يعد تبريد أشباه الموصلات ضروريًا للإدارة الحرارية

وفقًا لبيانات MarketsandMarkets، من المتوقع أن ينمو سوق الأجهزة الكهروضوئية الحرارية العالمية لأشباه الموصلات من 593 مليون دولار في 2021 إلى 872 مليون دولار في عام 2026، بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 8.0%. مع الارتقاء المستمر بطلب المستهلكين والتطور النشط في مجالات مثل 5G والمركبات الكهربائية، هناك إمكانات نمو كبيرة في طلب السوق على الأجهزة الكهروحرارية والأنظمة الكهروحرارية والآلات الكهروحرارية الكاملة.

تشتمل تقنية أشباه الموصلات الحرارية بشكل أساسي على اتجاهين للتطبيق: تقنية التبريد الكهروضوئي لأشباه الموصلات وتكنولوجيا توليد الطاقة الكهروحرارية. ويستخدم تأثير بلتيير وتأثير سيبيك لمواد أشباه الموصلات على التوالي لتحقيق التحويل المتبادل بين الطاقة الكهربائية والطاقة الحرارية. إنها تكنولوجيا تبريد صديقة للبيئة وتكنولوجيا الطاقة الخضراء.

شريحة التبريد شبه الموصلة عبارة عن جهاز بدون أجزاء متحركة، وهي عبارة عن دائرة مكونة من مواد كهروحرارية من النوع PN (عادةً ما تكون دائرة متسلسلة). ومع ذلك، ونظرًا لاختلاف معاملات التمدد الحراري للمواد المستخدمة، فإن الجهاز سيولد إجهادًا داخليًا عند تغير درجة الحرارة؛ خاصة عندما يكون معدل تغير درجة الحرارة مرتفعًا (كما هو الحال عند الحاجة إلى ركوب الدراجات الباردة والساخنة)، سيكون الضغط الداخلي الناتج كبيرًا، ويجب اختيار أجهزة ذات موثوقية عالية. يعتمد تطوير حلول تكنولوجيا أشباه الموصلات الحرارية ومنتجات التطبيقات على التطبيق الشامل والاختراق لثلاث تقنيات أساسية: إعداد المواد، وإعداد الأجهزة، وتكامل النظام، ويتم تطبيقه من خلال خطة معقولة للإدارة الحرارية.

تركز تكنولوجيا التبريد بأشباه الموصلات على التبريد الدقيق في المساحات الصغيرة، مع خصائص مثل الحجم الصغير، والوزن الخفيف، والتبريد السريع، والتحكم الدقيق في درجة الحرارة، والصمت، وقابلية النقل. مع مزايا لا يمكن الاستغناء عنها مثل المرونة والتنوع والموثوقية، فقد تم استخدامه على نطاق واسع في العديد من المجالات مثل الإلكترونيات الاستهلاكية، والاتصالات البصرية، والمعدات الطبية، والأجهزة المنزلية، والسيارات، والفضاء، والليزر، وأجهزة التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء، وما إلى ذلك.

يواجه تبريد أشباه الموصلات عوائق كبيرة أمام الدخول، حيث تركز التطبيقات الخارجية بشكل أساسي على مجالات الاتصالات والطبية والسيارات والمجالات الصناعية، بينما تركز التطبيقات المحلية بشكل أساسي على الإلكترونيات الاستهلاكية. وفقًا لمجالات التطبيق المختلفة، يقدم سوق الأجهزة الحرارية لأشباه الموصلات والأنظمة الكهروحرارية أنماطًا تنافسية مختلفة. في الوقت الحالي، يتم التحكم بشكل رئيسي في سوق الأجهزة الكهروحرارية لأشباه الموصلات عالية الأداء والنظام الكهروحراري المطبق في مجالات الاتصالات والسيارات والفضاء وغيرها من المجالات من قبل الشركات ذات التمويل الأجنبي مثل اليابان والولايات المتحدة وروسيا أو الشركات التابعة لها الموجودة في الصين.