这是一个致敬创新创业者的时代，被双创浪潮裹挟的个体，又引领着潮水前进的方向。

在人才竞争驱动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推出“举烛衔光”人物专栏，讲述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，能够驱动和指引更多光电子领域创新团队“破茧成蝶”。

举烛衔光，持炬前行。烛火虽微，我们却坚信，它终有一天将汇聚成星辰大海。

本期“举烛衔光”的主角，聚焦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‘干掉’。”

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（下简称“湖北赛格瑞”）董事长兼总经理樊希安信心满满地说。

在他眼中，迟早将空调“干掉”的，是一项半导体热电技术。

这一技术，是利用了半导体材料的珀尔帖效应。1834年，法国科学家珀尔帖（Peltier）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到另一端，从而产生热端和冷端，达到加热与制冷的效果。

樊希安教授指导学生

让手机保持恒温 26℃

空调制冷，实际是空调压缩机把热空气抽排到室外，通过物质移动来实现能量转移。 

“而半导体热电技术，是通过材料内电子的移动实现能量转移。”樊希安介绍，相比于现在使用的空调需要加氟，利用半导体热电技术做成的半导体制冷器（Thermo Electric Cooler，缩写为TEC），不需要加其他物质；空调压缩机会有噪音，TEC全静音、零排放；如今空调体积很大，TEC只要出风口即可，体积估计只有如今空调的1/10。 

“只不过，TEC现在只有空调近一半的能效。”他表示，“等能效提升了，就完全可以取代空调。这是我们最终想去做的事情，当然它可能有很长的路要去走，这取决于材料技术的发展。但是最终，它将颠覆整个空调、冰箱产业。”

令人惊喜的是，TEC已经在很多领域发挥出了神奇效能。

2020年3月，小米科技创始人雷军在其新品发布会上，发布了一款冰封散热背夹，夹在手机上，能主动制冷，可让手机一分钟降10℃。

“这个产品正是用的TEC，解决了手机打游戏、直播等场景易发烫的痛点。”樊希安说，他们也研发生产出这一TEC小芯片产品，不超过30毫米，快速导热，让手机保持恒温26℃，正向国内知名手机厂商小批量供货。 

在核酸检测领域，对TEC产品需求量也非常大。

樊希安解释说，核酸检测取样后，即使是阳性，所携带的新冠病毒量也非常小，检测仪器不大容易发现。

如何让病毒快速增多易检测？有一种退火技术，迅速加热再迅速制冷，10 秒钟从10℃升到90℃，又10秒钟从90℃降到10℃，如此来回多次，病毒就能快速繁殖，提升浓度。“快速升温、降温，用的也是TEC。”

还能做成防护服空调。炎热的夏天，工作人员穿着厚重的防护服进行核酸检测，极易引发中暑。通过电池给TEC芯片充电，就能让防护服内保持26—28℃，极大改善舒适度。

在医疗激光美容领域，激光瞬间温度非常高，在激光头上装上TEC产品，就能瞬间降温。

光模块温控芯片成品

为 5G 光模块 0.1℃精准控温

微型半导体制冷芯片 -Micro-TEC

一块2毫米×2毫米的Micro-TEC（微型半导体制冷）芯片，用特殊黏合剂与散热器固定，一台简易的半导体空调开始制冷。室温28℃，不一会儿，温度表显示已降至6℃。

“这款自主研发的芯片，是给5G光通信器件精准控温用的。”樊希安说，5G光通信器件对温度非常敏感，超过0.1℃的温度波动，就足以导致激光波长漂移，影响光输出功率，从而影响网络通信信号的稳定，“它一般要求0.1℃的精准控温，如今我们实验室水平可以达到0.01℃精准控温。”

为实现狭小空间内的光器件制冷和精确控温，搭载Micro-TEC芯片是目前全球唯一解决方案。

然而，Micro-TEC芯片一直为国外所垄断，我国长期从美国、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芯片可以做到4毫米×4毫米，当时我们只能做到6毫米×6毫米。通过技术攻关，如今我们最小已经可以做到2毫米×1.8毫米了，基本上摸到了这个行业的顶端。”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，任何一个环节出现偏差，都可能前功尽弃。

为寻找一种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，经过近一个月的反复比较试验，才找到一种最合适的。

这种微型芯片精度要求5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，拿下百万元大奖，同时获得最高1000万元“3551光谷人才计划”创业人才无偿资金配套支持。

“为了这一天，我已经奋斗了整整18年！”获奖那天，樊希安难掩激动。

“逆向”出口国外

2004年，樊希安进入华中科技大学攻读博士，从此投身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，他的博士论文获得全国百篇优秀博士论文提名奖，也是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任教。平淡的教研生活中，他一直潜心研究半导体热电技术。“材料要从最基础的原理，从分子、原子研究起，所以它的周期是很长的，冷板凳的时间很长，一般人是耐不住这个寂寞的。”

