાસાઓમાં પ્રતિબિંબિત થાય છે:

ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ: સિલિકોન કાર્બાઇડનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ 2.6 થી વધુ છે, જે રેઝિન (1.51-1.74) અને કાચ (1.5-1.9) જેવી પરંપરાગત સામગ્રી કરતા ઘણો વધારે છે. ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સનો અર્થ એ છે કે સિલિકોન કાર્બાઇડ પ્રકાશના પ્રસારને વધુ અસરકારક રીતે અટકાવી શકે છે, પ્રકાશ ઉર્જા નુકશાન ઘટાડે છે, જેનાથી ડિસ્પ્લે બ્રાઇટનેસ અને વ્યૂ ફીલ્ડ (FOV) માં સુધારો થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, મેટાના ઓરિઅન AR ચશ્મા સિલિકોન કાર્બાઇડ વેવગાઇડ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરે છે, જે 70-ડિગ્રી વ્યૂ ફીલ્ડ પ્રાપ્ત કરે છે, જે પરંપરાગત કાચ સામગ્રીના 40-ડિગ્રી વ્યૂ ફીલ્ડ કરતા ઘણો વધારે છે.

ઉત્તમ ગરમીનું વિસર્જન: સિલિકોન કાર્બાઇડમાં સામાન્ય કાચ કરતા સેંકડો ગણી વધુ થર્મલ વાહકતા હોય છે, જે ઝડપી ગરમીનું વહન સક્ષમ બનાવે છે. AR ચશ્મા માટે ગરમીનું વિસર્જન એક મુખ્ય મુદ્દો છે, ખાસ કરીને ઉચ્ચ-તેજસ્વીતા ડિસ્પ્લે અને લાંબા સમય સુધી ઉપયોગ દરમિયાન. સિલિકોન કાર્બાઇડ લેન્સ ઓપ્ટિકલ ઘટકો દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ગરમીને ઝડપથી સ્થાનાંતરિત કરી શકે છે, જે ઉપકરણની સ્થિરતા અને આયુષ્યમાં વધારો કરે છે. અમે SiC વેફર પ્રદાન કરી શકીએ છીએ જે આવા એપ્લિકેશનોમાં અસરકારક થર્મલ મેનેજમેન્ટ સુનિશ્ચિત કરે છે.

ઉચ્ચ કઠિનતા અને ઘસારો પ્રતિકાર: સિલિકોન કાર્બાઇડ એ જાણીતી સૌથી કઠિન સામગ્રીઓમાંની એક છે, જે હીરા પછી બીજા ક્રમે છે. આ સિલિકોન કાર્બાઇડ લેન્સને વધુ ઘસારો-પ્રતિરોધક બનાવે છે, જે રોજિંદા ઉપયોગ માટે યોગ્ય છે. તેનાથી વિપરીત, કાચ અને રેઝિન સામગ્રીમાં સ્ક્રેચ વધુ હોય છે, જે વપરાશકર્તાના અનુભવને અસર કરે છે.

રેઈન્બો-વિરોધી અસર: AR ચશ્મામાં પરંપરાગત કાચની સામગ્રી રેઈન્બો અસર ઉત્પન્ન કરે છે, જ્યાં આસપાસનો પ્રકાશ વેવગાઈડ સપાટી પરથી પ્રતિબિંબિત થાય છે, જે ગતિશીલ રંગ પ્રકાશ પેટર્ન બનાવે છે. સિલિકોન કાર્બાઈડ ગ્રેટિંગ સ્ટ્રક્ચરને ઑપ્ટિમાઇઝ કરીને આ સમસ્યાને અસરકારક રીતે દૂર કરી શકે છે, આમ ડિસ્પ્લે ગુણવત્તામાં સુધારો કરે છે અને વેવગાઈડ સપાટી પર એમ્બિયન્ટ પ્રકાશના પ્રતિબિંબને કારણે થતી રેઈન્બો અસરને દૂર કરે છે.

AR ચશ્મામાં સિલિકોન કાર્બાઇડની ટેકનોલોજીકલ સફળતાઓ

તાજેતરના વર્ષોમાં, AR ચશ્મામાં સિલિકોન કાર્બાઇડની તકનીકી પ્રગતિ મુખ્યત્વે વિવર્તન વેવગાઇડ લેન્સના વિકાસ પર કેન્દ્રિત છે. વિવર્તન વેવગાઇડ એ એક ડિસ્પ્લે ટેકનોલોજી છે જે પ્રકાશના વિવર્તન ઘટનાને વેવગાઇડ માળખા સાથે જોડે છે જેથી લેન્સમાં ગ્રેટિંગ દ્વારા ઓપ્ટિકલ ઘટકો દ્વારા ઉત્પન્ન થતી છબીઓનો પ્રચાર થાય. આ લેન્સની જાડાઈ ઘટાડે છે, જેના કારણે AR ચશ્મા નિયમિત ચશ્માની નજીક દેખાય છે.

