HPSI SiC-Wafer ≥90% Transmission Optische Qualität für KI/AR-Brillen

HPSI-SiC-Wafer ≥90 % Lichtdurchlässigkeit, optische Qualität für KI/AR-Brillen – Abbildung

Kurzbeschreibung:

Parameter	Grad	4-Zoll-Substrat	6-Zoll-Substrat
Durchmesser	Z-Klasse / D-Klasse	99,5 mm – 100,0 mm	149,5 mm – 150,0 mm
Poly-Typ	Z-Klasse / D-Klasse	4H	4H
Dicke	Z-Klasse	500 μm ± 15 μm	500 μm ± 15 μm
Dicke	Note D	500 μm ± 25 μm	500 μm ± 25 μm
Wafer-Ausrichtung	Z-Klasse / D-Klasse	Auf der Achse: <0001> ± 0,5°	Auf der Achse: <0001> ± 0,5°
Mikrorohrdichte	Z-Klasse	≤ 1 cm²	≤ 1 cm²
Mikrorohrdichte	Note D	≤ 15 cm²	≤ 15 cm²
spezifischer Widerstand	Z-Klasse	≥ 1E10 Ω·cm	≥ 1E10 Ω·cm
spezifischer Widerstand	Note D	≥ 1E5 Ω·cm	≥ 1E5 Ω·cm

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Merkmale

Kerneinführung: Die Rolle von HPSI-SiC-Wafern in KI/AR-Brillen

HPSI-Siliziumkarbid-Wafer (High-Purity Semi-Insulating) sind Spezialwafer mit hohem spezifischem Widerstand (>10⁹ Ω·cm) und extrem geringer Defektdichte. In KI/AR-Brillen dienen sie primär als Kernsubstratmaterial für diffraktive optische Wellenleiterlinsen und beheben so die Einschränkungen herkömmlicher optischer Materialien hinsichtlich dünner und leichter Bauform, Wärmeableitung und optischer Leistung. Beispielsweise erreichen AR-Brillen mit SiC-Wellenleiterlinsen ein extrem weites Sichtfeld von 70°–80° bei gleichzeitig reduzierter Dicke einer einzelnen Linsenschicht von nur 0,55 mm und einem Gewicht von lediglich 2,7 g. Dies verbessert den Tragekomfort und das visuelle Erlebnis deutlich.

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Hauptmerkmale: Wie SiC-Materialien das Design von KI/AR-Brillen ermöglichen

Optimierung von hohem Brechungsindex und optischer Leistung

Der Brechungsindex von Siliziumkarbid (SiC) (2,6–2,7) ist fast 50 % höher als der von herkömmlichem Glas (1,8–2,0). Dies ermöglicht dünnere und effizientere Wellenleiterstrukturen und erweitert das Sichtfeld erheblich. Der hohe Brechungsindex trägt außerdem dazu bei, den in diffraktiven Wellenleitern häufig auftretenden Regenbogeneffekt zu unterdrücken und so die Bildreinheit zu verbessern.

Außergewöhnliche Wärmemanagementfähigkeit

Mit einer Wärmeleitfähigkeit von bis zu 490 W/m·K (nahezu vergleichbar mit der von Kupfer) kann Siliziumkarbid die von Micro-LED-Displaymodulen erzeugte Wärme schnell ableiten. Dies verhindert Leistungseinbußen oder Alterungserscheinungen der Geräte aufgrund hoher Temperaturen und gewährleistet so eine lange Akkulaufzeit und hohe Stabilität.

Mechanische Festigkeit und Haltbarkeit

Siliziumkarbid (SiC) besitzt eine Mohs-Härte von 9,5 (nur Diamant weist eine höhere Härte auf) und bietet damit eine außergewöhnliche Kratzfestigkeit. Dadurch eignet es sich ideal für häufig genutzte Konsumbrillen. Seine Oberflächenrauheit lässt sich auf Ra < 0,5 nm einstellen, was eine verlustarme und hochgradig gleichmäßige Lichtübertragung in Wellenleitern gewährleistet.

