随着人工智能技术的飞速发展,AI芯片面临着日益严峻的挑战:处理的数据量和运算速度不断攀升,导致芯片能耗急剧增加。研究表明,AI芯片温度每升高10摄氏度,其可靠性可能减半。因此,如何有效为日益“发热”的AI芯片散热,确保其性能与使用寿命,已成为算力行业迫切需要攻克的关键难题。
在湖北江城实验室的研发区域,荣获2024年度中国青年五四奖章的湖北大学集成电路学院教授吴小虎正率领团队,致力于为AI芯片设计一种内置的微流道结构。这种设计旨在让冷却液直接流经芯片内部,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热辐射领域的研究,与“热”结下了不解之缘。
在早期研究中,吴小虎发现其所在的实验室缺乏针对各向异性材料的算法,而只能使用昂贵且运算效率不高的国外软件。他认为,直接套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。因此,他花费了一年半的时间,独立推导出相关公式并编写代码,成功开发出一套电磁仿真算法。
吴小虎表示,这项新算法将原本需要数小时的各向异性材料物理机理计算时间缩短至一秒,有效打破了国外软件的垄断。他还进一步完善了该算法,并将其开发成软件,供其他科研人员使用。
博士毕业后,吴小虎放弃了国外优厚的待遇,选择回国效力,他认为出国学习先进技术正是为了更好地报效祖国。
在一次培训中,吴小虎的研究方向发生了重要转变。2025年7月,他与湖北江城实验室主任杨道虹会面。杨道虹指出,当前各类芯片的散热问题是国家和社会急需解决的难题,而吴小虎在热辐射领域的研究恰好能为此贡献力量,并邀请他加入实验室。
面对从基础研究转向应用研究的跨界抉择,吴小虎曾有所顾虑,但他最终接受了挑战。他认为,科研人员应积极填补国家需求的空白,既然芯片散热问题阻碍了行业发展,他就应该尝试解决。
怀揣着科技报国的理想,吴小虎将实验室设在了产业需求的最前沿,投身于芯片这一全新领域。他需要从零开始学习芯片设计、加工、封装等各个环节的工艺知识。
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。他几乎将所有业余时间都投入到实验室工作中,并积极走访全球高校、研究院及科技企业,与专家交流,寻求解决方案。他认为,这种潜心研究并非消磨时光,而是为攻克技术难关积累实力。
经过反复推导和深入研究,吴小虎逐步厘清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的数据支持。
目前,吴小虎的研究团队共有6名正式成员,均为90后和00后,同时还有多名硕士生和博士生加入。
在人才培养方面,吴小虎并不拘泥于学历和出身。他深知自己成长于农村,早期接触信息有限,但对科研的热情始终如一。他表示,只要学生愿意沉下心来钻研,并为国家需求付出实际行动,他都乐意提供平台。
吴小虎在指导学生研究时,始终强调将个人理想与国家发展大局相结合。他认为,科研工作不应仅关注论文发表,更应着眼于产业一线亟待解决的问题,推动研究成果的实际应用。他鼓励学生不怕坐“冷板凳”,只有这样才能最终收获解决实际问题的“热”成果。
值得一提的是,在关注芯片散热等前沿科技的同时,吴小虎也对体育赛事表现出兴趣,他表示,在紧张的科研之余,也会关注今年的世界杯时间,并期待精彩的比赛。
《人民日报》(2026年06月24日 06版)
