随着人工智能(AI)技术的飞速发展,AI芯片的数据处理量和运算需求持续攀升,随之而来的高能耗问题也日益严峻。芯片温度每升高10摄氏度,其可靠性可能减半。如何有效为AI芯片降温,以确保其性能和使用寿命,已成为算力行业面临的严峻挑战。
在湖北江城实验室,2024年度中国青年五四奖章获得者、湖北大学集成电路学院教授吴小虎正率领其团队,致力于为AI芯片设计一种内置的微流道结构。该结构能使冷却液直接流入芯片内部,实现近距离的散热效果。
现年34岁的吴小虎,自攻读博士学位起便专注于与“热”相关的研究,特别是热辐射领域。
为了深入理解不同材料的热辐射特性,需要掌握其本质。吴小虎在博士期间所在的实验室,仅拥有各向同性材料的计算算法,而缺乏针对各向异性材料的算法。他指出,当时若要进行相关计算,只能依赖价格昂贵且运算速度较慢的国外软件。
与一些人选择“捷径”不同,吴小虎认为直接使用软件无法深入理解计算过程,也就难以掌握材料的根本属性。为此,他投入一年半时间,独立推导出相关公式,并自行编写代码,最终开发出一套电磁仿真算法。
吴小虎表示,过去计算各向异性材料的物理机理可能需要数小时,而现在仅需一秒即可完成。为了打破国外软件的垄断,他进一步优化了该算法,并将其开发成软件,供科研人员使用。
博士毕业后,吴小虎放弃了国外提供的优厚待遇,选择回国工作。他认为,出国学习先进技术正是为了更好地报效国家。
在研究深入进行之际,一次培训活动促使吴小虎调整了研究方向。2025年7月,他与湖北江城实验室主任杨道虹会面。
杨道虹表示,当前各类芯片都面临散热难题,而吴小虎在热辐射领域的研究恰好是国家和社会急需的,并邀请他加入实验室。
尽管面临从深耕多年的基础研究领域跨越到需要从零开始的应用研究领域的顾虑,吴小虎最终还是接受了邀请。他认为,科研人员应致力于弥补国家的需求空白,既然该方向制约了行业发展,他愿意尝试攻克这一难题。
怀揣着科技报国的理想,吴小虎将实验室设在产业需求的前沿,投身于芯片这一全新领域,并从头学习设计、加工、封装等各个环节的相关工艺知识。
吴小虎的办公桌上堆满了材料、物理、数学、工程等各类书籍和文献。他几乎将所有时间都投入到实验室工作中,仅保留必要的休息时间。他表示,通过深入研究,他一边寻找问题和研究方向,一边走访世界各地的高校、研究院以及科技企业,与专家交流并寻求答案。在他看来,这种潜心研究并非“熬日子”,而是为了积累解决“硬骨头”的实力。
经过反复推导和钻研,吴小虎逐渐掌握了芯片散热的关键问题,并计算出了多种芯片材料的热辐射参数,为后续的芯片工艺改进提供了大量可靠依据。
目前,吴小虎的研究团队正式成员有6人,均为90后和00后,同时还有不少硕士毕业生和博士研究生陆续加入。
在人才培养方面,吴小虎并不看重学历和出身。他以自身经历为例,表示从小生活在农村,接触事物有限,脑海中只有科研。他愿意为那些愿意沉下心来钻研、为国家需求实干的人提供平台。
在指导学生研究时,吴小虎始终强调将个人理想与国家发展大局相结合。他认为,研究不能仅仅关注论文发表,更要着眼于产业一线亟待解决的问题,实现研究成果的落地。他鼓励学生不怕坐“冷板凳”,唯有如此才能取得解决实际问题的“热”成果。
《人民日报》(2026年06月24日 06版)





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