在AI算力需求爆发的今天,数据中心里数以万计的光模块正以光速传递着海量数据。但很多人不知道的是,在这些光模块内部,有一枚指甲盖大小的微型元器件,正以±0.01℃的精度默默守护着每一次数据传输的稳定——它就是TEC(热电制冷器)。

小型&微型

珂赛达 Micro TEC

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高速光模块离不开TEC

光模块中的激光器对温度极其敏感。温度波动会引发一系列连锁反应:
  • 波长偏移:以DFB激光器为例,其波长—温度漂移系数约为0.1nm/℃。在0~70℃的商业温度范围内,漂移范围可达7nm,这个数值已超过许多波分复用系统的波长间隔,一旦发生漂移就会引起通道间串扰,导致数据传输错误;
  • 功率不稳:温度变化直接影响激光器的输出光功率,导致信号劣化;
  • 寿命衰减:长期在非最佳温度下工作,会加速激光器老化,增加故障率。

 

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因此,中高端高速光模块普遍内置微型TEC,配合热敏电阻和温控芯片形成闭环控温系统,将激光器温度牢牢锁定在最佳工作区间。

TEC在光模块中的核心作用可以概括为三点:
  • 稳定激光波长:精准控温锁定波长,保障信道隔离,杜绝串扰和误码;
  • 优化器件工况:高低温环境下自动制冷或制热,稳定光功率,优化信号质量;
  • 延长使用寿命:快速导出热量,延缓器件老化,降低故障率。

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从400G到1.6T:速率越高,TEC越关键

随着AI数据中心对带宽的渴求不断升级,光模块速率正从400G向800G、1.6T乃至3.2T加速演进。高速光模块的功耗和发热量急剧上升,对TEC的需求也水涨船高。不同速率的光模块对Micro TEC的需求量差异明显:

更高速率(如6.4T/12.8T)在NPO/CPO等先进封装方案中,单模块的TEC用量甚至可能从个位数跃升至几十颗。市场数据也印证了这一增长趋势:预计2026年高速光模块领域Micro TEC市场规模至少为14亿元人民币。而Micro TEC的需求增速约为光模块本身的2.5倍。预计2026年光模块领域Micro TEC出货量将达6000万片。

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关键应用场景

TEC光模块的应用场景覆盖了从短距互联到超长距传输的各个环节:

  • 长距离骨干传输:DWDM密集波分光模块,长途传输距离可达80km以上,TEC精准控温杜绝波长漂移,是骨干网的核心保障;

  • 高端数据中心:AI算力机房、云计算中心内,高集成芯片发热量大,TEC实时散热控温,保障算力集群稳定运行;

  • 5G/6G电信基站:户外基站温差极大,TEC实现双向温控——酷暑降温、低温制热,确保基站光模块全天候正常工作。

  • 相干光通信:城域网、广域网、海底光缆传输场景中,相干光模块对光信号相位和偏振要求极为严苛,TEC的精密温控不可或缺。

  • 工业与特种通信:工业自动化、安防监控等恶劣工况环境中,TEC保障光模块在宽温域下稳定运行。

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国产替代加速:从“卡脖子”到“突围”

过去,全球高端Micro TEC市场长期被日本Ferrotec、Marlow等海外厂商垄断。但这一格局正在被打破。

上游材料端的变局:

2026年起,我国将7N超高纯碲、铋、碲化铋纳入两用物项出口管制。全球高端TEC双寡头Ferrotec、KELK无本土矿产资源,95%以上超高纯核心原料依赖中国进口。目前日本工厂高等级单晶晶锭库存已进入出清倒计时,这为国产TEC厂商带来了历史性窗口期。

国产厂商的技术突破:

以珂赛达为代表的国内企业已实现实质性进展,产品性能已与国外友商处于同一水平区间。400G/800G光模块的Micro TEC已批量出货,1.6T产品已小批出货。

差距与优势:

  • 国产替代仍有差距需要追赶——国产Micro TEC良率约94%-95%,与日美厂商的97.7%尚有差距;

  • 可靠性寿命约2.1万小时,略低于日美顶级的2.3万小时。

但国产TEC价格比日系低10%-15%,具有显著成本优势,在中美科技竞争加剧的背景下,供应链安全需求正加速下游厂商导入国产方案。

来源:珂赛达,侵删

https://mp.weixin.qq.com/s/VaBNTEPDvF-uWisIKRu5Pg

8月27日,珂赛达将参加艾邦半导体散热材料产业论坛,带来相关主题演讲,欢迎同行朋友莅临交流!

艾邦建有半导体制冷片交流群,长按识别二维码,添加管理员微信即可加入:
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推荐活动:2026年半导体散热材料产业论坛(8月26日,深圳国际会展中心7号馆)

会议议题:

序号

演讲议题

拟邀企业

1

金刚石粉体覆膜改性及金刚石铜复合材料在半导体器件热管理领域的应用研究

中南大学材料科学与工程学院教授魏秋平

2

议题待定

宁波晶钻科技股份有限公司

3

议题待定

先材(深圳)半导体科技有限公司

4

微型半导体制冷片(Micro-TEC)在光模块中的应用

辽宁冷芯半导体科技有限公司

5

议题待定

珂赛达(上海)半导体科技有限公司

6

金刚石/铜复合材料界面热阻优化策略

金刚石散热材料企业

7

液冷+金刚石散热复合方案在智算中心的应用前景

金刚石基板企业/数据中心散热企业

8

MPCVD技术优化:均匀性控制与缺陷抑制

金刚石基板/材料/设备企业

9

氮化铝陶瓷基板用于半导体制冷片TEC散热优势

陶瓷制冷片TEC企业

10

半导体制冷片赋能新能源汽车热管理

陶瓷制冷片TEC企业

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作者 ab, 808