半导体制冷片TEC在消费电子领域的应用

半导体制冷片通过利用帕尔帖效应，在外接电流的作用下通过半导体PN结将热量从热端快速导到冷端，实现快速散热。近年来，随着制造工艺的不断进步，半导体制冷片不断往小型化、集成化的趋势发展，可以应用在消费电子产品中，实现消费电子产品散热。

广东富信科技TEC制冷片

据Yole Developpement报告指出，全球消费电子领域对半导体致冷片的需求量在2024年已突破1.2亿片，预计至2025年将增长至1.85亿片，年复合增长率达23.7%，其中智能手机与可穿戴设备贡献了超过68%的增量市场。 

一、智能手机

在智能手机领域，高性能处理器采用3nm及以下先进制程工艺，其单位面积功耗密度已突破8W/cm2，远超传统被动散热结构(如石墨烯导热片、VC均热板)的散热能力上限。半导体制冷片TEC作为主动式控温解决方案，正逐步在手机散热控温模块中实现规模化应用，主要有芯片内置散热和外置散热器两种方案。

内置散热主要是将TEC制冷元件和传统被动散热结构以及内置风扇散热相结合，将TEC紧贴芯片表面，实现主动降温。真我手机在2025年发布了全球唯一散热系统三合一智能手机，通过内置风扇+大尺寸VC散热+TEC制冷散热，实现温度最高一键降低6°C。

真我手机散热系统结构示意图

传音旗下子品牌 Infinix 2024年推出全球首款半导体散热系统 CoolMax，利用半导体制冷片TEC制冷性能结合风扇散热，实现芯片温度最高可降低10°C，优化芯片性能和提高手机运行效率。

传音Infinix CoolMax System

外置散热主要通在手机背部贴合搭载风扇、TEC制冷片等组合散热器，能够让手机表面快速降温，是游戏手机和直播用户散热的有效手段。外置散热器主要形式有磁吸款和背夹式，散热效率高且几乎实现静音运行，并且可以随时拆卸使用。小米 14Ultra 搭载的“环形冷泵+TEC双驱散热系统”，可在15秒内将核心温度降低8.2°C，有效维持峰值性能输出30分钟以上。

小米14Ultra散热器

二、AI/AR智能眼镜、VR头显设备

智能眼镜的主要热源集中在核心计算、光学显示、电源模块等，模块体积狭小，且高度集成化，散热难度高。同时，智能眼镜紧贴人眼、人脸等部位，发热问题将极大地影响用户的使用体验。目前智能眼镜的总功耗TDP已达2W以上，在进行AI交互、AR渲染等功能化应用场景时功率消耗将快速提升，进一步导致温度的剧烈波动。

AI眼镜结构拆解示意图，来自格科微电子

智能眼镜散热的难题在于空间不足、功耗与功能之间不可兼得的矛盾，传统的消费电子散热方案难以沿用。将半导体制冷技术应用在AR/AI智能眼镜、VR头显中是一个创新的散热解决方案，具有快速响应、高效、精准控温、体积小巧、运行静音等特点。

图片来自先导热电

通过将微型半导体制冷片MicroTEC直接贴合在SoC/AI处理器、显示驱动芯片等热源下方，通过帕尔帖效应主动将热量抽走，可以防止核心温度过高，有效保障AI推理、AR渲染的流畅性。在镜片边缘或镜框内集成TEC模块，通过主动制冷使镜片表面温度高于环境露点，可以防止从呼出的热空气在镜片表面上起雾。Meta 在2024年发布的 Quest 3S VR 头显中首次引入柔性半导体制冷片阵列，配合微通道液冷结构，实现面部接触区域温度控制在32℃一下，用户佩戴舒适度评分提升40%。

Meta Quest 3S VR

三、笔记本电脑

在笔记本电脑高速运行的过程中，高性能处理器和显卡会产生大量的热量，热量堆积过多时会影响系统性能，产生卡顿、速度变慢甚至死机。为了保证电脑的性能和寿命，使用半导体制冷片TEC进行制冷散热，可以有效降低电脑内部的温度，实现快速散热、稳定温度，提升用户体验。同时TEC散热过程噪音低，使用过程安静；精准调节电脑温度，避免温度波动对硬件运行产生影响，保护电脑硬盘免受高温的影响，延长使用寿命，保护电脑数据。

图片来自先导热电

TEC在笔记本电脑中应用主要具有三种形式：外置散热底座/支架、外置散热背夹、内置混合散热模组等。外置散热器是主流的产品形式，主要将TEC制冷片、散热鳍片、风扇跟底座/支架集成，直接接触笔记本电脑底部外壳，实现高效散热。内置混合模组是将TEC制冷片与笔记本电脑内部散热系统相结合，少数高端游戏电脑在探索应用的方案，将微型TEC片集成于热管与CPU/GPU之间，或采用“微通道液冷+TEC”的复合系统，实现芯片级主动温控。

笔记本电脑外置TEC散热底座/支架是目前主流应用形式，通电后TEC制冷片的一端迅速变冷，快速吸收CPU/GPU产生的热量，然后将热量传递到热端，通过金属散热鳍片和风扇将热量排出去，实现完整的制冷循环。目前市场上的产品主要有：联想拯救者散热甲板Base42、红魔半导体散热器、BENWIS半导体制冷散热支架等。

红魔半导体笔记本散热器

半导体制冷片TEC技术是一种高效的散热形式，有望重塑消费电子体验，成为电竞手机、笔记本电脑的性能倍增器、AR智能眼镜的舒适保障，更是未来智能设备实现高性能、长续航、优体验三角平衡的关键支点。

来自艾邦综合整理，侵删

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