编者按:互联网飞速发展的今天，无论是国防军事科技领域，还是民用行业都追寻着“更快、更强、更稳定”的理念，网络流量的日益激增，对网络带宽容量提出了新的要求，也对通信运营商和互联网服务提供商提出了新的挑战。5G技术的大范围使用、数据中心和接入网的全方位技术升级，预研发下一代大带宽高性能的光器件，成为迎接挑战这一难题的关键，但随之而来的是传输速率的提高，能源的消耗也随之提高，据相关数据显示，5G基站能耗是4G基站的2.5-3.5倍，而保障基站通讯设备的热管理系统（通常为空调）能耗更是占据了基站整体能耗的40%左右。如何降低消耗，打造“绿色生态环保”的智慧产品，满足中国政府“30、60双碳”政策的顺利实施，热电行业的精英们给出了自己的回答。
△蔡博文博士在工作中
高端光学元件需要Micro TEC进行主动制冷，以满足光模块对波长、光功率控制和频率调制的需求。随着调制速率增加到100G/λ及以上，必须考虑更高阶的调制技术，如PAM-6和离散多音(dmt)调制。数据中心光学专家预测非制冷EML激光器因色散的影响将无法实现200G/λ超过1公里的传输。因此在高速率传输下，即便是短距离的传输也需要对高带宽激光器进行控温，制冷光学器件、相干技术应用于数据中心将变得十分普遍。
△见炬科技生产的TEC
近日，作为国内热电行业开拓者—见炬科技，顺利完成了ΔTmax 76.1℃ Micro TEC的批量生产，在精准温控的道路上又踏出了坚实的一步，为先进技术保驾护航又增添了一块新的法宝。所谓的ΔTmax即最大温差，它是衡量Micro TEC器件性能主要技术指标之一，通常行业内对ΔTmax的定义是：在指定热面温度Th，冷端无热负荷（不吸热），制冷量Qc=0，通电电流I=Imax值时的工况下，测试器件冷、热面温度之差即为ΔTmax值。由热电半导体制冷的原理可知ΔTmax值取决于ZT值。同一测试热面温度下，器件ΔTmax越高，代表热电半导体材料ZT越高。
△见炬科技76.1℃MicroTECΔTmax数据
ΔTmax 76.1℃ Micro TEC的批量生产，不仅再一次验证了见炬科技在产品品质上优良的稳定性和可靠性，更是封装工艺制程的先进积累。目前，见炬科技已经成功搭建了具有国内领先的高水平、高精度Micro TEC器件自动化生产线，从根本上解决了Micro TEC器件的高精度、高密度封装问题。不仅如此，见炬科技在实现晶粒择优取向的同时，也提高了材料的机械强度：最小颗粒切割尺寸达到0.15mm×0.15mm×0.2mm，颗粒规整度优良，边角完好。封装位置精度 ±5μm以内，半导体粒子直立角度 88°— 92°之间。与行业传统制程工艺相比，器件封装密度提升高达 60%，功耗降低达30%，微型器件制冷功率密度达35W/cm²。并经过了基于MIL-STD-883E和GR-468 CORE的一系列可靠性测试项目，包括工温（-40℃至85℃）高低温冷热冲击和恒定湿热试验，试验后ΔTmax变化率和ACR电阻值变化率均小于5%。
△Tmax76.1℃ Micro TEC在显微镜下放大
这一个个数字的背后代表着虽然只有米粒大小的ΔTmax 76.1℃ Micro TEC却蕴含着无数先进的技术“大能量”包含着见炬与见炬人“构建温控自如的绿色世界”的大梦想“栽得梧桐树，引得凤凰来。”见炬科技以全球化的视野、资源和平台引来了无数热电行业的精英，蔡博文就是其中之一。
△蔡博文博士作为党代表参加广西壮族自治区第十二次党代会
蔡博文，中共党员，博士，清华大学材料学院博士后，广西壮族自治区第十二次党代会代表，担任见炬科技有限公司党支部纪检委员、董事长技术助理、CTO、科协主席、基础材料部负责人，荣获钦州市第一届最美科技工作者，受聘担任深圳大学硕士学位论文答辩委员会委员。蔡博文同志具有丰富的材料研发经验，特别是在热电材料的研发中取得了突出成绩。硕博期间采用高压合成方法成功制备了PbTe、Bi₂Te₃、Mg₂Si、SnSe等多种半导体热电材料，并获得了较高的热电性能；博士后期间围绕学术界与产业界广泛关注的Bi₂Te₃热电材料，做出了一系列原创性成果。发表论文20余篇；受邀担任Journal of Materiomics期刊审稿人。参加国际和国内会议十余次，在国际学术会议做口头报告3次，国内学术会议做口头报告9次，邀请报告2次。博士期间参与搭建人造金刚石六面顶压机一台，博士后期间组织清华大学-日本东北大学热电材料与器件合作研讨会并作口头报告。申请中国发明专利两项，国际发明专利一项，参与撰写热电专著一部（整理中）。代表公司分别在2021中国材料大会、固态制冷论坛和讯石论坛上做报告，受到了行业专家学者的一致认可。参加全国创新创业大赛获钦州市新材料赛道第一名、广西自治区新材料赛道第一名，决赛第二名，在全国赛中荣获优秀企业奖。
见炬科技ΔTmax 76.1℃ Micro TEC实现量产，蔡博文与导师李敬锋院士做出了巨大贡献，他们反复讨论，制定工艺流程，带领团队夜以继日试制，刻苦攻关，终于在材料制备方面取得突破。在制备工艺方面，创造性的开发了液相辅助循环SPS烧结工艺，使热电材料中形成了丰富的微结构，大大提高了迁移率和电导率，该工艺同时也引入了高密度的位错，显著降低了热导率，将P型Bi₂Te₃基热电材料的最大ZT值提高到1.46。这也打破了国外一直以来对我们设置在热电材料制备方面的技术壁垒，使见炬科技成功研制出了Φ80的P型Bi₂Te₃基热电晶锭，在热电行业内实现了大尺寸P型Bi₂Te₃基晶材的量产。众所周知，热电材料的尺寸越大，材料利用率越高，生产效率也将随之提升。大尺寸P型Bi₂Te₃基热电材料的制成，将大幅提高生产效率，而采用SPS烧结制备法，则率先突破了大尺寸P型Bi₂Te₃的合成工艺。这一成果不仅标志着见炬科技在材料方面已经实现了自主可控，掌握了核心技术，更使得见炬科技在材料方面的技术储备及水平在全球范围内处于领先地位。
△见炬科技生产的Φ80 P型Bi₂Te₃晶锭
ΔTmax 76.1℃ Micro TEC实现量产只是见炬科技发展中的一小步，却是热电行业发展中的一大步。
见炬人内心都充满希望，小米粒，终究会带来改变世界的大能量。
(图文:肖孝志/编辑:艾宗升)
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