2012年、2017年，樊希安带领团队相继在苏州、鄂州进行成果转化，分别成立苏州赛格瑞、湖北赛格瑞，一步步把产品“催熟”。

“经过18年努力，我们终于把实验室的样品变成了一个个产品，形成了最底层的基于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提升约30%，强度提高了四五倍，封装效率提高了约5倍，“如今，我们的产品基本能跟国外的媲美，某些指标我们甚至还更好。”

因为品质过硬，2020年，湖北赛格瑞开始向日本、美国等国出口TEC材料，公司终于开始进账，当年收益约200万元。

以往，我国从国外进口的TEC材料，价格为每吨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，打破了国外的暴利垄断。

TEC芯片越来越小，对TEC材料的性能要求却是越来越高。“TEC材料尺寸越大，强度越高、意味着晶圆切割越灵活，材料利用率越高，芯片的成本越低。”

湖北赛格瑞公司展厅内，摆放着一长150毫米、宽30毫米、高30毫米的 TEC材料，看起来如灰铁一般，“这是SPS技术生产的全球最大的TEC材料。”樊希安说。

铜基板制冷芯片 -TEC

体温给手表发电

塞贝克效应基本原理

这种半导体材料的神奇之处，除了通电能产生温度差外，逆向也成立。也就是说，给这种材料提供温度差，它还能发出电来。

1821年，法国科学家塞贝克（Seebeck）发现了这一现象，所以被称作塞贝克效应。

“应用上就更让我们脑洞大开了。”樊希安说，可以利用人体体温来发电。像如今流行的可穿戴设备，包括手表、手环等，里面都需要装上电池。如今，装上TEC芯片，利用人体和穿戴设备的温度差，就能发电给穿戴设备供电了，“这些设备就再也不用安装电池了，去野外探险等场景也不用担心续航了。”

在物联网领域，万物互联，需要众多传感器，探测到数据后，通过5G或者4G信号无线传输到平台。传感器需要充电，但是在发电厂、钢铁厂等高温行业，环境温度高，如果传感器装上锂电池很可能会爆炸，风险极高。“如今装上TEC芯片，传感器就不用加装电池，环境温度就可以转化为电能供电。”樊希安说，目前他们已经做出了样机。

在节能领域，TEC芯片可将余热回收，直接发电。眼下，湖北赛格瑞在湘潭钢铁厂和酒泉钢铁厂，进行两项示范工程，余热回收发电直接供企业使用，大大节约了能源。“这将是一个无限大的市场。”

“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。用一个类似锅的装置聚光，聚光点下放置TEC芯片，就能发电，用来照明、取暖、供热水，将极大地改善牧民的生活条件，“现在成本有点高，待技术进一步优化、成本大幅下降以后，就能大面积推广了。”

TEC 芯片将手指余温转化为电能，让小灯泡发光

“感觉要爆发了”

2022年5月，湖北赛格瑞启动新一轮融资，计划融资3000万元，机构报名踊跃。

此前，湖北赛格瑞已获得华工创投领投的2500万元投资。整个TEC研发生产项目，湖北赛格瑞计划融资1.5亿元。

“现在我们天天在赶货，产品供不应求，订单已经排到两个月之后了，感觉要爆发了。”樊希安预计，2022年湖北赛格瑞销售收入将达3000万元，计划5年左右销售突破5亿元。

2022年，湖北赛格瑞已形成50吨TEC材料、200万只Micro-TEC芯片、200万只常规CTEC芯片的产能，产值近8000万元。

“发展过程中，公司和我都在转型。”樊希安坦言，“以前，我只想做别人不能做的技术，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，以往是以技术驱动为主，如今的战略是以市场驱动与管理驱动为主。”

他以C- TEC常规芯片为例，“很多人都可以做，我们通过技术优势、自动化智能生产，把成本降下来，形成更优的性价比，更强的市场竞争力。”

微型制冷芯片 -TES

同时，湖北赛格瑞正往价值链高端布局，尽量少卖TEC原材料，而是做成芯片销售。

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说是雪中送炭。”樊希安介绍，光电工研院不仅给他们提供办公场所，还孵化扶持，提供一条光通信配套的中试线，“我们研发时80%都跟得上，如果自己投资可能需要上千万元，将大大加速我们的研发进程。”

研发在光谷、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、成才率、成本控制，我们还有好多事情要做。如何创新制造一个全球成本最低、性能最好的产品，这是我们的梦想。”樊希安说，“把空调取代，这个也许需要30年至50年，也许我这一辈子也实现不了，但我们将一直努力。”