在2024年meta Connect大會上，meta公司CEO馬克·扎克伯格正式發(fā)布了新款A(yù)R眼鏡——Orion。meta Platforms公司（原Facebook）開發(fā)的首款增強現(xiàn)實（AR）眼鏡Orion，確實采用了碳化硅（SiC）材料，這標志著碳化硅的應(yīng)用正在擴展到新興的“元宇宙”領(lǐng)域。Orion的研發(fā)歷時10年，耗資十億，其重量僅為98克，解決了整體尺寸、重量、散熱續(xù)航和彩虹偽影等影響長時間佩戴體驗的難題。

AR眼鏡采用碳化硅材料的原因主要有以下幾點：

高折射率：碳化硅的折射率高達2.7，遠高于傳統(tǒng)光學玻璃的折射率，這使得Orion AR眼鏡能夠?qū)崿F(xiàn)更大的視場角（FOV），提供更寬廣的視野。

輕量化：碳化硅材料的使用，使得Orion AR眼鏡成為目前最輕的AR眼鏡之一，極大地提升了佩戴的舒適性。散熱性能：碳化硅材料的高耐熱性和導熱性，通過創(chuàng)新方法解決了AR眼鏡的散熱挑戰(zhàn)，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性和使用壽命。

彩虹偽影問題：碳化硅波導方案設(shè)計解決了AR眼鏡中常見的彩虹偽影問題，提供了更清晰的顯示效果。

波導技術(shù)：碳化硅波導技術(shù)可以實現(xiàn)更緊湊的光學設(shè)計，這對于縮小AR眼鏡的體積和重量非常有利。此外，碳化硅波導可以實現(xiàn)更高效的光束傳輸，減少能量損失。

成本效益：雖然碳化硅材料本身可能成本較高，但通過提高加工效率和材料利用率，可以降低整體成本。

此外，碳化硅的使用可以減少對其他更昂貴組件的需求，從而在長期內(nèi)實現(xiàn)成本節(jié)約。碳化硅材料的這些優(yōu)勢，使其在AR眼鏡領(lǐng)域的應(yīng)用前景非常廣闊。隨著技術(shù)的不斷進步和成本的降低，碳化硅材料的應(yīng)用前景非常廣闊，已經(jīng)在多個行業(yè)廣泛應(yīng)用，包括高性能計算、5G通信、新能源汽車和可再生能源等領(lǐng)域。為什么AR眼鏡要用碳化硅？

在 VR 頭戴設(shè)備中，要使消費者更有沉浸感，顯示器視場 (FOV)是非常關(guān)鍵的參數(shù)，這需要用到平面波導技術(shù)。而更大的FOV可以實現(xiàn)更遠、更大的視覺效果，這就需要提高波導光學鏡片的折射率。但問題在于，傳統(tǒng)光學玻璃的折射率僅為2.0，嚴重限制了波導FOV。而碳化硅是比玻璃更理想的光學材料，其折射率高達2.7，單層碳化硅波導理論上能夠支持大于80°的全彩成像，相比之下，傳統(tǒng)玻璃單片能夠提供的最大全彩色視場角不超過40°。碳化硅的高折射率還有另一個優(yōu)勢，目前的波導設(shè)計通常使用兩片或三片獨立的玻璃—每片玻璃用于一種顏色（或一片用于兩種顏色）。

而SiC實現(xiàn)了將三通道顏色（紅、綠和藍）組合成單片波導，這大大改善眼鏡的尺寸、重量和成本，而且SiC更堅固耐用。碳化硅波導還解決了 AR 眼鏡中常見的彩虹偽影問題，為用戶提供了更清晰的顯示效果。熱量管理是 AR 眼鏡面臨的一個長期挑戰(zhàn)，他們利用鏡片本身進行散熱，通過一種創(chuàng)新方法解決了這一問題碳化硅AR眼鏡的普及化還有一段路要走。

Orion眼鏡的生產(chǎn)成本約為1萬美元，大部分成本來自于碳化硅鏡片，并且由于鏡片的加工良率太低，meta公司差點放棄這個項目。幸運的是，中國廠商慕德微納（杭州）科技有限公司通過激光加工技術(shù)，極大地提升了碳化硅鏡片的良率問題，也大幅提升了加工效率、材料利用率，從而幫助降低碳化硅鏡片的成本。隨著中國成熟的碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈和加工體系的進一步發(fā)展，有望幫助降低AR眼鏡的成本，使這項技術(shù)進一步普及。因此，AR眼鏡市場確實有可能成為碳化硅材料的新藍海市場。

來源：芯片崛起之路