AR оптик долгионы хөтчийн техникийн гурван зам: Энэ нь ялалтад хүрэх болно.

2024 оны 9-р сард Мета AR нүдний шилний загвар болох Orion-ыг танилцуулсан. Зукерберг тэдгээрийг зүүх агшинд линз дээр солонгын олдворгүй, хий үзэгдэлгүй, виртуал контент нь усан дахь бэх шиг бодит байдалд саадгүй холилдсон 70 градусын харах талбар бүхий бүтэн өнгөт зураг гарч ирэв.

Мета оптикийн эрдэмтэн Паскуал Ривера нэгэнтээ 'Уламжлалт шилэн долгион хөтлүүртэй нүдний шил зүүх нь дисконд байхтай адил юм - таны алсын хараа солонго шиг олдворуудаар дүүрч, AR-ийн агуулгыг тодорхой харах боломжгүй болгодог. Гэхдээ та цахиурын карбидын долгионы хөтлүүр рүү шилжих мөчид чимээгүйхэн алхаж байгаа юм шиг л болно. бүрэн дүрэлзэх.'

Энэхүү мэдэгдэл нь AR оптик долгион хөтлүүрийн салбарын гол өвдөлтийг илтгэж байна: тулгамдсан асуудал бол тэдгээрийг зүгээр л үйлдвэрлэх биш, харин сайн үйлдвэрлэх явдал юм . AR оптик долгионы хөтлүүр буюу 1 мм-ээс бага зузаантай тунгалаг линз нь AR нүдний шил үнэхээр хэрэглэгчийн зах зээлд үсрэлт хийж чадах эсэхийг тодорхойлох 'сүүлийн миль'-ийг төлөөлдөг.

Одоогийн байдлаар энэ салбар нь гурван үндсэн техникийн арга барил дээр нэгдэж байна: Гадаргуугийн тусламжийн сараалж (SRG) долгион хөтлүүр, геометрийн массив долгион хөтлүүр, Эзлэхүүний голограф тор (VHG) долгион хөтлүүр. Тус бүр нь өөр өөр физик зарчмууд дээр тулгуурладаг бөгөөд өөрийн гэсэн өвөрмөц инженерийн бэрхшээлтэй тулгардаг.

Эдгээр гурван замын аль нь эцсийн дүндээ давамгайлах вэ?

Эхлээд тодруулъя: оптик долгионы хөтлүүр яг ямар асуудлыг шийддэг вэ?

Техникийн гурван аргын талаар ярихаасаа өмнө бид эхлээд оптик долгионы хөтчийн үндсэн мөн чанарыг тодорхойлох ёстой. AR нүдний шилний оптик систем нь хоёр зүйлийг нэгэн зэрэг гүйцэтгэх ёстой: бодит ертөнцийг үзэхэд тань саад учруулахгүйгээр виртуал дүрсийг нүдэндээ хүргэх.

Энэ нь оптик хэсгүүд нь хангалттай тунгалаг, нимгэн байх ёстой гэсэн үг бөгөөд мөн өргөн хүрээтэй (FOV) болон өгөөмөр нүдний хайрцагтай байх ёстой.

Призм, чөлөөт хэлбэрийн оптик, шувууны банны загвар гэх мэт анхны арга барилууд нь бүгд ижил физик солилцоотой тулгарч байсан: FOV-ийг нэмэгдүүлэх нь илүү зузаан оптик модулийг шаарддаг бол модулийг нимгэн болгох нь гэрлийн дамжуулалтыг золиослох гэсэн үг юм.

Google Glass-д ашигласан призмийн загвар нь зөвхөн 15°-ийн FOV, 50% -иас бага гэрлийн дамжуулалтыг санал болгодог. Epson-ийн чөлөөт хэлбэрийн шийдэл нь дуулгатай төстэй 550 грамм жинтэй байсан бол XREAL-ийн ашигладаг Birdbath загвар нь 30%-иас бага гэрлийн дамжуулалтыг санал болгож, нүдний шилийг бараан нарны шил шиг харагдуулдаг.

Оптик долгионы хөтлүүр нь огт өөр арга барилыг ашигладаг: оптик замыг нимгэн шилэн хуудас болгон нугалж, дотоод тусгалаар дамжуулдаг бөгөөд үүний дараа тодорхой бүтэцүүд гэрлийг 'худалдаж' нүд рүү чиглүүлдэг. Энэ нь оптик модулийн зузааныг FOV-ээс салгаж, 3 мм-ээс нимгэн линз, 85% -иас дээш гэрлийн дамжуулалт, 80 ° -аас дээш онолын FOV боломжийг олгодог.

Асуудал нь гэрлийг 'дотогшоо' ба 'холбох' гэдэгт л оршдог. Гурван өөр техникийн чиглэлийн ялгаа нь яг энэ 'холбох' ба 'гарч холбох'-д ашигласан физик механизмд оршдог.

