半導體熱電產業技術發展、市場規模及下游應用前景（附報告目錄）
1、半導體熱電制冷技術發展現狀分析
半導體熱電制冷技術是利用半導體材料的佩爾捷效應（Peltier effect）實現電能向熱能轉換的技術。佩爾捷效應最早在 1834 年由法國科學家佩爾捷發現，由于當時只能使用熱電轉換效率較低的金屬材料，佩爾捷效應沒有得到實際應用。20 世紀 50 年代之后，隨著碲化鉍等半導體材料的發現，熱電性能較好的半導體材料使得熱電轉換效率大幅提高，從而使半導體熱電制冷技術進入工程實踐領域。經過半個多世紀的發展，隨著熱電材料技術的進步和生產工藝、結構設計的持續優化，更大制冷量、更高熱電轉換效率、更低成本的半導體熱電器件滿足了更多不同應用領域的使用需求，產業化規模不斷擴大。
近年來，高性能微型熱電制冷器件成為半導體熱電制冷技術的重要發展方向。隨著應用于光模塊、微處理器等電子器件的快速發展，其尺寸不斷減小，集成度不斷提高，微小面積內的功耗急劇上升，局部熱流密度大幅增加。半導體熱電制冷技術作為高熱流密度局部主動制冷和精準控溫的重要技術解決方案，對可靠性更高、尺寸更小的高性能微型熱電制冷器件提出了迫切需求。
2、半導體熱電器件市場規模及下游應用前景分析
半導體熱電器件憑借其不可替代的靈活性、多樣性、可靠性等優勢和特點，成為支撐諸多現代產業的關鍵基礎零部件，能夠廣泛應用于消費電子、通信、醫療實驗、汽車、工業、航天國防、油氣采礦等領域，隨著下游產業的成熟和新產品的不斷涌現，其市場需求呈現出逐年增長的態勢。2016-2020年全球半導體熱電器件銷售市場規模年均增速為9.3%，預計2021年將保持8%左右的速度增長。
相關報告：北京普華有策信息咨詢有限公司《2021-2027年半導體熱電產業鏈發展前景與投資戰略研究分析報告》
2016-2020年全球半導體熱電器件銷售市場規模及增速分析
資料來源：普華有策
（1）消費電子領域
消費電子領域是目前半導體熱電制冷器件最大的應用市場，其最典型的應用是在有限的空間內制冷或通過制冷、制熱實現精確控溫，如恒溫酒柜、電子冰箱、冷熱型飲水機、電子空調、啤酒機、恒溫床墊、除濕機、手機散熱夾、水離子吹風機等。
（2）通信領域
隨著全球 5G 承載網絡建設的興起，以及視頻直播、云計算、大數據中心的快速發展，對高速率光模塊的依賴越來越重。光模塊集成程度和組裝密度的不斷提高，在提供強大使用功能的同時，也導致了功耗和發熱量的急劇增加，對光模塊散熱提出了更高的要求。因此，采用半導體熱電制冷器件對光模塊進行精準的主動控溫，保持其工作在溫度穩定的環境下，是目前最主要的確保光模塊有效工作、延長使用壽命的技術解決方案。龐大的光模塊的市場需求，將帶動高性能微型制冷器件的需求持續增長。
（3）醫療實驗領域
在醫療領域，半導體熱電制冷器件能夠用于冷敷設備、便攜式胰島素盒、移動藥箱等。目前，醫療機構中使用的冷敷設備主要是冰袋或化學反應袋，這些設備受外界影響較大，并且使用后需要及時更換。而采用熱電制冷技術的冷敷設備，可以實現使用過程中對溫度的精確控制，且降溫速度較快。采用熱電制冷技術的便攜式胰島素盒、移動藥箱，具有小型化、便攜化、精確控溫的特點，十分適合胰島素、藥物、血液等物品的運輸和保存。此外，半導體熱電制冷技術還能夠用于 PCR 測試儀等實驗室中各種儀器儀表、檢測設備的溫度控制。
（4）汽車領域
在汽車領域，半導體熱電制冷器件已經被廣泛用于車載冰箱、車載恒溫杯架、汽車調溫座椅。未來，隨著汽車產業的發展，人機交互設備、動力電池、傳感器等設備的增加給汽車熱管理帶來了新的要求與機遇。半導體熱電器件憑借可靠性高、能耗較低、尺寸較小等優勢在汽車領域中具有廣闊的應用前景。2016 年至2018 年，在汽車應用領域半導體熱電器件對外銷售市場規模分別為 0.68 億美元、0.79 億美元、0.90 億美元，預計 2024 年將達到 1.85 億美元。
（5）工業領域
在能源電力、金屬冶煉等工業生產中，采用半導體溫差發電器件作為電源的無線傳感器能夠對系統、熱泵、軸承和電機提供實時監測，避免停機，減低維護成本、提高生產效率；工業廢氣余熱回收可以為工廠補充電力。冷源展示儀、煙氣冷卻、CCD 圖像傳感器、激光二極管、露點測定儀等產品可使用半導體熱電制冷器件進行精準控溫。
（6）航天國防領域
在航天國防領域，半導體熱電制冷器件憑借可靠性高的特點可用于探測器和傳感器的溫度控制、激光系統冷卻、飛行服溫度調節、設備外殼冷卻等。2016 年至 2018 年，在航天國防領域半導體熱電器件對外銷售市場規模分別為 0.53 億美元、0.58 億美元、0.63 億美元，預計 2024 年將達到 0.96 億美元。
（7）油氣采礦領域
在油氣采礦領域，由于許多礦井、油田都位于電網覆蓋范圍以外的偏遠地區，因此可以使用半導體溫差發電器件進行太陽能發電和余熱回收，為礦井、油田提供電力，以及液化天然氣冷能回收、油氣輸運的遠距離計量和傳感系統電源。
3、半導體熱電技術應用領域不斷拓展
隨著近年來熱電理論的發展和對熱電材料實驗研究的不斷深入，半導體熱電技術取得了長足的進步。半導體熱電技術的日趨成熟有力推動了其走向大規模應用的步伐，開始逐漸滲透到人類生活的各個方面，新技術和新產品不斷涌現。
隨著消費電子、醫療、汽車等現代產業的發展，對能夠實現小容積制冷、微小空間高效快速溫控的熱電制冷技術的需求日益擴大。尤其是隨著當今應用于5G 承載網絡、無線傳感技術等領域中的高熱流密度電子器件的快速發展，其尺寸不斷減小，集成度不斷提高，微小面積內的功耗急劇上升，局部熱流密度大幅增加，從而對更高效的熱電制冷技術提出了新的、迫切的需求。半導體熱電技術的進一步開發和運用，也將推動相關產業的技術進步和發展。