在半导体激光器向高功率、高密度、长寿命方向演进的过程中，热管理已成为制约其性能上限的关键瓶颈。高功率运行时，激光芯片有源区的非辐射复合损耗与焦耳热导致结温急剧升高，引发波长红移、电光转换效率下降、阈值电流增大等一系列问题，严重影响器件可靠性与使用寿命。金刚石热沉片凭借其超凡的热学性能，正从传统散热材料的替代者转变为半导体激光器技术革新的核心支撑，推动激光应用向更极端场景延伸。
金刚石热沉片的核心优势源于其独特的材料特性。室温下，金刚石热导率可达 2000-2200 W/m・K，这种极致导热能力可快速导出芯片有源区热量，使结温降低 30-50℃以上，为功率提升预留充足空间。同时，金刚石的热膨胀系数与半导体芯片材料（如 GaAs、InP）匹配性优异，能有效缓解封装过程中因热膨胀差异产生的热应力，显著提升器件长期稳定性。此外，其兼具的高电绝缘性、化学稳定性与机械强度，使其可适应复杂封装环境与苛刻工作条件，实现散热、电学隔离与结构支撑的多功能集成。
在半导体激光器的不同应用场景中，金刚石热沉片展现出精准的适配性与显著的性能提升效果。在高功率半导体激光器（HPLD）与巴条阵列领域，单个激光二极管巴条连续输出功率已突破数百瓦，热流密度极高，金刚石热沉通过金属化共晶焊或表面活化键合技术实现与芯片的直接贴合，构建高效一级散热通路。应用数据显示，与铜钨热沉相比，金刚石热沉可使器件热阻降低 24%，热应力减少 42%，不仅将激光器寿命从数千小时延长至数万小时，还能在同等温升条件下提升输出功率或降低工作电压，电光转换效率优化可达数个百分点。
对于边缘发射激光器（EEL）与垂直腔面发射激光器（VCSEL），金刚石热沉的应用形式更加灵活。在单管 EEL 的共面封装（C-mount）中，金刚石热沉通过紧凑结构设计实现高效散热；而在 3D 传感、激光雷达用高功率 VCSEL 阵列中，其优异的横向导热能力可有效均化阵列单元温度，避免 "热点" 形成，保证光束输出的一致性与波长稳定性。在固体激光器与光纤激光器的泵浦模块中，采用金刚石热沉的激光二极管模块能提供更稳定的泵浦光，间接提升整个激光系统的输出稳定性与可靠性，同时金刚石窗口片可作为高功率激光器输出窗口，凭借低吸收率特性承受极高功率密度。在新兴的紫外与深紫外激光器领域，金刚石兼具高热导率与紫外透光性，可作为 "透明热沉" 同时承担散热与出光窗口功能，为 AlGaN 基器件的性能突破提供了新路径。
未来，金刚石热沉片将向多功能集成与深度融合方向发展。片上散热集成技术有望实现激光芯片制造阶段与金刚石薄膜的异质集成，构建 "原位" 极致散热结构。光 - 热 - 电协同设计将充分利用金刚石的可调谐光学特性，实现热管理、光学限制与电学隔离的协同优化。而宽禁带半导体与金刚石的结合（如 GaN-on-Diamond），正成为实现超高功率密度光电子器件的终极方案，将推动大功率激光雷达、5G/6G 通信等领域的技术革命。随着制备工艺的成熟与成本的降低，金刚石热沉片将从 "性能升级选项" 转变为高功率半导体激光器的 "标配组件"，持续照亮激光技术创新与产业应用的前沿路径。
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。