Гадаргуугийн тусламжийн сараалж (SRG) долгион хөтлүүр: Солонгон өнгийн олдворуудаар зовоосон масс үйлдвэрлэлийн хаан

Зарчим: Шилэн гадаргуу дээр 'нано сараалж' наах. SRG-ийн гол цөм нь шилэн субстратын гадаргуу дээр үе үе, нано хэмжээний тусламжийн бүтэц, гол нь дифракцийн торыг бүтээхэд оршдог.

Бичил дэлгэцээс ялгарах гэрэл нь оролтын холболтын тортой тулгарах үед дифракцид ордог; дифракцийн өнцөг нь нийт дотоод ойлтын нөхцлийг хангаж, улмаар долгион хөтлүүр доторх гэрлийг тархах зорилгоор 'барьдаг'. Гаралтын холболтын торонд хүрэхэд гэрэл дахин сарниж, хүний ​​нүд рүү орохын тулд 'суллагдсан' байна.

Цаашилбал, сараалжтай үе болон ажлын мөчлөгийг инженерчилснээр 'нүдний хайрцгийн тэлэлт'-д хүрч болох бөгөөд энэ нь гаралтын хүүхэн харааг хэдхэн мм-ээс 10 миллиметр хүртэл томруулж, хэрэглэгчдэд нүдээ тодорхой цэгтэй яг тааруулах шаардлагагүйгээр зургийг харах боломжийг олгоно.

Давуу тал: Масс үйлдвэрлэх чадвар нь бусад хоёр аргаас хамаагүй илүү юм. SRG технологийн хамгийн том давуу тал нь хагас дамжуулагчийн боловсорч гүйцсэн үйлдвэрлэлийн процессыг ашиглах чадвар юм.

Nanoimprint litography (NIL) нь сараалжтай мастер бүтцийг вафер дээр өндөр нарийвчлалтайгаар хуулбарлах боломжийг олгодог; 12 инчийн нэг ширхэг хавтан нь 20-25 долгионы хөтлүүрийг гаргаж чадна.

Goertek Optics нь сард 25,000 ширхэг (12 инчийн хавтан дээр суурилсан) үйлдвэрлэх хүчин чадалтай болсон бөгөөд үүний үр дүнд жилд ойролцоогоор 600,000-аас 750,000 долгионы дамжуулагч үйлдвэрлэдэг. 2025 онд SRG долгион хөтлүүрийн дэлхийн орлого 245 сая долларт хүрч, зах зээлийн 62%-ийн давамгайлсан хувийг эзэлжээ.

Хятадын компаниуд нэгжийн өртгийг 18 доллараас доош буулгаж, өгөөжийг 86% хүртэл өсгөсөн.

Майкрософт компанийн HoloLens, Magic Leap гэх мэт тэргүүлэх AR төхөөрөмжүүд болон RayNeo, Meizu зэрэг дотоодын брэндүүдийн бүтээгдэхүүнүүд бүгд SRG технологийг ашигладаг.

Үхлийн дутагдал: 'солонгоны эффект'-ийн физик шинж чанар. SRG-ийн хамгийн их шүүмжлэгддэг асуудал бол солонгын эффект юм.

Энэ бол үйлдвэрлэлийн согог биш, харин төрөлхийн физик шинж чанар юм.

Сараалжтай дифракц нь янз бүрийн долгионы урттай гэрлийг өөр өөр өнцгөөр дифракцлахад хүргэдэг. SRG долгионы хөтлүүрээр дамжуулан гадаад ертөнцийг харах үед орчны гэрлийн долгионы уртын янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сараалжаар 'хувааж' харах талбарт өнгөт хүрээ үүсгэдэг. Энэ нь CD-ийн ар талд харагдах солонго шиг тусгалтай төстэй бөгөөд яг ижил физик механизм ажиллаж байна.

Өөр нэг асуудал бол гэрлийн алдагдал юм.

Гадна холбогч сараалж нь зургийн гэрлийг хэрэглэгчийн нүд рүү чиглүүлж зогсохгүй зарим хэсгийг гаднаас нь тараадаг.

Хэрэв хэн нэгэн таны нүдний шилийг хажуу талаас нь харвал тэр анивчиж буй дүр төрхийг харж болно - энэ нь бодит хэрэглээний хувилбаруудад хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй нууцлалын асуудал юм.

Мөн оптикийн үр ашиг багатай асуудал бий. SRG-ийн гэрлийн ашиглалтын түвшин нь ихэвчлэн ердөө 1%-5% байдаг бөгөөд энэ нь бичил дэлгэцээс ялгарах гэрлийн 95 гаруй хувийг дэмий зарцуулдаг гэсэн үг юм; Энэ нь эрчим хүчний хэрэглээг шууд нэмэгдүүлж, Micro-LED-ийн гэрэлтүүлгийн шаардлагыг нэмэгдүүлдэг.

