왜 SiC를 선택했나요?
3월 6일, 메타 (이전 페이스북) 는 공식 홈페이지에AR 안경 파도 유도 기술을 개발할 때 핵심 재료로 실리콘 카비드를 선택하는 과정과 장점을 설명합니다..
메타 팀은 실리콘 카바이드 파도 안내 기술을 통해 AR 안경의 시야장, 무게 및 광학 유물과 같은 주요 병목을 해결했을뿐만 아니라"게임변경"AR 산업에서, 이것은 미래에 주류 재료가 될 수 있습니다.
메타 오리온 팀 설명: 왜 SiC 기술을 선택합니까?
2019년, the Orion team prepared Meta founder and CEO Mark Zuckerberg for a pivotal demonstration of the potential waveguide technology for augmented reality glasses - the moment when theoretical calculations on paper became reality for the first time and revolutionized the trajectory of subsequent development.
메타 출시 된 AR 안경 - 오리온
메타 광학 과학자 인 파스쿠알 리베라 는 이렇게 회상 한다. "가울 의 유리 기판 에 파도 안내 장치 가 있고 여러 장판 이 있는 안경 을 착용 할 때, 마치 디스코 에 있는 것 처럼 느껴졌다. 모든 곳 에 무지개 점 이 있었다.그리고 간섭은 너무 강해서 AR 콘텐츠를 볼 수 없었습니다.하지만 프로토타입 안경을실리콘 카바이드 파도 안내기, 그것은 즉시 교향곡 홀에 있는 것처럼 조용한 클래식 동작을 듣고, 당신의 관심은 항상 우리가 구축 한 전체 경험에 집중됩니다. 그것은 완전히 게임 변경. "
하지만, 오늘날에는 탄화실이 기판으로 선택되는 것이 당연한 것처럼 보이지만, 10년 전 메타 오리온 팀이 AR 안경 개발에 착수했을 때, 그 선택은 당연한 것은 아니었다.
파스쿠알 리베라 는 실리콘 탄화물 은 종종 질소 를 많이 첨가 하여 초록색 혹은 충분히 두꺼우면 검은색 으로 보이게 한다고 설명 하였다.이런 물질은 광학 렌즈를 만드는 데 사용할 수 없습니다. 그것은 본질적으로 전자입니다., 그리고 그 색은 전자적 특성과 밀접한 관련이 있습니다.
메타 AR 의 파도 안내 기술 책임자 인 주세페 칼라피오레 는 실리콘 탄화물 은 주로 고전력 전자제품 에서 사용 된 재료 로 오랜 역사를 가지고 있다고 덧붙인다. 예를 들어 전기 자동차 를 들 수 있다.모든 전기 자동차는 바퀴와 전체 차량 시스템을 구동하기 위해 매우 높은 전력을 견딜 수 있는 칩이 필요합니다.전통적인 실리콘 기판은이 수요를 충족시킬 수 없으며, 높은 전류와 높은 전력을 허용하는 실리콘 탄화물과 같은 재료만이 적합합니다.
최근 몇 년 동안 재생 에너지 문제가 뜨거워지기 전에 이러한 고전력 칩의 시장은 소비자 전자 칩보다 훨씬 작았습니다.실리콘 카바이드의 장기적인 가격은 높습니다.하지만 자동차 칩에 사용되는 기판이 적은 양이기 때문에 가격은 여전히 적당하고 제조업체는 가격을 낮추는 동기가 부족합니다.
하지만 실리콘 탄화물은파도 안내기 및 광학메타 오리온 팀이 가장 집중하는 매개 변수는 굴절 지수입니다.실리콘 카바이드 의 높은 굴절 지수는 엄청난 양의 광적 데이터 를 전달 하고 출력 할 수 있다는 뜻 이다. 인터넷 대역폭 과 비슷 하다.: 대역폭이 커질수록 채널 내에서 더 많은 데이터를 전송할 수 있습니다. 광학은 동일한 논리를 따르습니다. 물질의 굴절 지수가 높을수록 광적 팽창이 커집니다.이 채널을 통해 전송되는 광 데이터의 양이 클수록.
칼라피오레는 우리의 응용 시나리오에서 채널이 파도 지도이며 더 큰 광학 확장이 더 넓은 시야 영역으로 직접 번역된다는 것을 설명했습니다.물질의 굴절률이 높을수록, 더 큰시야디스플레이가 지원할 수 있습니다.
SiC 굴절 지수는 2까지7: 유리, 리?? 니오바트 및 다른 재료보다 훨씬 더
2016년 칼라피오레가 오쿨러스 리서치 (META의 연구개발 연구소) 에 처음 합류했을 때, 가장 높은 굴절 지수는 1에 불과했습니다.8 - 목표 시야를 얻기 위해 여러 층의 유리를 쌓아야했습니다.광학 유물들을 제외하고는, 조립 과정은 매우 복잡합니다: 첫 두 개의 파도 지도가 완벽하게 정렬되어야 하고, 그 다음 전체 스택은 세 번째 파도 지도와 완벽하게 일치해야 합니다.
