01 Micro TEC在光模块中的应用

光通信网络信号传输的过程中,需要使用光模块对光信号进行传输和转换,其内部组件性能对温度非常敏感,温度升高将引起光功率输出减少,同时导致波长正向漂移,因此需要确保光模块温度不能过高,否则影响数据的传输。

微型半导体制冷片Micro TEC可以用作光模块激光器散热,作为光发射组件(TOSA) 内部的核心温控结构,与其他光器件共同封装在光模块中。其核心作用是充当激光器芯片的“固态热泵”,通过帕尔帖效应将热量从激光器处泵出,确保光通信波长稳定。

富信科技 MicroTEC产品

Micro TEC在光模块中位于TOSA内部,紧贴激光器芯片(LD/EML)的下方,Micro TEC为三明治结构,上下两层为氮化铝陶瓷覆铜板,冷端主动吸热,通过中间热电晶粒阵列作用将热量传导,热端放热。Micro TEC热端连接金属热沉片将热量进一步传递至散热鳍片或模块外壳,热量散出到外部环境中。

02 主流封装方式

根据光模块不同的封装类型,Micro TEC集成方式也有所区别

(1)传统分离式封装(TO-CAN, BOX):Micro TEC安装在金属热沉的专用安装槽内,激光器芯片先贴装在载体基板(如氮化铝)上,该基板再安装在TEC的冷端;TEC的热端则紧贴金属热沉。热路径:LD → 载体基板 → TEC冷端 → TEC热端 → 金属热沉 → 外壳。电气连接方式是TEC通过引线键合与外部驱动电路连接。此种封装形式结构清晰,但存在界面热阻,装配步骤多。

传统分离式封装图片来自莱尔德

(2)一体化封装:MicroTEC直接集成在TO同轴封装的内部,与激光器芯片、载体基板等构成一个紧凑的整体传热路径更短LD与TEC冷端距离极小。热阻降低30-40%,散热效率大幅提升;体积缩小约40%;可靠性更高(减少焊点和引线)。

TO一体化封装光模块图片来自先导热

(3)硅光模块封装:高度集成方式,TEC以“内埋基板”的形式被嵌入PCB或硅光集成电路板下方,直接为硅光芯片和集成的激光器提供温控。该设计能够实现光电热一体化设计,满足硅光模块对薄型化和高集成度的要求。

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03 光模块带动半导体制冷片TEC市场激增

AI算力需求引爆高速光模块市场,直接带动Micro TEC需求。2024年全球Micro TEC市场规模约7.67亿美元,预计到2031年将达16.45亿美元。800G光模块上量及1.6T的演进,使得Micro TEC需求增速约为光模块本身的2.5倍800G光模块1.51.6T光模块需要2.5-4

半导体制冷片TEC市场长期以来被日本Ferrotec大和热磁和 Komatsu小松垄断,两者合计占据约70-80% 的市场份额;美国Coherent(原II-VI)等也是重要玩家。

近年来国内半导体制冷片国产化实现小规模突破,国产化率从不足5%正提升至15%左右。富信科技Micro TEC产品在2025年通过了海外头部通信企业的认证,并已批量用于400G/800G光模块。

04 国内光模块Micro TEC相关布局厂商

Micro TEC市场高度集中,呈现“日美主导,中国追赶”的格局竞争格局固化正在松动。中国具有完整的产业链制造加工优势国内光模块Micro TEC发展需要光模块厂商、光器件/封装厂商、TEC厂商以及陶瓷覆铜基板厂商共同联合验证

1、富信科技(688662)

官网:http://www.fuxin-cn.com/

富信科技是国内TEC龙头企业,主营半导体热电器件、半导体热电系统、半导体热电整机应用产品,拥有从覆铜陶瓷基板、半导体热电制冷器件、制冷系统以及热电整机产品全产业链,具备从热电材料到Micro TEC芯片、封装的全链条能力,产品已通过Coherent认证并用于800G光模块

富信科技TEC产品

富信科技具备年产制冷器件约1200万片、制冷系统约620万套、热电整机应用产品约165万台的生产能力,已建成月产60万片Micro TEC的规模化生产能力,未来随着新基地投产后年产将突破1000万片,主要面向AI算力中心的400G、800G及1.6T等高速率光模块应用。

