編者按:互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的今天，無論是國防軍事科技領(lǐng)域，還是民用行業(yè)都追尋著“更快、更強、更穩(wěn)定”的理念，網(wǎng)絡(luò)流量的日益激增，對網(wǎng)絡(luò)帶寬容量提出了新的要求，也對通信運營商和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商提出了新的挑戰(zhàn)。5G技術(shù)的大范圍使用、數(shù)據(jù)中心和接入網(wǎng)的全方位技術(shù)升級，預(yù)研發(fā)下一代大帶寬高性能的光器件，成為迎接挑戰(zhàn)這一難題的關(guān)鍵，但隨之而來的是傳輸速率的提高，能源的消耗也隨之提高，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，5G基站能耗是4G基站的2.5-3.5倍，而保障基站通訊設(shè)備的熱管理系統(tǒng)（通常為空調(diào)）能耗更是占據(jù)了基站整體能耗的40%左右。如何降低消耗，打造“綠色生態(tài)環(huán)保”的智慧產(chǎn)品，滿足中國政府“30、60雙碳”政策的順利實施，熱電行業(yè)的精英們給出了自己的回答。
△蔡博文博士在工作中
高端光學(xué)元件需要Micro TEC進行主動制冷，以滿足光模塊對波長、光功率控制和頻率調(diào)制的需求。隨著調(diào)制速率增加到100G/λ及以上，必須考慮更高階的調(diào)制技術(shù)，如PAM-6和離散多音(dmt)調(diào)制。數(shù)據(jù)中心光學(xué)專家預(yù)測非制冷EML激光器因色散的影響將無法實現(xiàn)200G/λ超過1公里的傳輸。因此在高速率傳輸下，即便是短距離的傳輸也需要對高帶寬激光器進行控溫，制冷光學(xué)器件、相干技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心將變得十分普遍。
△見炬科技生產(chǎn)的TEC
近日，作為國內(nèi)熱電行業(yè)開拓者—見炬科技，順利完成了ΔTmax 76.1℃ Micro TEC的批量生產(chǎn)，在精準溫控的道路上又踏出了堅實的一步，為先進技術(shù)保駕護航又增添了一塊新的法寶。所謂的ΔTmax即最大溫差，它是衡量Micro TEC器件性能主要技術(shù)指標之一，通常行業(yè)內(nèi)對ΔTmax的定義是：在指定熱面溫度Th，冷端無熱負荷（不吸熱），制冷量Qc=0，通電電流I=Imax值時的工況下，測試器件冷、熱面溫度之差即為ΔTmax值。由熱電半導(dǎo)體制冷的原理可知ΔTmax值取決于ZT值。同一測試熱面溫度下，器件ΔTmax越高，代表熱電半導(dǎo)體材料ZT越高。
△見炬科技76.1℃MicroTECΔTmax數(shù)據(jù)
ΔTmax 76.1℃ Micro TEC的批量生產(chǎn)，不僅再一次驗證了見炬科技在產(chǎn)品品質(zhì)上優(yōu)良的穩(wěn)定性和可靠性，更是封裝工藝制程的先進積累。目前，見炬科技已經(jīng)成功搭建了具有國內(nèi)領(lǐng)先的高水平、高精度Micro TEC器件自動化生產(chǎn)線，從根本上解決了Micro TEC器件的高精度、高密度封裝問題。不僅如此，見炬科技在實現(xiàn)晶粒擇優(yōu)取向的同時，也提高了材料的機械強度：最小顆粒切割尺寸達到0.15mm×0.15mm×0.2mm，顆粒規(guī)整度優(yōu)良，邊角完好。封裝位置精度 ±5μm以內(nèi)，半導(dǎo)體粒子直立角度 88°— 92°之間。與行業(yè)傳統(tǒng)制程工藝相比，器件封裝密度提升高達 60%，功耗降低達30%，微型器件制冷功率密度達35W/cm2。并經(jīng)過了基于MIL-STD-883E和GR-468 CORE的一系列可靠性測試項目，包括工溫（-40℃至85℃）高低溫冷熱沖擊和恒定濕熱試驗，試驗后ΔTmax變化率和ACR電阻值變化率均小于5%。
△Tmax76.1℃ Micro TEC在顯微鏡下放大