칼라피오레는 이렇게 회상합니다. "이것이 비싸기 뿐만 아니라, 각 렌즈에 3개의 유리 조각을 넣을 수 있는 방법이 없다는 것도 명백합니다.그리고 두께는 미적 한계를 훨씬 뛰어넘었습니다. 아무도 그런 제품을 사지 않았습니다.그래서 우리는 초점으로 돌아갔습니다. 기판 물질의 굴절 지수를 높이고, 따라서 필요한 유리 판의 수를 줄이기 위해 노력했습니다. "
초기에는 연구팀이 리?? 니오바트에 초점을 맞추었습니다. 리?? 니오바트는 약 2의 굴절 지수를 가지고 있습니다.3, 유리의 1보다 상당히 높습니다.8.
칼라피오레는 우리가 두 개의 보드를 쌓을 수 있다는 것을 깨달았다고 말했습니다. 아니면 하나의 보드로 시야를 덮을 수도 있다고 말했습니다.우리는 다른 재료를 탐구하기 시작했습니다.고순도 실리콘카비드2019년 공급업체와의 작업에서 더욱 중요한 것은 실리콘 카바이드의 굴절률이2만큼 높습니다.7, 광학 애플리케이션에 대한 기록을 설정합니다.
연구팀에 따르면 이 값은 실리콘 카바이드의 굴절률이 리?? 니오바트보다 17.4% 높고 유리보다 50% 높다는 것을 의미합니다."현재의 산업 장비의 약간의 수정만으로 투명한 실리콘 탄화물을 제조 할 수 있습니다.그래서 우리는 프로세스를 엄격하게 제어하도록 조정했습니다. 전자적 특성을 위해 최적화하지 않고, 광적 특성에 초점을 맞췄습니다.전달력과 굴절 지수 균일성 같은 핵심 메트릭. "
유령화 및 무지개 효과와 같은 문제를 해결: SiC 기술은 마침내 눈에 띄고 있습니다.
그 당시 리얼리티 랩의 팀은 불투명한 실리콘 탄화물 웨이퍼를 투명한 기판으로 변환하는 데 처음으로 노력했습니다. 실리콘 탄화물은자르고 닦는 것은 다이아몬드 도구에 의존해야합니다.이는 반복되지 않는 엔지니어링에 대한 매우 높은 비용과 궁극적으로 비싼 기판으로 이어집니다.
비록 실리콘 카바이드 기판에 대한 비용 효율적인 대안이 있지만, 모든 기술에는 장단점이 있으며, 메타는 궁극적으로 실리콘 카바이드로 결정했습니다.실버스타인메타 리서치의 과학 책임자는 광장 AR 디스플레이에 대한 이상적인 솔루션을 찾는 것은 본질적으로성능 대 비용, 압축 될 수 있지만 성능이 정상 수준이 아니라면 비용 이점은 의미가 없습니다.
동시에 메타 오리온의 시야는 70도까지귀신과 무지개 효과령은 디스플레이에 투영된 주요 이미지의 반복 이미지이고, 무지개 효과는 원광 표면에 주변 빛의 반사로 형성된 동적 색상 패턴입니다.
예를 들어, 실버스타인이 설명하는 바에 따르면, 만약 여러분이 밤에 운전하고 있고 헤드라이트가 무지개 줄무늬처럼 여러분 주위를 움직이고 있거나,동적 무지개 효과는 당신이 샷을 놓칠 수 있습니다.실리콘 카바이드의 마법적 특성 중 하나는 이러한 장애를 완전히 제거 할 수 있다는 것입니다.열전도성플라스틱은 유리와 리?? 니오베이트와 마찬가지로 열을 잘 차단하지 못하지만 실리콘 탄화물은 유리처럼 투명하며 열을 잘 전달할 수 있습니다.
따라서 2020년 7월, 메타 오리온 팀은 세 가지 핵심 요소를 기반으로 실리콘 탄화물을 선택했습니다.
첫째,모양 최적화: 단층 기판과 더 작은 지원 구조가 장비의 부피를 크게 줄입니다.
둘째,광학적 장점: 높은 굴절 지수와 무지개 방지 효과는 표시 품질을 향상시킵니다.
세 번째는가벼운: 이중 유리 시스템과 비교하면 무게가 크게 감소합니다.
메타는 기울기 에칭의 문제를 해결합니다: 더 많은 기업이 광학 품질 SiC의 연구 개발에 참여하기를 바랍니다.
그 물질이 밝혀진 후, 다음 장애물은 파도 안내기 제조였습니다. 구체적으로, 비정상적 인 격자 기술인 콩벨 에칭 ( bevel etching) 입니다.
