การประยุกต์ใช้งานตัวนำคลื่นแสงซิลิคอนคาร์ไบด์ - - แว่นตา AR

การประยุกต์ใช้ตัวนำคลื่นแสงซิลิคอนคาร์ไบด์ - แว่นตา AR

 

I. ข้อได้เปรียบทางเทคโนโลยีหลักของตัวนำคลื่นแสงซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC)

1. ดัชนีการหักเหของแสงสูงและการก้าวกระโดดในด้านประสิทธิภาพทางแสง

ตัวนำคลื่นแสงซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) มีดัชนีการหักเหของแสงสูงถึง 2.7 (เมื่อเทียบกับ 2.0 สำหรับพื้นผิวแก้ว) ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการสะท้อนกลับภายในทั้งหมดอย่างมีนัยสำคัญ สิ่งนี้ช่วยลดความจำเป็นในการวางซ้อนตัวนำคลื่นแสงหลายชั้นและช่วยให้แสดงผลแบบเต็มสีด้วยตัวนำคลื่นแสงชั้นเดียว คุณสมบัตินี้ช่วยแก้ไข “เอฟเฟกต์รุ้ง” ในตัวนำคลื่นแสง Surface Relief Grating (SRG) แบบดั้งเดิมที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพการเลี้ยวเบนในแต่ละความยาวคลื่น ในขณะเดียวกันก็ช่วยลดการสูญเสียทางแสงลงได้มากกว่า 30% เมื่อเทียบกับระบบที่ใช้แก้ว

 

กรณีศึกษา: หลังจากรวมตัวนำคลื่นแสง SiC แล้ว แว่นตา Orion AR ของ Meta มีความหนาของเครื่องยนต์ออปติคอลน้อยกว่า 5 มม. ลดน้ำหนักลง 40% และประสิทธิภาพแสงเพิ่มขึ้นเป็น 85%

2. ความเสถียรทางความร้อนและความแข็งแรงทางกล

SiC มีการนำความร้อนสูงมาก (490 W/m·K) ซึ่งสูงกว่าแก้วถึง 100 เท่า ซึ่งช่วยกระจายความร้อนจากแหล่งกำเนิดแสงกำลังสูงในอุปกรณ์ AR ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดการบิดเบือนทางความร้อน ด้วยความแข็งแบบ Mohs ที่ 9.5 (รองจากเพชร) SiC ยังมีความทนทานต่อการสึกหรอได้ดีเยี่ยม ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในระยะยาวในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค

3. ความเข้ากันได้กับแนวโน้มเทคโนโลยีในอนาคต

SiC รองรับการส่งสัญญาณแบบอัลตราไวด์แบนด์ตั้งแต่ช่วงอัลตราไวโอเลตไปจนถึงอินฟราเรดช่วงกลาง ทำให้มั่นใจได้ถึงความเข้ากันได้กับเทคโนโลยีการแสดงผลรุ่นต่อไป เช่น Micro LED และการสแกนด้วยเลเซอร์ Meta Labs ได้ตรวจสอบความได้เปรียบด้านประสิทธิภาพในระบบฉายภาพโฮโลแกรมแล้ว

 

 

วัสดุพื้นผิวตัวนำคลื่นแสง	เรซิน	แก้ว (รวมถึงแก้วดัชนีสูง)	ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC)
ภาพประกอบ	เรซิน	แก้ว	S
ดัชนีการหักเหของแสง	1.49–1.6	1.5–1.9	2.7
แบนด์วิดท์ทางแสง	แคบ	ปานกลาง	กว้าง
การนำความร้อน	ต่ำ	ปานกลาง	สูงมาก
ความทนทานต่อการกัดกร่อน	ปานกลาง	สูง	สูงมาก
ต้นทุน	ต่ำ	ปานกลาง	สูง
ความยากในการประมวลผล	ง่าย	ปานกลาง	ยาก

---

II. การประมาณศักยภาพทางการตลาดและปัจจัยขับเคลื่อนการเติบโตที่สำคัญ

1. ด้านอุปสงค์: การขยายตัวของฮาร์ดแวร์ AR

 

การขยายตัวของ AR สำหรับผู้บริโภค: Vision Pro ของ Apple กำลังขับเคลื่อนอุตสาหกรรมไปข้างหน้า ภายในปี 2030 คาดการณ์ว่าการจัดส่งแว่นตา AR ทั่วโลกจะสูงถึง 200 ล้านเครื่อง โดย 30% คาดว่าจะใช้โซลูชันตัวนำคลื่นแสง SiC ซึ่งเทียบเท่ากับ 60 ล้านเครื่อง

 

การใช้งานในองค์กร: อุตสาหกรรมและวงการแพทย์กำลังเพิ่มความต้องการอุปกรณ์ AR ที่มีความสว่างสูงและทนต่ออุณหภูมิสูง ตัวนำคลื่นแสง SiC แสดงให้เห็นข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

