TEC

定義

TEC（Thermoelectric Cooler，熱電致冷器，又稱 Peltier 元件）是固態主動溫控元件。通直流電後，熱會從一面被「泵」到另一面，所以一面變冷、一面變熱；把電流方向反過來就能加熱。光通訊用的是 Micro-TEC：尺寸只有幾 mm，墊在雷射晶片底下，把雷射晶粒鎖在固定溫度。

它跟散熱片、冷板不一樣。散熱片和冷板只能把熱帶走，溫度跟著環境浮動。TEC 能把雷射穩在設定點（例如 50°C）上下 1°C，代價是自己也耗電、也發熱，這些熱最後還是要靠殼體、散熱片或冷板帶走。

圖解

自繪示意：上下兩片氮化鋁（AlN）覆銅陶瓷板，中間夾 P 型、N 型碲化鉍晶粒陣列，雷射晶片放在冷面，熱往下泵到熱面，再傳給殼體或冷板。結構依艾邦（2026-03-16）描述繪製。

Ayar Labs×緯穎 OCP 2026（2026-10-15）：20 顆 ELSFP 逐顆量測，雷射晶粒鎖在約 50°C（橘線），模組表面約 40°C（綠線）。條件為 45°C 入水、1.3LPM。由主動 TEC 控溫。

技術原理

• 為什麼雷射要控溫：溫度升高，雷射波長紅移、光功率下降。DFB／CW 雷射的波長約漂 0.1nm/°C（一般物理常識）。微環調變器（MRM）約漂 0.1nm/°C，而 DWDM 波道間距只有 0.4–0.8nm，溫度一飄就跑到隔壁波道（技術_MRM）。
• 結構：上下兩片 AlN 覆銅陶瓷板，中間是一對對 P／N 碲化鉍（Bi₂Te₃）晶粒，電學上串聯、熱學上並聯。封裝演進包括 TO 一體化（熱阻降 30–40%、體積縮約 40%），以及矽光的內埋基板式（艾邦 2026-03-16）。
• cooled vs uncooled：InP EML 需要 TEC 控溫，是 800G 世代的主流（技術_TFLN薄膜鈮酸鋰）。uncooled 設計省掉 TEC 的功耗與成本，但可用溫度窗較窄。庫內目前沒有 cooled 與 uncooled 的量化對照。
• 在光模組三級散熱中的位置：東吳證券（2026-10-22）把 TEC 放在第一級（光晶片封裝級）：EML 等有源光晶片下方的 TEC 以上下兩片陶瓷板夾 P/N 型碲化鉍晶粒，主動把熱搬離雷射；陶瓷基板數量隨 TEC 增加而增加，並由氧化鋁（導熱約 20–30 W/(m·K)）向氮化鋁（150–240 W/(m·K)）升級。矽光方案以 CW 雷射供光、熱源較集中，東吳判斷會推動 TEC 與陶瓷基板往高性能、高價值方向升級。中國 TEC／陶瓷基板列名廠商為富樂德、富信科技、國瓷材料、三環集團。完整三級架構見 技術_光模組散熱。
• 在 CPO／ELS 的角色：外置雷射源（ELS）把雷射從 ASIC 熱區移到前面板，每顆 ELSFP 仍內建 TEC。Lumentum ELSFP-350 是 Dual-TEC（1311nm CW、+24dBm@50°C）。Ayar×緯穎的結論是：模組表面溫度均勻，TEC 功耗就低、壽命就長；冷板把表面溫差從 2.9°C 壓到 0.8°C（技術_ELSFP）。

關鍵參數 / 判斷指標

技術瓶頸 / 風險

• 供給集中：Ferrotec 與 Komatsu（KELK）合計約 70–80% 市占，中國國產化率由不到 5% 升至約 15%（艾邦 2026-03-16）。
• 價格：市場傳聞 Ferrotec 光通 Micro-TEC 漲價 55–82%。來源只是東方財富社群貼文（2026-10-01），未經證實。
• 高功率雷射的熱：300/400mW CW 雷射用於 ELS 仍有散熱挑戰，所以業界先做 100mW 加光放大器，用在 NPO（GS 2026-09-14，見 2455_全新（市））。
• 替代風險：若 uncooled 雷射、LPO 或低功耗 DSP 讓模組溫度窗夠寬，每模組 TEC 用量可能低於預期。

關鍵廠商

應用場景

• EML／DFB 光模組 TOSA（800G、1.6T 主流）
• CPO／NPO 外置雷射源 ELSFP（每顆內建 TEC）
• 泵浦雷射（980/1480nm，14-pin butterfly＋TEC）、FBG 波長穩定（約 10pm/°C）（技術_光通雷射元件、技術_FBG）

相關技術

• 技術_光通雷射元件
• 技術_ELSFP
• 技術_MRM
• 技術_CPO
• 技術_NPO
• 技術_液冷