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中信证券:光模块有望加速半导体制冷(TEC)国产化

来源:券商研报精选2023-06-19 08:40:09

  文丨袁健聪 黄亚元 李鹞

  半导体制冷(TEC)凭借高效、节能、环保和长寿命等优势,应用于半导体、新能源汽车、医疗等行业中,其中超微型制冷器(Micro TEC)性能更优,可应用于光模块中。随着AI大模型和应用快速发展,高速率和低功耗等先进方案有望加速发展,Micro TEC有望直接受益。目前外资企业占主导地位,国内企业一方面加速技术研发,同时受益于国内光模块企业成长,有望加速国产化替代。

  ▍半导体制冷(TEC)可实现静态精准温度控制的方法。

  半导体制冷TEC(Thermo Electric Cooler)是利用半导体帕尔贴效应,即当电流流经两个不同导体形成的接触点时,电子能级会发生跳跃,进而形成冷面和热面。优势方面,1)能耗更低,效率更高,高效节能;2)制冷过程无需制冷剂的参与,环保无污染;3)零部件更少,使用寿命更长。应用领域广泛,包括集成电路、光纤通信、能源电子、电动汽车/高铁、家电医疗。

  ▍TEC对光模块具有重要作用。

  光通信设备的工作温度是一项重要的光通信系统监控指标,设备温度的监控主要针对核心部件光模块,因此光模块的工作温度在系统运作中起到了重要作用,而TEC能够完美满足光器件对于制冷的需求。1)TEC有助于维持光器件工作波长的稳定,减少因温度导致的通道间波段串扰;2)TEC可以保证部分光器件在稳定的温度下发挥出最佳的性能;3)对于大功率器件而言,动散热无法满足制冷需求,必须使用TEC主动散热。

  ▍光模块高速率和低功耗有望提升Micro TEC需求。

  伴随着近两年接入网的井喷和数据中心稳定的市场需求,散热稳定性强、运行成本低的TEC散热解决方案受到欢迎。高速率方面,光通信的发展需要光模块的速率提升,随着数据中心400G/800G模块等技术的提出,Micro TEC有助于保持通信模块温度合适,提升运行速率稳定性。低功耗方面,在关键核心技术上实现突破,并依靠自身完善的质量体系和丰富的制造经验,率先在光通信等应用领域实现批量化供货,从而带动和加速了热电器件在通信等领域国产替代的步伐。

  ▍风险因素:

  国内企业技术突破不及预期;行业竞争加剧导致盈利能力下降的风险;光模块行业增长不及预期。

  ▍投资策略:

  半导体制冷(TEC)凭借高效、节能、环保和长寿命等优势,应用于半导体、新能源汽车、医疗等行业中,其中超微型制冷器(Micro TEC)性能更优,可应用于光模块中。随着AI大模型和应用快速发展,高速率和低功耗等先进方案有望加速发展,Micro TEC有望直接受益。目前外资企业占主导地位,国内企业一方面加速技术研发,同时受益于国内光模块企业成长,有望加速国产化替代。