半導體制冷片為什麼沒有在桌面級散熱中廣泛應用？

田貴溯

目前我們桌面級別的電腦使用的主要有水冷和風冷兩種散熱方式。由於風冷技術比較成熟，製作難度低總體來說效果還可以所以應用的最廣泛。

水冷相對來說成本比較高，安裝比較困難，維護也相對麻煩一些，所以普及率並不如風冷高。衡量一個系統是否可用？除了成本製造難度以外，還要在效率和維護方面多方面的權衡，目前我們使用的風冷和水冷系統就是兩種經過權衡比較成熟的方案。

半導體制冷片通過電壓驅動時半導體制冷片兩端產生溫差來製冷。普遍用於一些車載冰箱之類的場景，製冷片在製冷的時候一端很冷，但是另一端很熱不得不需要很強的散熱系統來進行散熱，最終還是要通過豐隆系統或者水冷系統來給散熱片降溫。並且由於另一端寒冷所以很容易結霜產生水珠，這對於主板這樣的電路來說是致命的。

風來了156

窮Sao

半導體制冷片，為什麼沒有擁有在電腦處理器的散熱上，這因為製冷片的工作原理有關關。

雖我本人也是非常喜歡半導體制冷片的物理屬性。還曾經地想過，用半導體制冷片做一個垃圾發電筒呢！還是經過了多次的理論與實驗都發現，半導體制冷片的散熱上根本就壓不住，可以是製冷性又多好而相反的散熱上面需要多大的電量。

僅僅用半導體制冷片發的電還不如為了給散熱所用的電量多呢！這也說明了為什麼，當前的半導體制冷片只是用於小型空調與小型冰箱上面。看看圖上面的製冷片應用之後的體積的場景，如果是用於桌面級處理器的散熱上製冷效果是現在一些水冷的效果好，但是它所的需要的散熱的溫度還是要比處理器還要高，儘管再採用水冷等等的，手段給製冷片散熱的話只怕會不盡人意。

而當前半導體制冷片應用最廣就是車載冰箱上面，而車載冰箱所需要冰鎮的空間與傳統觀念上面冰箱就是較小的，而汽車上面的散熱又可以利用迎面而來的風來達到散熱的效果。

而在桌面級處理器上面是沒有這樣的天然散熱方式的，而在桌面級處理器上面沒錯半導體制冷片的製冷效果可以達到零下180度，這也是當前來說最為穩定的製冷方面的物理屬性。至少當前來說沒有任何物質具有這樣的優勢。

如果說桌面級的處理器可以在半導體制冷片的加持之下，散熱性能上面能達到空前的 。那麼好，電腦主板上面其他配件又能承受得住嗎？半導體制冷片的製冷溫度是動不動就是零下90度。而在如果說在散熱上面都要採用半導體制冷片這樣的大殺器，那麼也就意味著他是一個痴迷與電競的選手，這麼說小，他是一定會了性能而不顧主板的壽命等等的。

還有最重要的就是半導體制冷片在工作的時候會產生霧氣，而桌面級的處理器上面如果製冷片馬力全開的所產生的霧又會在處理器上產生短路等等，無言描述的損失。

是真的製冷與能源消耗不成正比啊！不論是個人還是企業都是不划算的選擇。

印象同學

讀者可以自己動手用半導體制冷片製作小冰箱嗎？可以，沒問題！

實際上，半導體制冷片在桌面級散熱中不是沒有被使用，反而在某些桌面級散熱中一直在使用，使用中還展現出了其獨特的優點；至於它在桌面級散熱中應用不夠廣泛的問題，那是因為它除了優點之外，還存在某些缺點。為了說明它的優點和缺點，以及在桌面級散熱中選用不選用它所依據的原則，最好是從半導體制冷片的工作原理說起。等大家明白了它的工作原理以後，一旦遇到需要設計桌面級散熱問題時，選不選用半導體制冷片，自然自己也就容易定奪了。