2025-2026 онуудад гарсан технологийн ололт

Салбар ч зүгээр суугаагүй. Сийлбэрийн процессууд нь SRG-ийн дараагийн үеийн чиглэл болох нано дардас литографийг орлуулж байна.

Nanoimprint литографи нь органик фоторезистийг ашигладаг бөгөөд хугарлын илтгэгчийг 2.0 орчим болгон хязгаарладаг; Үүний эсрэгээр сийлбэр хийх процесс нь органик бус материал дээр шууд ажилладаг бөгөөд хугарлын илтгэгчийг 2.4-ээс дээш болгож, оптикийн гүйцэтгэлийг үндсээр нь сайжруулдаг.

AAC Technologies нь Dispelix-тэй хамтран хагас дамжуулагч сийлбэрийн процессыг ашиглан үйлдвэрлэсэн, 25°-ийн харах талбар (FOV), 1500 нит/лм-ийн гэрлийн үр ашиг, 0.7 мм зузаан, ердөө 4 гр жинтэй нэг давхаргатай, бүрэн өнгөт долгионы хөтлүүрийг эхлүүлэхээр хамтран ажиллав; Энэ нь 90% гаруй гэрлийн дамжуулалтыг санал болгож, солонгын олдворуудыг 'хэрэглэгчийн туршлагад нөлөөлөхгүй' түвшинд хүртэл дардаг.

Үүний зэрэгцээ Zhige Technology нь хэрэглээний хувилбаруудын 95% -д солонгын олдворуудыг мэдэгдэхүйц дарж, Xiaomi болон OPPO-ийн хөрөнгө оруулалтыг баталгаажуулсан гэж мэдэгджээ.

Гэсэн хэдий ч илэн далангүй хэлэхэд солонгын олдворыг арилгах биш зөвхөн дарах боломжтой - сараалжтай бүтэц байгаа цагт тархалт хэвээр байна. Энэ нь SRG (Гадаргууг хөнгөвчлөх сараалж) аргын салшгүй хязгаарлалт юм.

Geometric Array Waveguide: Зургийн чанарын оргил, гэхдээ олноор үйлдвэрлэхэд хар дарсан зүүд.

Зарчим: Гэрлийн туяаг 'буухиа' болгохын тулд хагас тусгал/хагас дамжуулагч толин тусгалыг ашиглах.

Геометрийн долгионы хөтлүүр нь дифракцийг оролцуулалгүйгээр зөвхөн геометрийн оптик дээр тулгуурладаг тэс өөр арга барилыг ашигладаг.

Түүний бүтэц нь энгийн: олон тооны хазайсан хагас тусгал толин тусгалыг шилэн субстрат дотор суулгасан байдаг. Гэрэл нь оролтын холболтын призмээр дамжуулан долгион хөтлүүрт орж, нийт дотоод тусгалаар тархдаг; Хагас тусгалтай толин тусгалтай тулгарах бүрт гэрлийн хэсэг нь долгионы дамжуулагчаас гарч хэрэглэгчийн нүд рүү тусдаг бол үлдсэн гэрэл нь дараагийн толинд тусдаг. Энэ нь 'буухиа толин тусгал' 'цутгах' мэт үйлчилдэг.

Дифракцид тулгуурладаггүй тул геометрийн долгионы хөтлүүр нь солонгын олдвор, тархалтын асуудалгүй тул гурван аргын дунд хамгийн өндөр зургийн чанарыг санал болгодог.

Давуу тал: Зургийн дээд зэргийн чанар, гэрлийн алдагдал багатай.

Геометрийн долгионы хөтлүүр нь SRG-тэй харьцуулахад хамаагүй илүү оптик үр ашгийг санал болгодог; тэдгээр нь дифракцийн алдагдлыг арилгаж, оптик замын өндөр үр ашгийг хангаж, улмаар оптик хөдөлгүүрийн эрчим хүчний зарцуулалтыг бууруулдаг. Гурван технологи дотроос хамгийн бага нь болох 1%-5%-ийн гэрлийн нэвчилттэй тэд маш сайн нууцлалыг санал болгож, нүдний шилийг хажуу талаас нь харж буй хүмүүст дэлгэцийн агуулгыг бараг үл үзэгдэх болгодог. Тэд өнгөний хуулбар, тодосгогч, нягтрал зэрэг хэмжүүрээр тэргүүлдэг; өнөөг хүртэл Lumus-ийн геометрийн долгионы хөтлүүр нь зургийн чанараараа өрсөлдөгчгүй хэвээр байна. 2025 он гэхэд дэлхийн зах зээлийн 28 орчим хувийг эзлэх төлөвтэй байгаа бөгөөд тэд маш өндөр зургийн чанарыг шаарддаг аж үйлдвэр, цэрэг зэрэг B2B салбарт ноёрхож байна.

