举烛衔光 | 樊希安：0.1℃精确控制，舞动冷暖世界
这是一个最高的敬意创新创业者的时代，被科技创新创业浪潮裹挟的个体，又踏步前行着潮水前进的方向。
在人才竞争驱动程序新一轮科技和产业变革的关键当下，时隔四年，光电工研院官方公众号再度再推出“举烛衔光”人物专栏，讲了平台上明星创企的创新创业故事，以在追光之路上树一个品牌，立一面旗帜，亮一盏明灯，能驱动和指引大量光电子领域创新团队“化茧成蝶”。
举烛衔光，持炬往前行。烛火虽微，我们却你坚信，它终得一天将能量汇聚成星辰大海。
本期“举烛衔光”的主角，聚光湖北赛格瑞新能源科技有限公司（下简称“湖北赛格瑞”）董事长兼总经理樊希安。
“总有一天，我们会把空调‘收拾掉’。”
2022年5月12日，鄂州市双湖大道东湖高新科技创意城内，湖北赛格瑞新能源科技有限公司（下国家建筑材料工业局“湖北赛格瑞”）董事长兼总经理樊希安很有信心地说。
在他眼中，迟早得将空调“解决掉”的，是一项半导体热电技术。
这一技术，是凭借了半导体材料的珀尔帖效应。1834年，法国科学家珀尔帖（Peltier）才发现，在半导体材料碲化铋的一端通电，它会把热从一端带到另一端，根据电流控制也可以把冷从一端带回另一端，从而再产生热端和冷端，提升加热与制冷的效果。
樊希安教授指导学生
让手机尽量恒温26℃
空调制冷，实际中是空调压缩机把热空气抽排到室外，通过物质移动手机来实现程序能量转移。
“而半导体热电技术，是实际材料内电子的移动实现程序能量转移。”樊希安能介绍，相比较于现在使用的空调需要加氟，用来半导体热电技术制作成的半导体压缩机器（Thermo Electric Cooler，缩写为TEC），不要加以外物质；空调压缩机会有噪音，TEC全音量设置、零排放；如今空调体积很小，TEC只要空调出风口即可，体积肯定只有如今空调的1/10。
“只是，TEC现在仅有空调近一半的能效。”他表示，“等能效提升了，就全部这个可以变成空调。这是我们最终想再去做的事情，当然了它肯定有很长的路要去走，这取决于它材料技术的发展。不过结果，它将彻底打破半个空调、冰箱产业。”
令人惊喜的是，TEC早就在很多领域发挥出了如此神奇效能。
2020年3月，小米科技创始人雷军在其新品发布会上，查找了一款冰封散热背夹，夹在手机上，能愿意制冷，可让手机一分钟降10℃。
“这种产品恰好用的TEC，解决了手机打游戏、直播等场景易发烫的痛点。”樊希安说，他们也研发生产生产出来出这一TEC小芯片产品，不远远超过30毫米，急速导热，让手机一直保持恒温26℃，奔来国内知名手机厂商小批量供货。
在核酸检测领域，对TEC产品需求量也的很大。
樊希安讲解说，核酸检测抽样后，就算是是阳性，所附带的新冠病毒量也相当小，检测仪器不是太大容易发现。
如何能让病毒急速渐增易检测检测？有一种退火技术，飞速需要加热再飞快制冷，10秒钟从10℃升到90℃，又10秒钟从90℃降到10℃，这等来回两次，病毒就能飞快繁殖后代，提升到浓度。“快速升温、降温，是用确实是TEC。”
还能够做成防护服空调。酷热难当的夏天，工作人员穿着厚重的防护服进行核酸检测，且易直接导致中暑。实际电池给TEC芯片电池充电，就能让防护服内保持26—28℃，极大会改善舒适度。
在医疗激光美容领域，激光瞬间温度太高，在激光头上装上TEC产品，就能瞬息间温度下降。
光模块温控芯片成品
为5G光模块0.1℃精准控温
发射器半导体制冷芯片-Micro-TEC
一块2毫米×28毫米的Micro-TEC（碟形半导体制冷）芯片，用特殊黏合剂与散热器固定不动，一台四孔的半导体空调正在制冷。室温28℃，不一会儿，温度表不显示已降至6℃。