ઓક્ટોબર 2024 માં, મેટા (અગાઉનું ફેસબુક) એ તેના ઓરિઅન AR ચશ્મામાં માઇક્રોએલઈડી સાથે સિલિકોન કાર્બાઇડ-એચ્ડ વેવગાઇડ્સનો ઉપયોગ રજૂ કર્યો, જેનાથી દૃશ્ય ક્ષેત્ર, વજન અને ઓપ્ટિકલ આર્ટિફેક્ટ્સ જેવા ક્ષેત્રોમાં મુખ્ય અવરોધો ઉકેલાયા. મેટાના ઓપ્ટિકલ વૈજ્ઞાનિક પાસ્ક્યુઅલ રિવેરાએ જણાવ્યું હતું કે સિલિકોન કાર્બાઇડ વેવગાઇડ ટેકનોલોજીએ AR ચશ્માની ડિસ્પ્લે ગુણવત્તાને સંપૂર્ણપણે બદલી નાખી, અનુભવને "ડિસ્કો-બોલ જેવા મેઘધનુષ્ય પ્રકાશ સ્થળો" થી "કોન્સર્ટ હોલ જેવા શાંત અનુભવ" માં બદલી નાખ્યો.

ડિસેમ્બર 2024 માં, XINKEHUI એ વિશ્વનો પ્રથમ 12-ઇંચ ઉચ્ચ-શુદ્ધતા સેમી-ઇન્સ્યુલેટીંગ સિલિકોન કાર્બાઇડ સિંગલ ક્રિસ્ટલ સબસ્ટ્રેટ સફળતાપૂર્વક વિકસાવ્યો, જે મોટા કદના સબસ્ટ્રેટના ક્ષેત્રમાં એક મોટી સફળતા દર્શાવે છે. આ ટેકનોલોજી AR ચશ્મા અને હીટ સિંક જેવા નવા ઉપયોગના કિસ્સાઓમાં સિલિકોન કાર્બાઇડના ઉપયોગને વેગ આપશે. ઉદાહરણ તરીકે, 12-ઇંચનું સિલિકોન કાર્બાઇડ વેફર 8-9 જોડી AR ચશ્મા લેન્સનું ઉત્પાદન કરી શકે છે, જે ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે. અમે AR ચશ્મા ઉદ્યોગમાં આવા એપ્લિકેશનોને ટેકો આપવા માટે SiC વેફર પ્રદાન કરી શકીએ છીએ.

તાજેતરમાં, સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટ સપ્લાયર XINKEHUI એ AR ડિફ્રેક્શન વેવગાઇડ લેન્સ ટેકનોલોજીના વિકાસ અને બજાર પ્રમોશન પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીને સંયુક્ત સાહસ સ્થાપિત કરવા માટે માઇક્રો-નેનો ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ડિવાઇસ કંપની MOD MICRO-NANO સાથે ભાગીદારી કરી છે. XINKEHUI, સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટમાં તેની તકનીકી કુશળતા સાથે, MOD MICRO-NANO માટે ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા સબસ્ટ્રેટ પ્રદાન કરશે, જે ડિફ્રેક્શન વેવગાઇડ્સના પ્રદર્શનને વધુ ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા માટે માઇક્રો-નેનો ઓપ્ટિકલ ટેકનોલોજી અને AR વેવગાઇડ પ્રોસેસિંગમાં તેના ફાયદાઓનો લાભ લેશે. આ સહયોગ AR ચશ્મામાં તકનીકી પ્રગતિને વેગ આપશે તેવી અપેક્ષા છે, જે ઉચ્ચ પ્રદર્શન અને હળવા ડિઝાઇન તરફ ઉદ્યોગના પગલાને પ્રોત્સાહન આપશે.

2025 SPIE AR|VR|MR પ્રદર્શનમાં, MOD MICRO-NANO એ તેના બીજી પેઢીના સિલિકોન કાર્બાઇડ AR ચશ્મા લેન્સ રજૂ કર્યા, જેનું વજન ફક્ત 2.7 ગ્રામ હતું અને જેની જાડાઈ ફક્ત 0.55 મિલીમીટર હતી, જે નિયમિત સનગ્લાસ કરતા હળવા હતા, જે વપરાશકર્તાઓને લગભગ અગોચર પહેરવાનો અનુભવ આપે છે, જે ખરેખર "હળવા" ડિઝાઇન પ્રાપ્ત કરે છે.