Үхлийн дутагдал: Бүрхүүл болон наалдсан масс үйлдвэрлэлийн хар дарсан зүүд

Геометрийн долгион хөтлүүрийн сорилт нь үйлдвэрлэлд оршдог.

Гол үйл явц нь нарийн ширхэгтэй оптик үйлдвэрлэх явдал юм: шилэн призм огтлох, нунтаглах, өнгөлөх, бүрэх, наах эсвэл холбох. Алхам бүр нь уламжлалт оптик техникийг агуулдаг боловч нарийвчлалын шаардлагыг үнэмлэхүй хязгаарт хүргэдэг.

Бүрхүүл нь эхний томоохон саадыг илэрхийлдэг. Хагас тусгал/хагас дамжуулагч гадаргуу бүр нь тусгал дамжуулалт (R/T) харьцааг нарийн хянах шаардлагатай. Цаашилбал, эдгээр R/T утгууд нь өөр өөр байршилд харилцан адилгүй байх ёстой; Гэрэл тархахдаа энерги алддаг тул зам дагуух гадаргуу нь гэрлийн жигд гаралтыг хангахын тулд илүү их тусгал шаарддаг. Бүрхүүлгийн зузааныг нанометрийн масштабаар хянадаг бөгөөд нэг шилэн субстрат нь хэдэн арван бүрээстэй байж болно.

Холболт бол хоёр дахь том саад юм.

Уламжлалт холболт нь оптик наалдамхай бодис дээр тулгуурладаг; Гэсэн хэдий ч полимер цавууны агшилт нь тэнэмэл гэрэл, өнгөний шилжилтийг бий болгодог бөгөөд хугарлын өндөр индекстэй оптик цавуу ховор байдаг. Молекулын холбоо (шууд холболт) нь хамгийн сайн үр дүнг өгдөг боловч маш хатуу процессын нөхцлийг шаарддаг - атомын тэгш гадаргуу шаарддаг бөгөөд энэ нь өчүүхэн тоосонцор эсвэл топографийн жигд бус байдал нь холболтын эвдрэлд хүргэдэг.

Үр дүн: өгөөж бага, зардал өндөр хэвээр байна.

2025 онд геометрийн долгионы хөтлүүрийн массын үйлдвэрлэлийн гарц нь SRG-ээс хамаагүй бага хэвээр байна; Энэ нь тэдний зах зээлд эзлэх хувь нь SRG-ийн талаас бага байгаагийн үндсэн шалтгаан юм.

Хэн курст үлдэх вэ?

Лумус (Израиль) нь SCHOTT-тэй хамтран ажиллаж, өндөр хугарлын илтгэгчтэй шилэн өргүүрийн салбарт тэргүүлдэг геометрийн долгионы хөтөчийн жишиг юм.

Метагийн 2025 оны AR бүтээгдэхүүнүүд нь LCoS нэмэх геометрийн долгионы хөтлүүрийн тохиргоог ашиглаж болно гэж тайлангууд харуулж байна; Хэрэв үнэн бол энэ нь хэрэглэгчийн зах зээлд геометрийн долгионы хөтчийн томоохон нээлт болно.

Энэ орон зайд Хятадын дотоодын гол тоглогчид нь Либайгуанжин, Лингсивэйгуан зэрэг компаниуд юм.

Геометрийн долгион хөтлүүрүүдийн байрлал нь литографийн систем дэх EUV технологийнхтой адил юм: тэдгээр нь хамгийн өндөр гүйцэтгэлтэй таазыг санал болгодог боловч масс үйлдвэрлэхэд хамгийн их саад тотгор учруулдаг.

Хэрэв үйлдвэрлэлийн саад бэрхшээлийг даван туулж чадвал тэдгээр нь зургийн чанарын эцсийн шийдлийг төлөөлж чадна. Гэсэн хэдий ч тэр болтол тэд үндсэндээ аж ахуйн нэгжийн (B2B) зах зээлд өндөр чанартай сонголт хэвээр байна.

Эзлэхүүний голограф тор (VHG) долгион хөтлүүр: зардал багатай, гэхдээ материал бол хамгийн чухал саад тотгор юм.

Зарчим: Материал дотор хугарлын илтгэгч сараалжтай 'Бичих'

VHG-ийн цаад үзэл баримтлал нь SRG-ээс үндсэндээ ялгаатай.

SRG нь бүтэцийг гадаргуу дээр физик байдлаар сийлбэрлэснээр үүссэн гадаргууг хөнгөвчлөх сараалжтай байдаг бол VHG нь давхар цацрагийн хөндлөнгийн нөлөөллөөр үүсдэг. Энэ процесс нь гэрэл мэдрэмтгий материал (фотополимер гэх мэт) доторх хугарлын илтгэгчийн үе үе модуляцийг өдөөдөг бөгөөд энэ нь материалын дотоод хэсэгт үл үзэгдэх сараалжтай 'бичиж' өгдөг.