我們先考慮一個現象，使用過半導體收音機、電子管收音機、具有拉桿天線電視機的讀者都知道，用另外一個金屬體接觸它們的拉桿天線時，會聽到“卡吧卡吧”的聲音，電視屏幕上會出現明顯的干擾線條。其原因在於兩種不同的金屬或半導體之間，在相同溫度下，具有不同的自由電子密度，二者相互接觸時，簡單地說，由於自由電子密度的不同，出現了電勢高低之差，自由電子就會從密度高的一方流向密度低的一方，這種電流開始流動時會產生電流瞬變波譜，從而干擾了收音機、電視機的信號接受。其實，除了其它金屬接觸拉桿天線外，任何兩種金屬或半導體，在每個溫度下都具有特定的電勢差，這種物理現象叫作塞貝克效應。利用塞貝克效應，測量特定兩種金屬或半導體接觸點之間的電勢差，就可以知道它們接觸點位置的溫度，這種測溫用的電子元件叫作熱電偶。用於選擇構成熱電偶的金屬間組合或金屬半導體間組合的考慮因素，一般包括塞貝克係數的大小、使用的溫度範圍、塞貝克效應的線性度區間、成本等。目前常用的熱電偶包括，鐵—康銅熱電偶、鎳鉻硅—鎳硅熱電偶、鎳鉻—銅鎳（康銅）熱電偶、鎳鉻—鎳硅（鎳鋁）熱電偶、鉑銠—鉑熱電偶等。

上面說的是沒有與電源相連接的兩種金屬或半導體間的接觸；那麼如果將相互接觸的兩種金屬或半導體改為與電源正負極相連接的時候，又會是什麼樣子呢？這時候它們的接觸點會變冷或變熱，即出現接觸點吸收熱量或放出熱量的現象；如果改換與之相連接的電源極性，即改變電流流向，原來變冷的接觸點會改為變熱，原來變熱的接觸點會改為變冷，即吸熱的變為放熱，或者放熱的改為吸熱。其吸放熱的多少與金屬或半導體的種類有關，與電流的大小成正比。電致吸熱（電致冷）的現象叫作帕爾貼效應，它是在1834年由法國科學家帕爾貼首先發現的；而電致發熱（非電阻加熱）的現象叫作湯姆遜效應，與本文無關，暫不討論它。利用帕爾貼效應，可以製作出非電阻式加熱元件或電致冷元件。優化金屬或半導體間的組合，就可以獲得更佳的加熱或製冷效果。半導體制冷片就是利用這種帕爾貼效應制作出來的電致冷元件。

半導體制冷片目前被大量用於，軍事領域的導彈、雷達、潛艇等系統內紅外探測器或者紅外導航儀的冷阱；醫療衛生領域的冷力、冷合、白內障摘除片、血液分析儀等方面；在實驗室內，主要用於冷阱、冷槽、小型冷箱、低溫電子測試裝置、各種恆溫低溫實驗儀片等；在專用設備方面，包括石油產品低溫測試儀、生物化學產品低溫測試儀、細菌培養箱、低溫恆溫顯影槽，大型超級電腦等；日常生活方面，用於小型空調、小型專用冷藏箱等，據說有位單身狗自己動手用半導體制冷片製作了一臺自用的小型冰箱放在自己的桌子上。

半導體制冷片的優點是，無冷媒，環保無汙染；全部部件無旋轉，無滑動，無振動，無噪聲，長壽命，易安裝；即可製冷，更換電源正負電極極性就可以制熱，而且制熱效率永遠大於製冷效率（因為電流流過產生的焦耳熱對制熱可以起到加強作用，而對於製冷卻多多少少扯了點後腿）；因為半導體制冷屬於電能與熱能之間的直接轉化，可以通過控制電流來高精度地控制溫度，再加上溫度測控電路，很容易實現遙控、程控、自動控制；半導體制冷片熱慣性小，製冷制熱都非常快，甚至一分鐘之內就可達到最大溫差；半導體制冷片還可以逆向使用，進行中低溫區溫差發電；半導體制冷片允許積木式連接，通過串聯或並聯，製冷功率能夠在毫瓦級到萬瓦級之間任意組合；半導體制冷片的製冷溫度範圍寬，可以在在正90℃到負130℃之間任意精確調節。