Kompatibilität der elektrischen Eigenschaften

Der spezifische Widerstand von HPSI-SiC (>10⁹ Ω·cm) trägt zur Vermeidung von Signalstörungen bei. Es eignet sich zudem als effizientes Material für Leistungshalbleiter und optimiert so die Energiemanagementmodule in AR-Brillen.

Hauptanwendungsrichtungen

Optische Kernkomponenten für KI/AR-Brillens

Diffraktive Wellenleiterlinsen: SiC-Substrate werden verwendet, um ultradünne optische Wellenleiter zu erzeugen, die ein großes Sichtfeld ermöglichen und den Regenbogeneffekt eliminieren.
Fensterplatten und Prismen: Durch individuelles Schneiden und Polieren kann SiC zu Schutzfenstern oder optischen Prismen für AR-Brillen verarbeitet werden, wodurch die Lichtdurchlässigkeit und Verschleißfestigkeit verbessert werden.

Erweiterte Anwendungsmöglichkeiten in anderen Bereichen

Leistungselektronik: Wird in Hochfrequenz- und Hochleistungsanwendungen eingesetzt, beispielsweise in Wechselrichtern für Elektrofahrzeuge und in industriellen Motorsteuerungen.
Quantenoptik: Dient als Wirt für Farbzentren und wird in Substraten für Quantenkommunikations- und Sensorgeräte verwendet.

Vergleich der Spezifikationen von 4-Zoll- und 6-Zoll-HPSI-SiC-Substraten

Parameter	Grad	4-Zoll-Substrat	6-Zoll-Substrat
Durchmesser	Z-Klasse / D-Klasse	99,5 mm – 100,0 mm	149,5 mm – 150,0 mm
Poly-Typ	Z-Klasse / D-Klasse	4H	4H
Dicke	Z-Klasse	500 μm ± 15 μm	500 μm ± 15 μm
Dicke	Note D	500 μm ± 25 μm	500 μm ± 25 μm
Wafer-Ausrichtung	Z-Klasse / D-Klasse	Auf der Achse: <0001> ± 0,5°	Auf der Achse: <0001> ± 0,5°
Mikrorohrdichte	Z-Klasse	≤ 1 cm²	≤ 1 cm²
Mikrorohrdichte	Note D	≤ 15 cm²	≤ 15 cm²
spezifischer Widerstand	Z-Klasse	≥ 1E10 Ω·cm	≥ 1E10 Ω·cm
spezifischer Widerstand	Note D	≥ 1E5 Ω·cm	≥ 1E5 Ω·cm
Primäre flache Ausrichtung	Z-Klasse / D-Klasse	(10-10) ± 5,0°	(10-10) ± 5,0°
Primäre flache Länge	Z-Klasse / D-Klasse	32,5 mm ± 2,0 mm	Kerbe
Länge der Sekundärfläche	Z-Klasse / D-Klasse	18,0 mm ± 2,0 mm	-
Randausschluss	Z-Klasse / D-Klasse	3 mm	3 mm
LTV / TTV / Bow / Warp	Z-Klasse	≤ 2,5 μm / ≤ 5 μm / ≤ 15 μm / ≤ 30 μm	≤ 2,5 μm / ≤ 6 μm / ≤ 25 μm / ≤ 35 μm
LTV / TTV / Bow / Warp	Note D	≤ 10 μm / ≤ 15 μm / ≤ 25 μm / ≤ 40 μm	≤ 5 μm / ≤ 15 μm / ≤ 40 μm / ≤ 80 μm
Rauheit	Z-Klasse	Polierte Oberfläche Ra ≤ 1 nm / CMP-Oberfläche Ra ≤ 0,2 nm	Polierte Oberfläche Ra ≤ 1 nm / CMP-Oberfläche Ra ≤ 0,2 nm
Rauheit	Note D	Polierte Oberfläche Ra ≤ 1 nm / CMP-Oberfläche Ra ≤ 0,2 nm	Polierte Oberfläche Ra ≤ 1 nm / CMP-Oberfläche Ra ≤ 0,5 nm
Randrisse	Note D	Kumulative Fläche ≤ 0,1 %	Gesamtlänge ≤ 20 mm, Einzellänge ≤ 2 mm
Polytype Areas	Note D	Kumulative Fläche ≤ 0,3 %	Kumulative Fläche ≤ 3 %
Visuelle Kohlenstoffeinschlüsse	Z-Klasse	Kumulative Fläche ≤ 0,05 %	Kumulative Fläche ≤ 0,05 %
Visuelle Kohlenstoffeinschlüsse	Note D	Kumulative Fläche ≤ 0,3 %	Kumulative Fläche ≤ 3 %
Kratzer auf Silikonoberflächen	Note D	5 Stück zulässig, jedes ≤1 mm	Gesamtlänge ≤ 1 x Durchmesser
Kantenchips	Z-Klasse	Keine zulässig (Breite und Tiefe ≥0,2 mm)	Keine zulässig (Breite und Tiefe ≥0,2 mm)
Kantenchips	Note D	7 Stück zulässig, jedes ≤1 mm	7 Stück zulässig, jedes ≤1 mm
Verrutschen der Gewindeschraube	Z-Klasse	-	≤ 500 cm²
Verpackung	Z-Klasse / D-Klasse	Mehrfachwaffelkassette oder Einzelwaffelbehälter	Mehrfachwaffelkassette oder Einzelwaffelbehälter

