“热失控”，这个在无人机研发日志中频繁出现的词汇，曾让无数工程师彻夜难眠。随着无人机向着更高集成度、更强功能、更长航时和更小微体型的方向疾驰，其“心脏”——特别是以大功率激光雷达、高算力AI芯片和高效能电机驱动模块为代表的核心部件，正以前所未有的速率产生惊人的热量。传统的金属或陶瓷散热材料，在热流密度飙升的“烤”验下，已日益显得力不从心，成为制约无人机性能突破与安全飞行的关键瓶颈。正是在此背景下，一种来自材料科学巅峰的解决方案——金刚石热沉片，正悄然从实验室走向产业前沿，以其“冷艳”的物理特性，为无人机的“散热革命”注入决定性的力量。
首先，感知系统的热挑战急剧增加。其核心激光器在发射高频率、高功率激光脉冲时，芯片结区会产生高度集中的热量。热量若不能瞬间被“吸走”并均匀扩散，将直接导致激光器波长漂移、输出功率衰减甚至失效。
其次，人工智能计算单元成为新的“发热大户”。边缘AI计算使得无人机能够实时处理高清图像、进行自主决策，但这意味着GPU、ASIC等计算芯片持续高负荷运转，热流密度轻松突破100W/cm²。高温会引发芯片“热节流”（降频保护），导致算力骤降，更会加速器件老化，埋下可靠性隐患。
再次，高功率密度电机与射频功放同样面临散热极限。为实现更长的续航与更强的机动性，无人机推进系统趋向于高电压、高转速，电机驱动模块中的IGBT、MOSFET等功率器件热负荷沉重。同时，军用无人机的有源相控阵雷达（AESA）或大功率数据链的功放组件，其散热需求同样苛刻。
传统的铝、铜散热器或氧化铝、氮化铝陶瓷基板，其热导率（铜约400 W/mK，氮化铝约170-200 W/mK）在面对这些局部、瞬时、超高热流密度的挑战时，显得“导热速度”不足，热阻偏高，易在芯片下方形成致命的“热点”，导致系统整体热平衡被打破。散热系统的体积与重量，亦与无人机轻量化的核心诉求背道而驰。
目前，金刚石热沉片正逐步渗透至无人机最需要“冷静”的核心地带：
激光雷达发射模块的“冷静之瞳”：将CVD金刚石热沉片直接集成于激光二极管的衬底或作为芯片贴装基板，可瞬间将激光器有源区产生的巨额热量导出，确保激光波长稳定、输出功率恒定。这直接提升了激光雷达的测距精度、点云质量与长期工作可靠性，尤其对于在昼夜温差大或高温环境中作业的无人机至关重要。
AI计算芯片的“冷静大脑”：作为GPU、AI加速器芯片的封装内散热片（嵌入式散热片）或高性能衬底，金刚石能够高效地将计算单元产生的集中热量均匀散布至整个封装上盖，再传导至宏观散热系统。这避免了芯片因局部过热而降频，保障了无人机在复杂任务中（如实时目标识别、集群协同）所需的持续、巅峰算力输出。
射频功放与功率模块的“冷静脉搏”：在无人机的通信、雷达与动力系统中，金刚石热沉片为GaN、GaAs等高功率微波毫米波器件以及电机驱动IGBT提供了终极散热方案。它不仅降低了器件结温，提高了输出功率密度和效率，还显著延长了器件寿命，增强了无人机在极限飞行状态下的动力与通信可靠性。
系统级封装（SiP）与微型化的“冷静基石”：随着无人机电子系统日益微型化、集成化，三维堆叠封装成为趋势，其内部散热路径更为复杂。金刚石凭借其超高热导率和可作为中介层或封装基板的特性，为高密度SiP提供了从内部“疏导”热量的理想方案，助力在狭小空间内实现更强大的功能集成。
从本质上讲，这场由金刚石引领的散热革命，其意义远不止于解决一个技术瓶颈。它是在为无人机，乃至未来所有高度集成化、智能化的移动平台，重构“热预算”的边界。可以预见，在不久的未来，搭载“钻石之心”的无人机，将在蔚蓝的天空中，以更冷静、更强大、更持久的姿态，重新定义飞行的可能。
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。