半導體制冷片的缺點與其優點一樣，都十分鮮明，因此限制了它的廣泛應用。半導體制冷片在開始使用前，熱端溫度必須低於80℃，否則開始工作後熱端溫度會繼續升高，以致造成器件短路或斷路，使其報廢；必須使用直流電源，波紋係數應小於10%；半導體制冷片在作製冷制熱交換使用時，兩端面必須先降到室溫（大約在15分鐘以上）方可轉換電源極性，否則陶瓷片可能會炸裂。

如果讀者購買半導體制冷片進行手工製作時，可按照使用說明書的指導實施操作；其中需要注意是，散熱板、儲冷板與半導體制冷片之間導熱薄層粘接，以及散熱板與儲冷板之間隔熱材料填充。

下面三張照片分別是半導體制冷片以及帶有散熱片與儲冷板的半導體制冷片、用半導體制冷片製作的寵物空調箱。

梁瑞林

因為製冷不會無中生有，製冷片也是需要熱端散熱並且效率低於1。如果你有一塊140W的CPU假設滿功耗運行你就需要一塊近140W的製冷片並且算上導熱等各方面損失實際溫度也是＞0℃的，製冷片還需要另外散熱，散熱也要達到這麼多功耗。屬於脫褲子放屁行為，有給高功耗製冷片散熱的能力何不直接用於CPU散熱，一般玩製冷的都是定製極限玩家，用多塊高功耗製冷片給CPU散熱除了液氮之外應該是最容易做到CPU低溫而且成本很高為了導熱面積大入門用4塊一組30-50W製冷片一塊價格就要幾十，還不算水路水泵冷排等成本，普通用戶最多也就買個百元散熱器甚至用送的散熱器接受不了這種價格。

DOT改造實驗室

咱腦抽了也玩過這個，發現根本壓不住！製冷功率跟不上cpu發熱的功率，而且製冷片一面製冷另外一邊發熱，比cpu發的熱更厲害，風扇壓不住！一開機開點小遊戲cpu報警機箱也報警，打開機箱一股熱浪，拆下來的時候cpu導熱硅脂都化了！

精濃於血

1，製冷效率低於1，不是好的製冷手段

2，低溫不代表散熱效率高，相反，製冷片在一面製冷時，另一面不僅有製冷片轉移的熱量還有製冷片產生的熱量，如果不能有效帶出機箱，反而會使機箱內環境溫度惡化

3，散熱是需要使需要散熱的設備儘量與環溫一致，如果被散熱設備溫度低於環溫，會產生凝水，而凝水有使電路板短路的危險

認證失敗的丐幫幫主

效率太低，只適合小功率，大功率成本太高，你散熱100W需要200W輸入，總功耗就是300W，一臺電腦假設是500W功耗，那麼你用半導體散熱總功耗就是1500W，兩小時就是三度電誰家用的起，普通散熱功耗也就10W，差了100倍的能效，哪個弱智用這玩意

魅力小婷姐她二哥

這個東西我感覺很雞肋，pc領域用不上，製冷效率低，以前想過自己做個小冰箱，但是製冷效果不行。作為米黑還是要diss雷軍，吹吹吹，熱氣球爆了的那天我看你怎麼著陸

淮CC

用半導體冷片給cpu散熱，那麼問題來了，我還得買風扇給冰片散熱……左右都是在一個機箱裡，有這成本我可以買更大的鰭片換更大的風扇不好麼？[捂臉]

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