Сараалж нь материалын дийлэнх хэсэгт (гадаргуу дээр биш) байдаг тул үүнийг 'эзэлхүүний голограмм' гэж нэрлэдэг.

Энэ механизм нь хэд хэдэн үндсэн давуу талыг санал болгодог:

1. Онолын дифракцийн өндөр үр ашиг: Эзлэхүүний сараалжуудын Браггийн сонголт нь тодорхой долгионы урт, өнцгөөр гэрлийн үр ашигтай дифракцыг идэвхжүүлдэг бөгөөд онолын дифракцийн үр ашиг нь 100% дөхөж байна.

2. Гадаргуугийн тусламжийн бүтэц байхгүй: Энэ нь солонгын олдвор үүсгэдэг тархалтын механизмыг арилгаж, гадаргуугийн бохирдолтой холбоотой асуудлаас зайлсхийдэг.

3. Үйлдвэрлэлийн энгийн үйл явц: Энэ нь нано дардас эсвэл сийлбэр хийх шаардлагагүй - зөвхөн лазерын хөндлөнгийн нөлөөллийн систем - үр дүнд нь онолын зардал бага, үйлдвэрлэлийн хүчин чадал нэмэгддэг.

4. Хамгийн бага гэрлийн алдагдал: Nica Optics-ийн N25G бүтээгдэхүүн нь 1:140-аас бага гэрлийн алдагдлын харьцаатай.

Давуу тал: Зардлаа бууруулах, олноор нэвтрүүлэх хэрэгцээ шаардлагад хамгийн сайн нийцдэг.

Гурван замын дундаас VHG нь үйлдвэрлэлийн зардал багатай хамгийн их боломжийг санал болгодог.

Нано хэмжээст үйлдвэрлэх төхөөрөмж, нарийн бүрэх, молекул холбох шаардлагагүй - зөвхөн лазерын хөндлөнгийн нөлөөллийн систем.

2026 оны 6-р сард Ника Оптик компани жил бүр нэг сая ширхэг үйлдвэрлэх хүчин чадалтай голограф оптик долгионы хөтлүүрийн дэлхийн анхны автомат үйлдвэрлэлийн шугамыг Тяньжин хотод эхлүүлсэн; Тяньжин болон Гуанжоу дахь үйлдвэрүүдийн жилийн хүчин чадал 1.3 сая нэгжид хүрчээ.

2025 онд VHG (Volume Holographic Grating) нь дэлхийн зах зээлийн 10 орчим хувийг эзэмшиж байсан ч хамгийн хурдан өсөлтийг харуулсан.

XINGYIZHINENG-ийн AR99 нүдний шил нь Nika Optics-ийн голограф долгион хөтлүүрийн эзэлхүүнтэй бөгөөд иж бүрэн нэгж нь 999 юанийн үнэтэй бөгөөд энэ нь салбарыг цочирдуулсан үнийн цэг юм.

Үхлийн дутагдал: Материалын 'Боломжгүй гурвалжин'

VHG-ийн Ахиллесийн өсгий нь түүний материалд оршдог.

Фотополимер материал нь хугарлын өндөр модуляц (Δn), хүрээлэн буй орчны урт хугацааны тогтвортой байдал (хөгшрөлт, температур, чийгшилд тэсвэртэй), үйлдвэрлэлийн өндөр нарийвчлал гэсэн гурван шалгуурыг нэгэн зэрэг хангасан байх ёстой. Эдгээр гурван шалгуур нь 'боломжгүй гурвалжин'-ыг бүрдүүлдэг угаасаа хоорондоо зөрчилддөг.

1. Δn-ийг нэмэгдүүлэхийн тулд ихэвчлэн хугарлын өндөр индекстэй органик бус нано хэсгүүдийг оруулах шаардлагатай байдаг бөгөөд энэ нь материалын ил тод байдал, тогтвортой байдлыг алдагдуулдаг;

2. Тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлэхийн тулд хөндлөн холбоос, эдгэрэлтийг шаарддаг бөгөөд энэ нь гэрэл мэдрэмтгий бүлгүүдийн хариу үйлдлийг хязгаарлаж, Δn-ийг бууруулдаг;

3. Хугарлын индексийн профайлыг нарийн хянах нь маш нарийн зурвасын өргөн, хүрээлэн буй орчны хатуу хяналтыг шаарддаг тул масс үйлдвэрлэлд тогтвортой байдлыг хангахад онцгой хэцүү болгодог.

