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硅基超透镜应用前景广阔 产业化核心障碍正逐渐突破

2025-09-08 17:37      责任编辑:王昭    来源:www.newsijie.com    点击:
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硅基超透镜应用前景广阔 产业化核心障碍正逐渐突破

  硅基超透镜是一种基于硅材料的平面光学元件,通过在硅材料基板上制造亚波长尺度的纳米结构来精确操控光波。

  超透镜是一种具有亚波长厚度的平面二维超材料,具有超薄、轻量化、多功能集成等优势。超透镜能够在亚波长尺度上实现光波的精确操控,可以替代传统光学元件,制造紧凑、轻便的光学器件。

  超透镜材料需满足高折射率、低损耗、工艺兼容性等要求,但目前超透镜主要基于二氧化钛(TiO₂)、氮化镓(GaN)、透明玻璃(如熔融石英)等材料,以上材料折射率较低,导致器件工艺兼容性差、聚焦效率低下,制约了高性能超透镜的发展。

  根据新思界产业研究中心发布的《2025-2029年硅基超透镜行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,硅材料具有高折射率、CMOS工艺成熟、低成本等优势,已成为红外光子的核心材料。基于硅材料的超透镜解决了以上问题,随着市场对光学系统的小型化、集成化等要求越来越高,硅基超透镜将在光学传感、光学成像、光通信、消费电子、汽车电子等领域实现更广泛应用。

  目前超透镜已实现从实验室到商业化应用的发展,2024-2030年,全球超透镜市场规模将从0.3亿美元增长至在30亿美元。硅基超透镜作为新一代超透镜,相关研究和产业化进程也不断推进。

  我国硅基超透镜研究单位包括西湖大学、中国科学院微电子研究所、哈尔滨工业大学等。其中西湖大学仇旻教授课题组成功开发出一种新型的同质碳化硅(4H-SiC)超透镜,哈尔滨工业大学通过创新纳米制造工艺实现了硅基氮化硅超透镜阵列的芯片级集成。

  在产业化方面,硅基超透镜布局企业包括美国imagia公司、台湾Artilux和VisEra(采钰科技股份有限公司)、深圳迈塔兰斯科技有限公司、慕德微纳(杭州)科技有限公司等。台湾Artilux是GeSi(锗硅)光子技术的领导者,其与VisEra合作开发最新的超透镜技术-Metalens技术,可以直接在12英寸硅衬底上制造硅基纳米结构。

  新思界行业分析人士表示,超透镜有望成为继折射光学元件、衍射光学元件的第三代新型光学元件,其中硅基超透镜在实现光学器件微型化、集成度提升和性能提升等方面极具潜力,应用前景广阔。近年来,随着材料创新与设计优化,硅基超透镜产业化核心障碍正逐渐突破,未来有望在消费电子、智能驾驶、汽车电子等领域实现更广泛应用。

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