在新能源汽车向高功率、长续航、超快充方向迭代的进程中，热管理系统成为制约性能突破的关键瓶颈。金刚石热沉片凭借 2000-2200W/(m・K) 的极致导热性能，正从高端工业领域跨界渗透，成为新能源汽车核心系统的 “散热革命者”，其应用场景已覆盖电池、电控、快充等关键环节。
动力电池的热失控风险与能量密度提升需求，催生了对高效散热材料的迫切需求。金刚石热沉片通过两种创新形式赋能电池系统：一是纳米金刚石掺杂形成的三维导热网络，可将电池模组导热系数提升至 8 W/m・K，配合相变材料使用时温度响应速度加快 40%，有效抑制充电与放电过程中的局部高温聚集。金刚石 - 金属复合散热技术，通过优化界面结合工艺，使复合材料热导率突破 763W/m・K，成功应用于动力电池包的精准温控。
二是在下一代固态电池中的突破性应用。添加金刚石纳米线的电解质，可使离子电导率提升 100 倍，实现 12 分钟超快充的技术突破，同时增强电池结构稳定性。而纳米金刚石包裹技术能将硅负极膨胀率从 300% 压缩至 8%，助力电池能量密度突破 450 Wh/kg，为长续航车型提供关键材料支撑。此外，金刚石基热电模块还可回收车辆运行中的废热，使续航里程额外提升 5%，进一步优化能源利用效率。
新能源汽车电机与电控系统的功率密度持续提升，IGBT/SiC 功率模块的热流密度已突破 500W/cm²，传统散热方案难以满足需求。金刚石热沉片凭借超高导热性与低热膨胀系数（1×10⁻⁶/℃），成为该领域的理想解决方案。在电机系统中，金刚石 - 铜复合材料嵌入转子轴的微流道设计，可使绕组温升降低 25%，无需复杂冷却结构即可适配高温工况。
在电控系统中，金刚石散热衬底不仅能快速导出芯片热量，其与 SiC、GaN 等第三代半导体材料匹配的热膨胀系数，可有效减少热应力损伤，显著提升电控系统稳定性。硅 - 金刚石混合键合技术，为高功率芯片搭建了高效散热通道，使 SiC MOSFET 逆变器的结温降低 20°C，整机寿命延长一倍，同时体积缩小 6 倍。这种 “散热 + 防护” 的双重优势，使其成为 800V 高压平台电控系统的核心组件。
随着 5C 以上超快充技术的普及，充电枪、高压继电器等部件面临绝缘与散热的双重挑战。CVD 金刚石薄膜制成的充电枪触点绝缘层，击穿电压达 20kV/mm，配合金刚石填充树脂，可使快充枪介电强度提升至 50 kV/mm，耐电痕化寿命延长 10 倍。在 800V-1000V 高压平台中，车载高压继电器的金刚石 - 银复合材料触点，使用寿命可达 200 万次，是传统材料的 4 倍，完美适配高频启停需求。
金刚石的宽禁带半导体特性还赋能功率电子器件升级。金刚石二极管、场效应晶体管等器件可使逆变器能量损耗降低 50% 以上，配合高频开关特性，让 DC-DC 转换器、车载充电机实现小型化与轻量化升级。在实际应用中，搭载金刚石热沉技术的快充系统，能在 20 秒内将动力电池快充产生的瞬时高热均匀传导至液冷板，避免局部过热引发的安全风险，同时助力充电速度提升 5 倍。
在氢能源汽车领域，金刚石热沉片展现出独特优势。掺硼金刚石涂层的燃料电池双极板，在 pH=1 的强酸环境下寿命超 1 万小时，接触电阻低于 5mΩ・cm²，解决了传统极板耐蚀性不足的难题。而基于 NV 色心的金刚石量子传感器，可实现 ppm 级氢气泄漏检测与 0.1MPa 精度的应力监测，为氢能存储安全提供核心保障。
在智能驾驶感知系统中，金刚石红外透镜凭借 70% 以上的透光率（5-10μm 波段）与抗沙尘冲刷特性，显著提升激光雷达在极端环境下的可靠性；金刚石霍尔元件则以 ±0.1% 的检测精度，实现电池电流的精准监控，为自动驾驶决策提供可靠数据支撑。这些跨界应用正推动金刚石热沉片从单一散热功能向 “多功能集成” 方向发展。
金刚石热沉片凭借极致的导热性能、优异的机械特性与化学稳定性，已成为新能源汽车突破技术瓶颈的关键材料。从动力电池的安全防护到超快充的效率提升，从电控系统的稳定性优化到氢能源的安全保障，其应用场景正不断拓展深化。随着 CVD 工艺的成熟与成本下降，金刚石热沉片将在下一代智能电动汽车中实现规模化应用，为高功率、长续航、极致安全的出行体验提供核心支撑。
作为金刚石半导体产业龙头厂商，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)和金刚石铜复合材料等，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。