칼라피오레는 이렇게 설명했습니다. "그 격자는 빛의 렌즈와 연결을 담당하는 나노 구조입니다. 그리고 실리콘 탄화물이 작동하려면 격자는 굽으로 새겨져야 합니다.새겨진 선은 수직으로 배치되지 않습니다, 하지만 기울기각으로 분포합니다.
미타의 연구 책임자 니할 모한티는세계 최고의 팀기기에 직접 기울기 에칭을 달성하기 위해, 그리고 전체 산업은 과거에 나노프린트 기술에 의존했지만 이것은 높은 굴절 지수 기판에 적용될 수 없습니다.이 이유 때문에, 아무도 이전에 실리콘 카바이드 옵션을 고려하지 않았습니다.
2019년 니하르 모한티와 그의 팀 파트너들은 공동으로 독점적인 생산 라인을 구축했습니다.대부분의 반도체 칩 공급업체와 주름 공장에는 관련 장비가 없습니다.따라서 그 당시에는 세계에는 진열된 실리콘 카바이드 파도 유도체를 생산할 수 있는 시설이 없었고, 실험실 밖에서 기술적 타당성을 확인하는 것은 불가능했습니다.
니할 모한티는 이 프로젝트가 큰 투자였다고 말했습니다.전체 생산 체인. The processing equipment was customized by the partners and the process was developed by Meta itself - initially the equipment was only up to research grade standards because there was no manufacturing grade system at the time, 그래서 그들은 제조 파트너와 함께 생산 수준의 bevel etching 장비와 프로세스를 개발했습니다.
이제 실리콘 카바이드의 잠재력이 입증되었으니, 메타 팀은 산업의 나머지 부분들이광학 품질의 실리콘 카바이드연구개발 및 장비 개발, 소비자 AR 안경에 대한 산업 생태계가 더욱 견고해질 것입니다.
SiC 비용 절감 및 효율성 경로는 분명합니다: AR 안경 분야에서 빛날 것입니다
메타 팀은 여전히 대안을 모색하고 있지만, 강력한 합의가 나타났습니다.탄소 기반의 실리콘AR 안경 혁명입니다.
실버스타인 (Silverstein) 과 쥬세페 칼라피오레 (Giuseppe Calafiore) 는 이보다 앞서 모든 실리콘 카비드 제조업체가 예상되는 전기차 붐을 대비하기 위해 생산량을 크게 늘렸다고 말했습니다.그리고 현재 과잉 생산량은 오리온이 개발 중이었을 때 존재하지 않았습니다.현재, 공급량이 너무 많기 때문에, 기판의 가격은 떨어지기 시작했습니다.
오리온 프로젝트는 AR 안경에서 실리콘 카바이드의 실현 가능성을 입증했으며 현재 3개 대륙의 공급망에서 큰 관심을 보이고 있습니다.공급자광학적으로 고품질의 실리콘 탄화물을 제조하는 새로운 기회에 대해 흥분합니다. 결국, 전자 칩에 비해,그리고 그들의 기존 기술 능력은 이 분야에 원활하게 옮겨질 수 있습니다.그들은 이 기회에 베팅하고 있습니다. 실리콘 카바이드가 결국 승리할 것입니다.
또한, 이미 6인치에서 8인치로 변하는 제조업체가 있고,12인치 기판- 이는 AR 안경 생산 용량을 기하급수적으로 증가시킬 것입니다.미래의 그림은 점점 더 명확해지고 있습니다..
칼라피오레는 새로운 기술 혁명의 시작에 사람들은 항상 여러 가지 길을 시도할 것이라고 믿고 있으며, 텔레비전 기술은 그 예입니다:카토드선 튜브에서 LED 플라즈마 스크린으로, 그리고 이제 마이크로 LED, 우리는 기술 구조의 여러 반복을 거쳤습니다. 탐사 과정에서 대부분의 경로는 결국 위조됩니다.하지만 항상 몇 가지 옵션이 있습니다.우리는 아직 끝까지 도달하지 못했고 혼자 싸울 수도 없지만 실리콘 카바이드 (Cr) 는 의심의 여지없이무거운 투자.
실버스타인은 그들이 전자 및 광학에서 실리콘 카바이드의 크로스오버 잠재력을 성공적으로 입증했으며 양자 컴퓨팅과 같은 분야에서 미래가 빛날 수 있다고 결론지었습니다.동시에, 실리콘 카바이드의 비용을 크게 줄일 수있는 가능성이 나타났습니다.혁명적 에너지측정할 수 없습니다.
ZMSH SIC 웨이퍼 4H-N & 반형:
* 저작권 관련 문제 가 있는 경우 저희에게 연락 하시면 즉시 해결 될 것 입니다.