XKH Services: Integrierte Fertigungs- und Anpassungskapazitäten

Das Unternehmen XKH verfügt über vertikale Integrationskapazitäten von Rohmaterialien bis hin zu fertigen Wafern und deckt damit die gesamte Wertschöpfungskette von SiC-Substratwachstum, -schneiden und -polieren bis hin zur kundenspezifischen Bearbeitung ab. Zu den wichtigsten Servicevorteilen zählen:

Materielle Vielfalt:Wir bieten verschiedene Wafertypen an, darunter 4H-N, 4H-HPSI, 4H/6H-P und 3C-N. Widerstand, Dicke und Ausrichtung können kundenspezifisch angepasst werden.
Flexible Größenanpassung:Wir unterstützen die Waferbearbeitung von 2-Zoll- bis 12-Zoll-Waferdurchmessern und können auch spezielle Strukturen wie quadratische Stücke (z. B. 5x5 mm, 10x10 mm) und unregelmäßige Prismen bearbeiten.
Optische Präzisionssteuerung:Die Gesamtdickenvariation (TTV) des Wafers kann bei <1μm und die Oberflächenrauheit bei Ra < 0,3 nm gehalten werden, wodurch die Anforderungen an die Ebenheit auf Nanoebene für Wellenleiterbauelemente erfüllt werden.
Schnelle Marktreaktion:Das integrierte Geschäftsmodell gewährleistet einen effizienten Übergang von der Forschung und Entwicklung zur Massenproduktion und unterstützt alles von der Kleinserienprüfung bis hin zu Großserienlieferungen (Vorlaufzeit typischerweise 15-40 Tage).

Häufig gestellte Fragen zu HPSI-SiC-Wafern

Frage 1: Warum gilt HPSI-SiC als ideales Material für AR-Wellenleiterlinsen?
A1: Durch seinen hohen Brechungsindex (2,6–2,7) sind dünnere, effizientere Wellenleiterstrukturen möglich, die ein größeres Sichtfeld (z. B. 70°–80°) ermöglichen und gleichzeitig den „Regenbogeneffekt“ eliminieren.
Frage 2: Wie verbessert HPSI SiC das Wärmemanagement in KI/AR-Brillen?
A2: Mit einer Wärmeleitfähigkeit von bis zu 490 W/m·K (nahezu vergleichbar mit Kupfer) leitet es die Wärme von Bauteilen wie Micro-LEDs effizient ab und gewährleistet so eine stabile Leistung und eine längere Lebensdauer des Geräts.
Frage 3: Welche Vorteile bietet HPSI-SiC hinsichtlich der Haltbarkeit für Wearables?
A3: Seine außergewöhnliche Härte (Mohs 9,5) sorgt für eine hervorragende Kratzfestigkeit und macht es daher äußerst langlebig für den täglichen Gebrauch in AR-Brillen für Endverbraucher.