Applications des guides d'ondes optiques au carbure de silicium

Applications des guides d'ondes optiques au carbure de silicium

I. Principaux avantages technologiques des guides d'ondes au carbure de silicium (SiC)

1Un haut indice de réfraction et une percée dans les performances optiques

Les guides d'ondes en carbure de silicium (SiC) offrent un indice de réfraction élevé allant jusqu'à 2,7 (contre seulement 2,0 pour les substrats en verre), ce qui améliore considérablement l'efficacité totale de la réflexion interne.Cela réduit le besoin de piles de guides d'ondes multicouches et permet l'affichage en couleur avec un guide d'ondes à couche uniqueCette propriété s'attaque efficacement à l'"effet arc-en-ciel" dans les guides d'ondes traditionnels de grille de relief de surface (SRG) causés par des variations de l'efficacité de diffraction à travers les longueurs d'onde,En même temps, la perte optique est réduite de plus de 30% par rapport aux systèmes à base de verre..

Étude de cas: Après intégration de guides d'ondes SiC, les lunettes AR Orion de Meta ont atteint une épaisseur du moteur optique inférieure à 5 mm, une réduction de poids de 40% et une efficacité lumineuse améliorée à 85%.

2Stabilité thermique et résistance mécanique

Le SiC a une conductivité thermique extrêmement élevée (490 W/m·K), plus de 100 fois supérieure à celle du verre, ce qui dissipe efficacement la chaleur des sources lumineuses de haute puissance dans les appareils AR, minimisant ainsi la distorsion thermique.Avec une dureté de Mohs de 9.5 (seconde après le diamant), le SiC offre également une excellente résistance à l'usure, ce qui le rend idéal pour une utilisation à long terme dans l'électronique grand public.

3Compatibilité avec les tendances technologiques futures

Le SiC prend en charge la transmission ultra large bande de l'ultraviolet à l'infrarouge moyen, assurant ainsi la compatibilité avec les technologies d'affichage de nouvelle génération telles que les micro-LED et le balayage laser.Meta Labs a déjà validé ses avantages de performance dans les systèmes de projection holographique.

II. Évaluation du potentiel du marché et moteurs clés de croissance

1Côté demande: augmentation de la pénétration du matériel AR

Expansion de la réalité augmentée pour les consommateurs: le Vision Pro d'Apple fait avancer l'industrie. D'ici 2030, les expéditions mondiales de lunettes AR devraient atteindre 200 millions d'unités,30% devraient adopter des solutions de guidage d'ondes SiC, soit l'équivalent de 60 millions d'unités.

Applications pour les entreprises: Les domaines industriel et médical font l'objet d'une demande croissante d'appareils AR de haute luminosité et résistants aux températures élevées.

2. Des pistes de réduction des coûts

Les goulots d'étranglement actuels: Le coût actuel des guides d'ondes SiC est d'environ 1 USD,000Le faible rendement de fabrication (inférieur à 20%) entraîne des coûts de perte de matériaux allant jusqu'à 500 USD par pièce.

Stratégies de réduction des coûts:

Matériaux: la production de masse de substrats SiC de 8 pouces (attendus après 2026) pourrait réduire les coûts des matières premières de 30%.

Procédure: Des techniques avancées comme la découpe laser en femtosecondes peuvent améliorer les rendements de plus de 50%.

Échelle: Les commandes de grands acteurs tels que Meta et Apple vont stimuler l'expansion de la capacité.

3. Prévisions de taille du marché

Scénario conservateur (2030, 6 millions d'unités): Prix unitaire à 1 000 RMB → Taille du marché de 6 milliards RMB.

Scénario optimiste (30% de pénétration, 10 millions d'unités): Prix unitaire à 1 000 RMB → Taille du marché à 10 milliards RMB.

III. Segments clés de la chaîne industrielle et opportunités intérieures

1Matériaux de substrat: position stratégique de Tianyue Advanced

Des obstacles technologiques: Tianyue détient une part de marché mondiale de 14% (2023) dans les substrats semi-isolateurs SiC. Elle a été pionnière dans la production de substrats de 8 pouces avec une densité de dislocation réduite à moins de 0,5 / cm2.

Plans de capacité: D'ici 2025, la capacité du substrat SiC de 6 pouces atteindra 500 000 plaquettes par an, et une ligne pilote de 8 pouces a été mise en service pour soutenir la production de guides d'onde AR.

2Équipement et technologie de traitement

Outils de gravure: L'équipement de gravure ICP avancé d'AMEC a atteint une précision de 5 nm, adapté à la fabrication de nano-grillage sur des guides d'onde SiC.

Intégration des emballages: Huawei HiSilicon et Sunny Optical développent conjointement des modules de capteurs à ondes intégrés, réduisant ainsi les pertes d'accouplement optique.

3. Collaboration en aval avec les écosystèmes

Méta-écosystème: La production en série des lunettes AR d'Orion est prévue en 2026, les commandes de guides d'ondes SiC ayant déjà été passées à Tianyue Advanced, Coherent et d'autres fournisseurs.

Remplacement domestique: Des marques chinoises telles que Huawei et OPPO accélèrent la R&D interne. En 2024, Huawei a dévoilé son prototype de lunettes AR StarRing utilisant des guides d'ondes SiC produits dans le pays.

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