Иймээс VHG нь ерөнхийдөө зөвхөн 30°–40°-ийн харах талбарыг (FOV) санал болгодог бөгөөд өнгөний тогтвортой байдал, бүрэн өнгөт дэлгэцийн өнгөний хүрээ нь SRG болон геометрийн долгионы хөтлүүрүүдээс хоцрогдсон хэвээр байна.

Цаашилбал гэрэлд мэдрэмтгий материалуудын хөгшрөлтийн асуудал хараахан үндсээр нь шийдэгдээгүй байна. Хэдэн жилийн дараа долгион хөтлүүрийн гүйцэтгэл буурах уу? Энэ асуултад хариулах урт хугацааны хээрийн мэдээлэл одоогоор хангалтгүй байна.

Нийлүүлэлтийн гинжин хэлхээний түвшинд бас нэг хязгаарлалт байдаг: өндөр нарийвчлалтай лазерын хөндлөнгийн нөлөөллийн системд стандартчилагдсан, олноор үйлдвэрлэсэн хувилбарууд байдаггүй. Иймээс компани бүр өөрийн гэсэн захиалгат шийдлүүдийг боловсруулах ёстой бөгөөд энэ нь хөгжлийн урт мөчлөг, хөрөнгө оруулалтын өндөр өртөгөөр тодорхойлогддог процесс юм.

Хэн бооцоо тавьж байна вэ?

Дэлхийн тоглогчдод Sony, DigiLens (АНУ), Akonia (2018 онд Apple худалдаж авсан) багтдаг.

Дотоодын төлөөлөгчдөд Nika Optics, Sanji Optoelectronics, Crystal-Optech, Gudong Technology зэрэг компаниуд багтдаг.

Apple-ийн Akonia-г худалдаж авсан нь гол үнэлгээний дохио юм: эзлэхүүний голограф нь хэрэглэгчийн түвшний AR-ын эцсийн зам байж болох ч материалын шинжлэх ухааны ололт амжилт нь урьдчилсан нөхцөл юм.

Цахиурын карбид: Дөрөв дэх зам? Материалын түвшний 'Хэмжээг багасгах цохилт'

Өрсөлдөж буй гурван аргын талаар арван жилийн турш хэлэлцсэний эцэст Мета 2024 онд Orion: цахиурын карбид (SiC) оптик долгион хөтлүүрээр тэсрэх бөмбөг бүтээжээ.

Энэ бол дөрөв дэх техникийн зам биш; харин эхний гурван замын эсрэг материаллаг түвшинд 'хэмжээст цохилт'-ыг илэрхийлнэ.

Цахиурын карбид яагаад тоглоомыг өөрчилдөг вэ?

Оптик долгион хөтлүүрийн хамгийн их харах талбарыг (FOV) субстратын материалын хугарлын илтгэгчээр тодорхойлно: FOVmax∝arcsin⁡(nguide−nair)

Энгийн шилний хугарлын илтгэгч ойролцоогоор 1.5-1.7 байдаг бол SRG-д ашигладаг өндөр индекстэй шил нь 1.9-2.0 хооронд хэлбэлздэг. Энэ нь нэг давхаргат долгион хөтлүүрийн хамгийн их харах талбарыг (FOV) шууд хязгаарладаг—HoloLens 2-ын 52° FOV нь шилэн материалын физикийн хязгаарт аль хэдийн ойртож байна.

Цахиурын карбид нь 2.65-3.2 өндөр хугарлын илтгэгчтэй бөгөөд зөвхөн нэг давхаргат долгионы хөтлүүрээр 70°–80° харах талбарыг (FOV) бий болгож, олон давхаргат давхарлах хэрэгцээг арилгадаг.

Хамгийн чухал нь цахиур карбидын тархалтын шинж чанар нь сараалжтай байх хугацааг 262 нм хүртэл оновчтой болгож, солонгын олдворуудыг физикийн хувьд устгаж, зүгээр л дарах төдийгүй бүрмөсөн устгах боломжийг олгодог.

Дараа нь дулаан ялгаралт үүсдэг: цахиурын карбидын дулаан дамжуулалт нь ойролцоогоор 490 Вт / м·К буюу шилнээс бараг 500 дахин их байдаг. Оптик хөдөлгүүрээс үүссэн дулааныг линзээр дамжуулан шууд дамжуулж, дулаан ялгаруулах тусгай байгууламжийн хэрэгцээг арилгаж, жинг цаашид бууруулна.

Цахиурын карбидын долгионы хөтлүүрийг ашигласнаар Мета Орион нь 70°-ийн харах өнцөг (FOV) болон 100 граммаас бага жинтэй байхын зэрэгцээ энгийн нүдний шилтэй төстэй дүр төрхийг хадгалж, шилэн долгионы хөтлүүртэй таарахгүй.

Гэсэн хэдий ч өртөг нь гол сул тал юм.