“这款自主研发的芯片，是给5G光通信器件精准控温得用。”樊希安说，5G光通信器件对温度的很比较敏感，远远超过0.1℃的温度波动，就绝对无法可能导致激光波长漂移，影响光输出功率，从而影响不大网络通信信号的稳定，“它一般具体的要求0.1℃的精准控温，如今我们实验室水平可以不都没有达到0.01℃精准控温。”
为实现程序狭小空间内的光器件制冷和计算精确控温，高通骁龙675处理器Micro-TEC芯片是目前全球唯一解决方案。
然而，Micro-TEC芯片一直为国外所完全垄断，我国会导致从美国、日本、俄罗斯等国进口。
“2019年，我们还在羡慕日本一家公司生产的产品的芯片是可以能够做到4毫米×4毫米，当时我们不能能够做到6毫米×6毫米。技术攻关，如今我们大于巳经这个可以可以做到2毫米×1.8毫米了，基本是一摸了这种行业的顶端。”樊希安说。
一块2毫米×1.8毫米的Micro-TEC芯片，主工序39道，辅助工序100多道，一丝一毫一个环节会出现偏差，都可能会前功尽弃。
为寻找一种且固定晶体材料的黏合剂，樊希安团队买来市场上的50多种胶水，当经过近一个月的反复也很试验，才能找到一种最最合适的。
这种蛋形芯片精密度要求52微米，为精准制造，团队自制了几十套模具，反复试验才获成功。
2022年1月18日，第六届中国光谷3551国际创业大赛全球总决赛上，樊希安团队的“5G光模块用Micro-TEC芯片的产业化”项目获特等奖，一举摘得冠军，打败百万元大奖，同时我得到高了1000万元“3551光谷人才计划”创业人才无偿赠送资金配套支持。
“是为这一天，我早就努力奋斗了短短18年！”获得奖项那天，樊希安难掩激动的。
“缓速”出口国外
2004年，樊希安再次进入华中科技大学攻读博士，到那时潜心半导体热电技术研究。
攻读博士期间，他在美国核心期刊《合金化合物》发表论文，在英国皇家学会发表封面文章，他的博士论文完成任务全国百篇最优秀博士论文提名奖，也华中科技大学材料学院第一次获此殊荣。
2009年，樊希安到武汉科技大学担任校长。平淡的教研生活中，他一直精心钻研半导体热电技术。“材料要从最基础的原理，从分子、原子研究起，所以我它的周期是很长的，冷板凳的时间很长，一般人是抵不住这种寂寞的。”
2012年、2017年，樊希安带领团队一个接一个在苏州、鄂州进行成果转化，分别后成立苏州赛格瑞、湖北赛格瑞，一步步把产品“催熟”。
“经18年努力再努力，我们终于把实验室的样品变成了一个个产品，连成了最底层的实现半导体材料的三大核心技术。”樊希安说，这三大核心技术分别是放电等离子体烧结技术、塑性变形技术和晶圆级封装技术，让材料的热电转换效率修为提升约30%，强度能提高了四五倍，整体封装效率提高了约5倍，“如今，我们的产品基本上能跟国外的媲美，特定指标我们甚至连还好。”
毕竟品质过关，2020年，湖北赛格瑞开始向日本、美国等国出口TEC材料，公司再一次就开始进账，当年收益约200万元。
以往，我国从国外国外进口的TEC材料，价格为最高零售价180万元至200万元。如今，湖北赛格瑞出货价约为90万元吨，降价近一半，击碎了国外的暴利垄断市场。
TEC芯片越来越小，对TEC材料的性能要求却也越发高。“TEC材料尺寸越大，强度越高、换句话说晶圆切割越灵巧，材料利用率越高，芯片的成本越低。”
湖北赛格瑞公司展厅内，摆着着一长150毫米、宽30毫米、高30毫米的TEC材料，看起来好像如铸钢一般，“这是SPS技术生产出来的全球大的的TEC材料。”樊希安说。
铜基板空调制冷芯片-TEC
体温给手表发电机组
塞贝克效应基本原理