2. แนวทางการลดต้นทุน

 

ข้อจำกัดในปัจจุบัน: ต้นทุนต่อหน่วยปัจจุบันของตัวนำคลื่นแสง SiC อยู่ที่ประมาณ 1,000 ดอลลาร์สหรัฐ โดยวัสดุ (ผง SiC ความบริสุทธิ์สูง) คิดเป็น ~40% ผลผลิตการผลิตต่ำ (ต่ำกว่า 20%) ส่งผลให้ต้นทุนการสูญเสียวัสดุสูงถึง 500 ดอลลาร์สหรัฐต่อชิ้น

 

กลยุทธ์การลดต้นทุน:

วัสดุ: การผลิตแผ่นรอง SiC ขนาด 8 นิ้วจำนวนมาก (คาดว่าจะเกิดขึ้นหลังปี 2026) อาจช่วยลดต้นทุนวัตถุดิบลงได้ 30%

 

กระบวนการ: เทคนิคขั้นสูง เช่น การตัดด้วยเลเซอร์เฟมโตวินาทีสามารถปรับปรุงผลผลิตได้มากกว่า 50%

 

ขนาด: คำสั่งซื้อจากผู้เล่นรายใหญ่ เช่น Meta และ Apple จะขับเคลื่อนการขยายกำลังการผลิต เมื่อต้นทุนค่าเสื่อมราคาถูกตัดจำหน่าย คาดว่าต้นทุนต่อหน่วยจะลดลงต่ำกว่า 1,000 หยวนต่อชิ้น (~140 ดอลลาร์สหรัฐ)

3. การคาดการณ์ขนาดตลาด

สถานการณ์อนุรักษ์นิยม (2030, 6 ล้านหน่วย): ราคาต่อหน่วยที่ 1,000 หยวน → ขนาดตลาด 6 พันล้านหยวน

 

สถานการณ์ในแง่ดี (การเจาะตลาด 30%, 10 ล้านหน่วย): ราคาต่อหน่วยที่ 1,000 หยวน → ขนาดตลาด 10 พันล้านหยวน

---

III. ส่วนสำคัญในห่วงโซ่อุตสาหกรรมและโอกาสในประเทศ

1. วัสดุพื้นผิว: ตำแหน่งเชิงกลยุทธ์ของ Tianyue Advanced

 

อุปสรรคทางเทคโนโลยี: Tianyue ครองส่วนแบ่งตลาดโลก 14% (2023) ในแผ่นรอง SiC กึ่งฉนวน บริษัทได้บุกเบิกการผลิตแผ่นรองขนาด 8 นิ้ว โดยมีความหนาแน่นของการเคลื่อนที่ลดลงต่ำกว่า 0.5/cm²

 

แผนกำลังการผลิต: ภายในปี 2025 กำลังการผลิตแผ่นรอง SiC ขนาด 6 นิ้วจะสูงถึง 500,000 แผ่นต่อปี และได้มีการมอบหมายสายการผลิตนำร่องขนาด 8 นิ้วเพื่อรองรับการผลิตตัวนำคลื่นแสง AR

2. อุปกรณ์และเทคโนโลยีการประมวลผล

 

เครื่องมือแกะสลัก: อุปกรณ์แกะสลัก ICP ขั้นสูงจาก AMEC ได้บรรลุความแม่นยำ 5 นาโนเมตร เหมาะสำหรับการผลิตนาโนเกรตติ้งบนตัวนำคลื่นแสง SiC

 

การรวมแพ็คเกจ: Huawei HiSilicon และ Sunny Optical กำลังพัฒนาร่วมกันในส่วนประกอบเซ็นเซอร์ตัวนำคลื่นแสงแบบบูรณาการ ลดการสูญเสียการเชื่อมต่อทางแสง

3. การทำงานร่วมกันของระบบนิเวศปลายน้ำ

ระบบนิเวศ Meta: แว่นตา Orion AR มีกำหนดการผลิตจำนวนมากในปี 2026 โดยมีการสั่งซื้อตัวนำคลื่นแสง SiC กับ Tianyue Advanced, Coherent และซัพพลายเออร์รายอื่นๆ แล้ว

 

การทดแทนในประเทศ: แบรนด์จีน เช่น Huawei และ OPPO กำลังเร่งการวิจัยและพัฒนาภายในองค์กร ในปี 2024 Huawei ได้เปิดตัวต้นแบบแว่นตา AR “StarRing” โดยใช้ตัวนำคลื่นแสง SiC ที่ผลิตในประเทศ

 

ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง

 

แผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์กึ่งฉนวน 4H/6H สำหรับการผลิต/การวิจัย/เกรด Dummy