Цахиур карбидын линз бүрийн үнэ одоогоор хэдэн мянган юаньд хүрч байгаа нь шилэн долгионы хөтлүүрээс хамаагүй давж байна. Orion-ийн үйлдвэрлэлийн зардлын нэлээд хэсэг нь цахиурын карбидын линзтэй холбоотой гэдгийг Мета компанийн удирдлагууд мөн хүлээн зөвшөөрсөн.

Цахиурын карбид нь маш хатуулагтай (Mohs масштабаар 9.25, зөвхөн алмазын дараа ордог) нь түүнийг боловсруулахад онцгой хэцүү болгодог. Цаашилбал, том хэмжээтэй, оптик зэрэглэлийн цахиурын карбидын субстратыг үйлдвэрлэх боломж хязгаарлагдмал хэвээр байна.

Энэ салбарт идэвхтэй үйл ажиллагаа явуулж буй Хятадын дотоодын компаниудад Санан оптоэлектроникс, ТанкеБлю хагас дамжуулагч, Тианке Хэда, Гуотан хагас дамжуулагч зэрэг багтдаг. 2025 он гэхэд Guotan Semiconductor нь 12 инчийн өндөр цэвэршилттэй цахиурын карбидын нэг талстыг амжилттай бүтээж, олон AR үйлчлүүлэгчтэй жижиг багц баталгаажуулалтыг хийж дуусгасан. Goertek Optics нь цахиурын карбидын сийлбэрийн технологийг ашиглан бүрэн өнгөт оптик долгион хөтлүүр дэлгэцийн модуль болох F50Se-г мөн гаргасан.

Цахиурын карбидын аргын мөн чанар нь материалын өндөр өртөгийг арилжаалж, гүйцэтгэлийн өсөлтийг бий болгоход оршдог.

2027-2028 он хүртэл өөдрөгөөр төсөөлж буй том хэмжээний цахиурын карбидын субстратын өртөг буурах хурдаас хамаарна.

Аж үйлдвэрийн ландшафт: Хэн юунд бооцоо тавьж байна

2026 оны дунд үеэс салбарын байдал аажмаар тодорхой болсон.

Анхаарал татахуйц хэд хэдэн салбарын дохио:

1. Үйлдвэрлэлийн системүүд нэгдэж эхэлж байна.

2026 оноос хойш салбарын өрсөлдөөн 'бүтээгдэхүүнийг хэн үйлдвэрлэж чадах' -аас 'хэн тогтвортой хүргэлтийг хангаж чадах вэ' рүү шилжих болно. SRG-ийн дотоодын үр ашигтай үйлдвэрлэлийн хүчин чадал (Гадаргуугийн тусламжийн сараалжууд) жилд ойролцоогоор 6-8 сая нэгж байгаа хэдий ч эрэлт хэрэгцээ жилд 10 сая нэгжээс давж, улмаар нийлүүлэлтийн өндөр чанарын долгионы нийлүүлэлт хэдэн сая нэгжээр тасрахад хүргэдэг.

2. Оптик аваргууд болон хагас дамжуулагч төхөөрөмжийн аварга компаниудын хамтын ажиллагаа.

2026 оны 6-р сард EssilorLuxottica болон Хэрэглээний материалууд ухаалаг нүдний шилний шинэ үеийн AR оптик системийг хөгжүүлэх хамтын хүчин чармайлтаа зарлав; Уламжлалт линз үйлдвэрлэгчийг хагас дамжуулагч тоног төхөөрөмж нийлүүлэгчтэй хослуулсан энэхүү түншлэл нь AR оптикийн үйлдвэрлэлийг 'лабораторийн хэмжээний процесс'-ээс 'хагас дамжуулагчийн зэрэглэлийн үйлдвэрлэл' рүү шилжүүлэх дохио юм.

3. Goertek Sunny O-Lye-ийг худалдаж авсан.

2026 оны эхээр Goertek Optics болон Sunny Optical нар ойролцоогоор 1.9 тэрбум юанийн үнэ бүхий хувьцаа солилцох гүйлгээг хийж, дизайнаас эхлээд үйлдвэрлэл хүртэлх бүрэн гинжин чадавхийг нэгтгэсэн. Аж үйлдвэрийн нэгдэл хурдацтай явагдаж байна.

Эцсийн шийдвэр: Хамгийн сүүлд хэн инээх вэ?

Бидний үнэлгээ бол богино хугацаанд ганц ялагч гарахгүй ч дунд хугацааны ландшафт аль хэдийн бүрэлдэж эхэлж байна.

Богино хугацааны (2026–2027): SRG давамгайлж байна; VHG нь олон нийтийн зах зээлд амжилттай ажиллаж байна.

Нас бие гүйцсэн нано дардас, сийлбэрийн процесс, 86%-ийн гарц, нэгжийн өртөг нь 18 доллараас бага байх тул SRG нь дараагийн 1-2 жилийн хугацаанд хэрэглэгчийн AR-ын гол шийдэл хэвээр байх болно.