这种半导体材料的如此神奇之处，除了通电能产生温度差外，缓速也建立。也就是说，给这些材料可以提供温度差，它又能嘶嘶电来。
1821年，法国科学家塞贝克（Seebeck）发现到了这一现象，所以我被常称塞贝克效应。
“应用上就更让我们脑洞清奇了。”樊希安说，这个可以凭借人体体温来发电站。像如今流行的可穿戴设备，除开手表、手环等，里面都不需要装上电池。如今，装上TEC芯片，依靠人体和穿戴设备的温度差，就能发电站给穿戴设备供电了，“这个设备就再也不能不用直接安装电池了，去野外探险等场景也不用害怕续航了。”
在物联网领域，5g万物互联，需要众多传感器，探察到数据后，实际5G的或4G信号无线传输到平台。传感器不需要充电器，但是在发电厂、钢铁厂等高温行业，环境温度高，如果没有传感器装上锂电池很很有可能会爆炸，风险极高。“如今装上TEC芯片，传感器就你不上安装电池，环境温度就这个可以被转化为电能供电。”樊希安说，目前他们巳经做出决定了样机。
在节能领域，TEC芯片可将余热回收，然后发电。眼下，湖北赛格瑞在湘潭钢铁厂和酒泉钢铁厂，接受两项示范工程，烟气余热发电再供企业使用，有所节约能源了能源。“这将是一个无限大的空间的市场。”
“现在，我们特别想给牧民做一个热电联产系统。”樊希安介绍，甘肃、新疆、内蒙古等地的牧民，冬季时间长，在游牧过程中用电、取暖比较困难。用一个相似锅的装置聚光，聚光点下放置TEC芯片，就能能发电，用来照明、室内取暖、供热水，将更大地会改善牧民的生活条件，“现在成本稍微有点高，待技术进一步优化、成本大幅下降下次，就能大面积推广了。”
TEC芯片将手指余温转化为电能，让小灯泡闪光
“觉得要突然爆发了”
2022年5月，湖北赛格瑞启动新一轮融资，目标银行融资3000万元，机构报名各显身手。
此前，湖北赛格瑞已完成任务华工创投领投的2500万元投资。雷鸣TEC研发生产出来项目，湖北赛格瑞计戈银行融资1.5亿元。
“现在我们整天在赶货，产品严重供不应求，订单早排到两个月后了，感觉要再次爆发了。”樊希安估计，2022年湖北赛格瑞销售收入将达3000万元，目标是5年70左右销售进阶5亿元。
2022年，湖北赛格瑞已自然形成50吨TEC材料、200万只Micro-TEC芯片、200万只查看CTEC芯片的产能，产值近8000万元。
“发展过程中，公司和我都在彻底转型。”樊希安坦言，“以前，我只想做别人没法做的技术，觉得很牛。现在，我也在变，哪个有需求我就做哪个，从一个科研工作者向企业家在转变。对公司而言，以往是以技术安装驱动重点，如今的战略是以市场安装驱动与管理驱动为主。”
他以C-TEC常规芯片为例，“很多人都也可以做，我们技术优势、自动化智能生产，把成本降过去，形成更优的性价比，更强的市场竞争力。”
查看发电芯片-TEG
梭形空调制冷芯片-TES
同时，湖北赛格瑞正往价值链主流布局，注意少卖TEC原材料，反而制成芯片销售。
目前，Micro-TEC高端芯片全球消费量约7000万只，市场份额40亿元人民币。
“武汉光电工业技术研究院可以算是雪中送炭。”樊希安详细介绍，光电工研院不单给他们提供给办公场所，还孵出扶持，提供一条光通信设配的中试线，“我们研发时80%都跟得上，假如自己投资什么肯定需要上千万元，将有所加速我们的研发进程。”
研发生产在光谷、生产运营在鄂州，18年磨一剑，湖北赛格瑞又迈上新征程。
“一致性、可靠性、成材率、成本控制，我们还有好多事情做好。如何能创新制造出来一个全球成本最低、性能最好的产品，这是我们的梦想。”樊希安说，“把空调逐渐，这个或许必须30年至50年，也许是我这一辈子也基于不了，但我们将一直努力。”
