在机器人技术日新月异的今天，一个核心挑战日益凸显：如何在有限的物理空间内，处理因高功率密度、微型化和高频运算而产生的惊人热量。当传统散热手段逐渐触及物理极限，一种革命性材料——金刚石热沉片，正悄然走进机器人领域的舞台中央，成为解锁下一代高性能机器人的关键“密钥”。
现代机器人，特别是协作机器人、手术机器人、自主移动机器人（AMR）及人形机器人，其“大脑”（CPU/GPU/专用AI芯片）和“肌肉”（关节驱动电机、伺服驱动器、功率半导体如IGBT、SiC MOSFET）正以前所未有的速度进化。更高的算力需求、更紧凑的结构设计、更强大的驱动能力，都直接转化为更集中的热流密度。例如，先进人形机器人的核心处理器热量密度已可比拟高性能计算芯片，而驱动关节的电机驱动器在频繁启停和重载下，结温可迅速攀升。一旦热量无法及时、高效地导出，将导致一系列连锁反应。
传统金属散热器（如铝、铜）和风冷/液冷系统在面对这些新兴、局部的极端高热流密度时，已显得力不从心。材料的导热能力成为新的瓶颈。正是在此背景下，金刚石—这种自然界中已知导热性能最佳的材料（理论导热系数高达2000-2200 W/m·K，是铜的5倍），以“热沉片”形态，提供了颠覆性的解决方案。
在机器人系统中，金刚石热沉片正从核心到关节，全方位提升性能天花板：
机器人主控与AI计算模块是“最强大脑”，也是发热大户。将金刚石热沉片集成于高端CPU、GPU或专用AI加速芯片（如用于实时视觉处理的NPU）的封装内部，作为芯片与外部散热器之间的关键导热界面，可立竿见影地降低芯片结温。这允许芯片在更高频率下稳定运行，释放全部算力潜力，保障复杂环境感知、实时路径规划和深度学习推理的流畅性，是高级别自主移动机器人（AMR）和人形机器人实现智能跃迁的底层支撑。
机器人的关节运动和动力输出依赖于电机驱动系统。以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）为代表的第三代半导体功率器件，因其高频、高效特性，已成为先进伺服驱动器与电源模块的优选。然而，它们的工作频率和功率密度更高，散热挑战更严峻。将金刚石热沉片直接键合或沉积于SiC/GaN功率器件的衬底上，可构建从芯片有源区到散热基板的最佳热通路。这不仅能将器件结温有效降低数十摄氏度，显著提升系统效率和功率密度，还能允许驱动器设计得更紧凑，直接内嵌于机器人关节内部，实现真正的模块化、一体化驱动，为机器人带来更敏捷、更强劲、更持久的运动表现。
除了主控与驱动，机器人内部的高功率激光雷达发射模块、高性能通信射频模块等，同样产生集中热量。金刚石热沉片的应用，可确保这些关键“感官”和“神经”在宽温范围内稳定工作，保障机器人感知与交互的精确度和可靠性。
展望未来，随着机器人向更高智能、更强体能、更灵巧作业的方向发展，其对高效、紧凑、可靠热管理的需求只会愈发迫切。金刚石热沉片，凭借其无与伦比的导热能力，正从一个“高端选项”逐渐演变为突破下一代机器人性能边界的关键使能技术。它不仅是解决散热问题的工程材料，更是为机器人“钢铁之躯”注入持久、稳定、高效活力的“散热之魂”。在不远的将来，配备“金刚石之心”的机器人，或将在极端环境探索、精密外科手术、高柔性智能制造等场景中，展现出无可比拟的卓越性能与可靠性，真正重塑生产力的未来图景。
化合积电是一家专注于宽禁带半导体材料研发、生产和销售的国家高新技术企业，核心产品有多晶金刚石(晶圆级金刚石、金刚石热沉片、金刚石窗口片、金刚石基复合衬底)、单晶金刚石(热学级、光学级、电子级、硼掺杂、氮掺杂)和金刚石复合材料等，引领金刚石及新一代材料革新，赋能高端工业化应用，公司产品广泛应用于激光器、GPU/CPU、医疗器械、5G基站、大功率LED、新能源汽车、新能源光伏、航空航天和国防军工等领域。