AR ચશ્મામાં સિલિકોન કાર્બાઇડના એપ્લિકેશન કેસ

સિલિકોન કાર્બાઇડ વેવગાઇડ્સની ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં, મેટાની ટીમે સ્લેંટેડ એચિંગ ટેકનોલોજીના પડકારોનો સામનો કર્યો. રિસર્ચ મેનેજર નિહાર મોહંતીએ સમજાવ્યું કે સ્લેંટેડ એચિંગ એ એક બિન-પરંપરાગત ગ્રેટિંગ ટેકનોલોજી છે જે પ્રકાશ જોડાણ અને ડીકપલિંગ કાર્યક્ષમતાને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટે વલણવાળા ખૂણા પર રેખાઓને કોતરે છે. આ સફળતાએ AR ચશ્મામાં સિલિકોન કાર્બાઇડના મોટા પાયે અપનાવવાનો પાયો નાખ્યો.

મેટાના ઓરિઅન એઆર ચશ્મા એઆરમાં સિલિકોન કાર્બાઇડ ટેકનોલોજીનો પ્રતિનિધિ એપ્લિકેશન છે. સિલિકોન કાર્બાઇડ વેવગાઇડ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને, ઓરિઅન 70-ડિગ્રી દૃશ્ય ક્ષેત્ર પ્રાપ્ત કરે છે અને ઘોસ્ટિંગ અને રેઈન્બો ઇફેક્ટ જેવા મુદ્દાઓને અસરકારક રીતે સંબોધિત કરે છે.

મેટાના AR વેવગાઇડ ટેકનોલોજી લીડર જિયુસેપ કેરાફિઓરે નોંધ્યું હતું કે સિલિકોન કાર્બાઇડનો ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ અને થર્મલ વાહકતા તેને AR ચશ્મા માટે આદર્શ સામગ્રી બનાવે છે. સામગ્રી પસંદ કર્યા પછી, આગામી પડકાર વેવગાઇડ વિકસાવવાનો હતો, ખાસ કરીને ગ્રેટિંગ માટે સ્લેંટેડ એચિંગ પ્રક્રિયા. કેરાફિઓરે સમજાવ્યું કે લેન્સમાં અને બહાર પ્રકાશને જોડવા માટે જવાબદાર ગ્રેટિંગમાં સ્લેંટેડ એચિંગનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે. કોતરણીવાળી રેખાઓ ઊભી રીતે ગોઠવાયેલી નથી પરંતુ ઝોકવાળા ખૂણા પર વિતરિત કરવામાં આવે છે. નિહાર મોહંતીએ ઉમેર્યું હતું કે તેઓ ઉપકરણો પર સીધા સ્લેંટેડ એચિંગ પ્રાપ્ત કરનારી વૈશ્વિક સ્તરે પ્રથમ ટીમ હતી. 2019 માં, નિહાર મોહંત અને તેમની ટીમે એક સમર્પિત ઉત્પાદન લાઇન બનાવી. તે પહેલાં, સિલિકોન કાર્બાઇડ વેવગાઇડ્સને કોતરવા માટે કોઈ સાધન ઉપલબ્ધ નહોતું, ન તો પ્રયોગશાળાની બહાર ટેકનોલોજી શક્ય હતી.

સિલિકોન કાર્બાઇડના પડકારો અને ભવિષ્યની સંભાવનાઓ

જોકે સિલિકોન કાર્બાઇડ AR ચશ્મામાં મોટી સંભાવના દર્શાવે છે, તેમ છતાં તેનો ઉપયોગ હજુ પણ અનેક પડકારોનો સામનો કરે છે. હાલમાં, સિલિકોન કાર્બાઇડ સામગ્રી તેના ધીમા વિકાસ દર અને મુશ્કેલ પ્રક્રિયાને કારણે મોંઘી છે. ઉદાહરણ તરીકે, મેટાના ઓરિઅન AR ચશ્મા માટે એક સિલિકોન કાર્બાઇડ લેન્સની કિંમત $1,000 જેટલી છે, જેના કારણે ગ્રાહક બજારની જરૂરિયાતો પૂરી કરવી મુશ્કેલ બને છે. જો કે, ઇલેક્ટ્રિક વાહન ઉદ્યોગના ઝડપી વિકાસ સાથે, સિલિકોન કાર્બાઇડની કિંમત ધીમે ધીમે ઘટી રહી છે. વધુમાં, મોટા કદના સબસ્ટ્રેટ (જેમ કે 12-ઇંચ વેફર્સ) ના વિકાસથી ખર્ચમાં ઘટાડો અને કાર્યક્ષમતામાં સુધારો થશે.