這一個個數(shù)字的背后代表著雖然只有米粒大小的ΔTmax 76.1℃ Micro TEC卻蘊含著無數(shù)先進的技術(shù)“大能量”包含著見炬與見炬人“構(gòu)建溫控自如的綠色世界”的大夢想“栽得梧桐樹，引得鳳凰來?！币娋婵萍家匀蚧囊曇?、資源和平臺引來了無數(shù)熱電行業(yè)的精英，蔡博文就是其中之一。
△蔡博文博士作為黨代表參加廣西壯族自治區(qū)第十二次黨代會
蔡博文，中共黨員，博士，清華大學(xué)材料學(xué)院博士后，廣西壯族自治區(qū)第十二次黨代會代表，擔(dān)任見炬科技有限公司黨支部紀檢委員、董事長技術(shù)助理、CTO、科協(xié)主席、基礎(chǔ)材料部負責(zé)人，榮獲欽州市第一屆最美科技工作者，受聘擔(dān)任深圳大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯委員會委員。蔡博文同志具有豐富的材料研發(fā)經(jīng)驗，特別是在熱電材料的研發(fā)中取得了突出成績。碩博期間采用高壓合成方法成功制備了PbTe、Bi?Te?、Mg?Si、SnSe等多種半導(dǎo)體熱電材料，并獲得了較高的熱電性能；博士后期間圍繞學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界廣泛關(guān)注的Bi?Te?熱電材料，做出了一系列原創(chuàng)性成果。發(fā)表論文20余篇；受邀擔(dān)任Journal of Materiomics期刊審稿人。參加國際和國內(nèi)會議十余次，在國際學(xué)術(shù)會議做口頭報告3次，國內(nèi)學(xué)術(shù)會議做口頭報告9次，邀請報告2次。博士期間參與搭建人造金剛石六面頂壓機一臺，博士后期間組織清華大學(xué)-日本東北大學(xué)熱電材料與器件合作研討會并作口頭報告。申請中國發(fā)明專利兩項，國際發(fā)明專利一項，參與撰寫熱電專著一部（整理中）。代表公司分別在2021中國材料大會、固態(tài)制冷論壇和訊石論壇上做報告，受到了行業(yè)專家學(xué)者的一致認可。參加全國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獲欽州市新材料賽道第一名、廣西自治區(qū)新材料賽道第一名，決賽第二名，在全國賽中榮獲優(yōu)秀企業(yè)獎。
見炬科技ΔTmax 76.1℃ Micro TEC實現(xiàn)量產(chǎn)，蔡博文與導(dǎo)師李敬鋒院士做出了巨大貢獻，他們反復(fù)討論，制定工藝流程，帶領(lǐng)團隊夜以繼日試制，刻苦攻關(guān)，終于在材料制備方面取得突破。在制備工藝方面，創(chuàng)造性的開發(fā)了液相輔助循環(huán)SPS燒結(jié)工藝，使熱電材料中形成了豐富的微結(jié)構(gòu)，大大提高了遷移率和電導(dǎo)率，該工藝同時也引入了高密度的位錯，顯著降低了熱導(dǎo)率，將P型Bi?Te?基熱電材料的最大ZT值提高到1.46。這也打破了國外一直以來對我們設(shè)置在熱電材料制備方面的技術(shù)壁壘，使見炬科技成功研制出了Φ80的P型Bi?Te?基熱電晶錠，在熱電行業(yè)內(nèi)實現(xiàn)了大尺寸P型Bi?Te?基晶材的量產(chǎn)。眾所周知，熱電材料的尺寸越大，材料利用率越高，生產(chǎn)效率也將隨之提升。大尺寸P型Bi?Te?基熱電材料的制成，將大幅提高生產(chǎn)效率，而采用SPS燒結(jié)制備法，則率先突破了大尺寸P型Bi?Te?的合成工藝。這一成果不僅標志著見炬科技在材料方面已經(jīng)實現(xiàn)了自主可控，掌握了核心技術(shù)，更使得見炬科技在材料方面的技術(shù)儲備及水平在全球范圍內(nèi)處于領(lǐng)先地位。
△見炬科技生產(chǎn)的Φ80 P型Bi?Te?晶錠
ΔTmax 76.1℃ Micro TEC實現(xiàn)量產(chǎn)只是見炬科技發(fā)展中的一小步，卻是熱電行業(yè)發(fā)展中的一大步。
見炬人內(nèi)心都充滿希望，小米粒，終究會帶來改變世界的大能量。
(圖文:肖孝志/編輯:艾宗升)