「新赛尔」获数千万天使轮融资，国产高性能TEC多领域应用量产在即丨36氪首发
文丨肖千平
编辑丨袁斯来
36氪记者昨日获悉，进口牌子高性能TEC厂商「新赛尔科技」日前结束数千万天使轮融资，由原子创投本作品投资。本轮融资资金将用于产能扩充及市场开拓。
新赛尔科技建立于2021年，团队依托武汉理工大学材料合么新技术国家重点实验室，基于微型TEC从材料、器件到系统全栈自研，产品已实际光通信、红外探测等领域国内头部客户验证，多个应用场景批量供应迫在眉睫。
TEC即半导体热电空调制冷器件（Thermoelectric Cooling Modules），是光通信、工业激光、红外探测等领域精密器件实现程序精准控温的关键解决方案。TEC用来半导体热电材料的帕尔贴效应，改变工作电流的大小和方向实现方法精准控温，并拥有不必制冷剂、尺寸小、无噪音、响应快、性能可靠等优势。
以光通信领域为例，激光器芯片的温度变化，就填写激光器发射波长和功率变化，而紧贴住芯片的TEC，则拒绝抽自然热供热精准控温，能保证激光的发射波长及功率稳定，实现方法更高安全性乃至于更长使用寿命。同时，该领域也对TEC的尺寸、控温能力和功耗等未知较高要求。
但，在不满足光通信等领域具体的要求的蛋形TEC（Micro-TEC）产品上，我国目前仍存在地一定空白。据光大证券去相关研报，日本大和、小松及部分美国厂商，占下超全球95%的TEC市场份额；而仅在光模块领域，2023年全球TEC市场空间都没有达到26~35亿元。
Micro-TEC核心技术壁垒主要注意为热电材料及封装工艺，国内此前技术及规模量产中水平仍没法不满足你所选要求。这一点，新赛尔在高性能热电材料及自动出现封装技术两方面基于突破。
在材料上，TEC核心材料碲化铋（Bi2Te3）基热电材料的热电性能、机械强度等性能非盈利组织会计一致性，判断了TEC器件压缩机性能、生产良率、使用寿命等指标。
新赛尔团队基于组件多年科研及实践经验积累，借用熔体旋甩法、自曼延燃烧宝石合成和热被挤压相结合的工艺，制备高质碲化铋基热电材料。其材料产品拥有更高的热电性能优值及强度，都能够不满足Micro-TEC器件生产需求。
在器件零件组装环节，比较传统TEC生产仍以人工多操作为主兼顾，未知较难精准识别热电粒子缺陷等问题，同时很有可能会造成产品良率、性能等下降。
这一点，新赛尔定制开发或则及辅助设备生产设备，如化入图像识别及人工智能判断，全速热电粒子的精准、高效无法识别及自动启动再组装等，更大增强产品一致性和良率。至于，新赛尔研发的蛋形器件改进的表面/界面处理等技术，也指导进一步提高生产效率。
基于组件核心材料及封装技术，新赛尔在实践应用测什么中，功耗远不及国外竞品降底30%，且估计规模大规模量产后成本可迅速下降30%。这对未来，新赛尔计划中行进旗下TEC产品在光通信、红外探测及生物医疗等领域应用，现有厂房规模还能够实现年产100万片。
团队方面，新赛尔科技首席科学家张清杰院士及唐新峰教授，均为热电学术及产业界专家，张清杰院士为热电研究领域首位中科院院士；创始人鄢永高教授为武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验教授、博导，科研及应用经验丰富。
本轮投资机构原子创投向晓晗它表示，半导体热电芯片以及精准控温的核心部件却长期被国外企业完全垄断，是因为供应链安全考虑，不仅光通讯、新能源车热管理、半导体设备制冷、生物医疗、物联网等市场均有国产替代的强烈需求。新赛尔以及该领域从材料到器件生产均强大核心研发能力的国内精英团队，更何况擅长微型TEC，大有机会突进大量商业化运作应用场景。