સિલિકોન કાર્બાઇડની ઊંચી કઠિનતા પ્રક્રિયાને પણ પડકારજનક બનાવે છે, ખાસ કરીને માઇક્રો-નેનો સ્ટ્રક્ચર ફેબ્રિકેશનમાં, જેના કારણે ઉપજ દર ઓછો થાય છે. ભવિષ્યમાં, સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટ સપ્લાયર્સ અને માઇક્રો-નેનો ઓપ્ટિકલ ઉત્પાદકો વચ્ચે ઊંડા સહયોગથી, આ સમસ્યાનો ઉકેલ આવવાની અપેક્ષા છે. AR ચશ્મામાં સિલિકોન કાર્બાઇડનો ઉપયોગ હજુ પણ તેના પ્રારંભિક તબક્કામાં છે, જેના કારણે વધુ કંપનીઓને ઓપ્ટિકલ-ગ્રેડ સિલિકોન કાર્બાઇડ સંશોધન અને સાધનોના વિકાસમાં રોકાણ કરવાની જરૂર છે. મેટાની ટીમ અપેક્ષા રાખે છે કે અન્ય ઉત્પાદકો તેમના પોતાના સાધનો વિકસાવવાનું શરૂ કરશે, કારણ કે જેટલી વધુ કંપનીઓ ઓપ્ટિકલ-ગ્રેડ સિલિકોન કાર્બાઇડ સંશોધન અને સાધનોમાં રોકાણ કરશે, ગ્રાહક-ગ્રેડ AR ચશ્મા ઉદ્યોગ ઇકોસિસ્ટમ વધુ મજબૂત બનશે.

નિષ્કર્ષ

સિલિકોન કાર્બાઇડ, તેના ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ, ઉત્તમ ગરમીનું વિસર્જન અને ઉચ્ચ કઠિનતા સાથે, AR ચશ્માના ક્ષેત્રમાં એક મુખ્ય સામગ્રી બની રહ્યું છે. XINKEHUI અને MOD MICRO-NANO વચ્ચેના સહયોગથી લઈને મેટાના ઓરિઅન AR ચશ્મામાં સિલિકોન કાર્બાઇડના સફળ ઉપયોગ સુધી, સ્માર્ટ ચશ્મામાં સિલિકોન કાર્બાઇડની સંભાવના સંપૂર્ણપણે દર્શાવવામાં આવી છે. ખર્ચ અને તકનીકી અવરોધો જેવા પડકારો હોવા છતાં, જેમ જેમ ઉદ્યોગ શૃંખલા પરિપક્વ થાય છે અને ટેકનોલોજી આગળ વધતી રહે છે, તેમ તેમ સિલિકોન કાર્બાઇડ AR ચશ્મા ક્ષેત્રમાં ચમકવાની અપેક્ષા છે, જે સ્માર્ટ ચશ્માને ઉચ્ચ પ્રદર્શન, હળવા વજન અને વ્યાપક અપનાવવા તરફ દોરી જશે. ભવિષ્યમાં, સિલિકોન કાર્બાઇડ AR ઉદ્યોગમાં મુખ્ય પ્રવાહની સામગ્રી બની શકે છે, જે સ્માર્ટ ચશ્માના નવા યુગની શરૂઆત કરશે.

સિલિકોન કાર્બાઇડની સંભાવના ફક્ત AR ચશ્મા સુધી મર્યાદિત નથી; ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને ફોટોનિક્સમાં તેના ક્રોસ-ઇન્ડસ્ટ્રી એપ્લિકેશનો પણ વિશાળ સંભાવનાઓ દર્શાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગ અને હાઇ-પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં સિલિકોન કાર્બાઇડનો ઉપયોગ સક્રિયપણે શોધવામાં આવી રહ્યો છે. જેમ જેમ ટેકનોલોજી આગળ વધે છે અને ખર્ચ ઘટે છે, તેમ તેમ સિલિકોન કાર્બાઇડ વધુ ક્ષેત્રોમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે તેવી અપેક્ષા છે, જે સંબંધિત ઉદ્યોગોના વિકાસને વેગ આપે છે. અમે વિવિધ એપ્લિકેશનો માટે SiC વેફર પ્રદાન કરી શકીએ છીએ, જે AR ટેકનોલોજી અને તેનાથી આગળ બંનેમાં પ્રગતિને ટેકો આપે છે.

સંબંધિત ઉત્પાદન

8 ઇંચ 200 મીમી 4H-N SiC વેફર વાહક ડમી સંશોધન ગ્રેડ

Sic સબસ્ટ્રેટ સિલિકોન કાર્બાઇડ વેફર 4H-N પ્રકાર ઉચ્ચ કઠિનતા કાટ પ્રતિકાર પ્રાઇમ ગ્રેડ પોલિશિંગ