2、秦皇岛富连京电子股份有限公司

官网:https://www.chinafujitaka.com/

秦皇岛富连京电子股份有限公司成立于1988年,主要生产半导体致冷器,后于1993年被日本富士高株式会社收购,目前作为Z-max株式会社在中国的生产基地,致力于半导体致冷片及致冷组件的生产研发和销售,现有TEC产品年生产能力500万片。超微型器件Micro TEC广泛应用于光电、通讯、激光等领域。

富连京超微型制冷片器件

3、铋盛半导体

官网:https://www.bite-super.com/

铋盛半导体主要致力于MicroTEC的研发、生产、制造和应用,总部位于深圳光明,生产基地在西安。公司自主研发了TEMAR(热电模组组装机器人)等专用自动化封装设备,月产能达300K以上

铋盛半导体Micro TEC产品

2025年,铋盛重点推出了面向CPO外置光源(ELS)应用的TEC产品,已通过三家客户验证,进入小批量供货阶段。光通信客户对TEC的需求迅猛着增长,公司计划扩大西安生产基地2-3倍,预计年交付能力达到700万只到1000万只。

4、见炬科技

广西自贸区见炬科技有限公司是一家聚焦通信领域全场景温控技术的高新技术企业,由院士牵头,汇聚了国内顶尖的热管理科学家和产业精英。公司专注于高性能纳米晶热电材料及高维散热技术的研发与生产,核心产品包括半导体致冷器件(Micro TEC)和工业散热/制冷系统。拥有国内首条Micro TEC高精度封装生产线,掌握自研高性能碲化铋材料及高端Micro TEC晶圆级封装工艺,产品满足光通信器件GR-468标准

见炬科技Micro TEC,来自艾邦展台拍摄

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5、江西纳米克热电电子

官网:https://www.thermonamic.com/cn/

江西纳米克热电电子股份有限公司由江西铜业股份有限公司与厦门纳米克热电电子有限公司共同发起成立的股份制科技创新型企业,公司成立于2008年,主要聚焦半导体热电领域,研发生产半导体制冷片、温差发电材料及器件产品。具有光电通讯领域Micro TEC产品及带管座的模块化产品,陶瓷基板有氧化铝、氮化铝、氧化铍。

江西纳米克Micro TEC产

7、辽宁冷芯半导体

官网:http://www.leng-xin.com/

辽宁冷芯半导体科技有限公司是一家面向半导体集成电路领域提供主动控温技术方案的高科技企业,主要从事高性能热电材料和微型制冷芯片的研发、生产和销售。公司具有微型、超微型高性能 Micro-TEC 产品,是国内唯一一家能够满足多级 Micro-TEC 国产化供货需求的企业,并且成功向光迅科技、海信宽带、德科立等通信领域上市头部企业批量供货。产品年产能达200万颗以上,国产微型控温芯片,已实现航空级、宇航级温控器件的国产化,光模块领域与某头部客户签署800G光模块联合开发协议。

冷芯半导体Micro TEC产品

8、江西北冰洋实业有限公司

官网:https://jxarctic.com/

江西北冰洋实业有限公司创立于2017年,专业生产热电制冷晶棒、晶粒、制冷片和制冷装置,为客户提供温度控制方案设计,集研发设计、生产制造为一体。北冰洋拥有热电半导体领域的全流程技术,包括晶圆、切割、电镀和高精度封装及测试,2017年在江西抚州设立总部基地,拥有10条TEC生产线,TEC年产能2000万片,并计划于2026年启动第二期建设,投产后将实现5000万片TEC年产能。

江西北冰洋实业公司光模块用TEC产品

9、万古半导体

官网:http://www.zjwangu.com/abouts-1-1.html

浙江万谷半导体有限公司成立于2004年专业从事浙江半导体热电材料、半导体热电芯片、半导体致冷芯片的国家级高新技术企业,是国内半导体生产器件的龙头企业。产品广泛应用于光通信、医疗器械、汽车、航空航天等领域。

来自艾邦综合整理,侵删

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2026年8月26日-28日
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作者 ab, 808