Солонгон өнгийн олдворууд 'зөвшөөрөх' түвшинд дарагдсан бөгөөд 25°–50°-ийн Харах Талбар (FOV) нь хэрэглэгчдийн хэрэглээний ихэнх тохиолдлыг хамардаг.

VHG нь зардлын давуу талаасаа олон нийтийн зах зээлд (ялангуяа AR нүдний шилний үнэ 999 юань) болон автомашины AR-HUD салбарт хурдацтай нэвтэрч байна.

Nika Optics-ийн сая нэгжийн үйлдвэрлэлийн шугамыг эхлүүлсэн нь гол дохио болж байна.

Гэсэн хэдий ч FOV болон бүрэн өнгөт дэлгэцийн боломжуудтай холбоотой хязгаарлалтыг богино хугацаанд үндсээр нь шийдвэрлэхэд хэцүү хэвээр байна.

Геометрийн долгионы хөтлүүр нь Мета зэрэг салбарын тэргүүлэгчдийн гаргасан хэрэглэгчийн чанартай бүтээгдэхүүнээс баталгаажуулалтыг хүлээж байхдаа аж ахуйн нэгжийн (B-to-B) зах зээлд өндөр зэрэглэлийн байр сууриа хадгалах болно.

Дунд хугацааны (2028–2030): Цахиурын карбид нь ландшафтын хэлбэрийг өөрчилдөг.

Хэрэв том хэлбэрийн цахиурын карбидын (SiC) субстратын үнэ зөвшөөрөгдөх хэмжээнд хүртэл буурвал (2-3 жил шаардагдахаар төлөвлөж байна) SiC долгионы хөтлүүр нь гадаргуугийн тусламжийн сараалжтай (SRGs) холбоотой 'солонгоны эффект' болон харааны талбайн (FOV) геометрийн долгионы хязгаарлалт, геометрийн долгионы хязгаарлалтыг нэгэн зэрэг арилгах болно. хэрэглэгчийн түвшний AR.

Энэ үед өрсөлдөөний төвлөрөл 'сараалжтай үйлдвэрлэх процесс'-ээс 'материалын платформ' руу шилжих болно - хямд өртөгтэй, том форматтай, оптик зэрэглэлийн цахиурын карбидыг эзэмшсэн хүн AR оптикийн ирээдүйн түлхүүрийг эзэмшинэ.

Урт хугацааны хэтийн төлөв

Эцсийн эцэст, AR оптик долгион хөтлүүрүүдийн хоорондох өрсөлдөөн нь гурван өөр маршрутын хоорондох тэг нийлбэртэй тоглоом биш, харин хувьслын хоёр зам хоорондын уралдаан юм.

Зам 1: Үйлдвэрлэлийн нарийвчлалыг нэмэгдүүлэх.

Сийлбэрийн процесс, хугарлын өндөр илтгэгч материал, бүрэх технологийн тасралтгүй давталтаар дамжуулан SRG болон геометрийн долгионы хөтлүүр нь одоо байгаа материалын систем дэх физик хязгаарт ойртож байна.

2-р зам: Материаллаг хувьсгал.

Цахиурын карбид гэх мэт шинэ материалууд нь одоо байгаа үйл явцын саад бэрхшээлийг даван туулж, гүйцэтгэлийн үеийн үсрэлтийг бий болгосноор тоглоомыг үндсээр нь өөрчилж байна.

Гэсэн хэдий ч VHG гуравдахь замаар явж магадгүй юм: гэрэл мэдрэмтгий материалууд 'боломжгүй гурвалжинг'-ийг нэвтлэн гарахад эзэлхүүний голографийн зардлын давуу тал нь үүнийг хэрэглэгчийн зах зээлд эцсийн шийдэл болгож чадна. Apple-ийн Akonia-г худалдаж авсан нь яг энэ чиглэлд стратегийн бооцоо тавьсан юм.

Гурван арга нь үндсэндээ гүйцэтгэл, зардал, боломжит байдал гэсэн гурван өөр хэмжигдэхүүнээс ижил асуултыг авч үздэг. SRG нь техник эдийн засгийн үндэслэлээр ялдаг, геометрийн долгионы хөтлүүр нь гүйцэтгэлээрээ, VHG нь хамгийн их зардлын боломжуудыг санал болгодог бол цахиурын карбид нь бүх гурван тал дээр ялахыг оролддог.

Хамгийн сүүлд хэн инээх вэ?

Энэ нь ямар нэг тодорхой маршрутын тухай биш, харин 'өндөр гүйцэтгэл + бага зардал + их хэмжээний бүтээмж' гурвыг нэгэн зэрэг нээсэн анхны хүн байх тухай юм.

Энэ уралдаан дөнгөж эхэлж байна.

Эх сурвалж: shenduzhuiguang