随着人工智能(AI)技术的飞速发展,AI芯片处理的数据量和运算需求持续攀升,随之而来的芯片能耗问题也日益严峻。研究表明,AI芯片的温度每升高10摄氏度,其可靠性可能降低一半。因此,如何有效为日益“发热”的AI芯片进行散热,确保其性能和使用寿命,已成为算力行业面临的关键技术挑战。
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带领其研究团队,致力于为AI芯片开发一种内置的微流道结构。该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,自博士阶段起便专注于热辐射研究,与“热”的问题结下不解之缘。
在进行不同材料的热辐射特性研究初期,吴小虎所在的实验室仅有针对各向同性材料的算法,而缺乏对各向异性材料的处理能力。他回忆道,当时若要进行相关计算,只能依赖进口软件,这不仅成本高昂,计算效率也相对低下。
吴小虎并未选择直接使用现有软件获取结果,他认为这样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,他投入一年半的时间,自行推导公式并编写代码,最终构建了一套电磁仿真算法。
他表示,这项新算法将过去需要数小时才能完成的各向异性材料物理机理计算,缩短至一秒钟。为了打破国外软件的垄断,吴小虎进一步优化了该算法,并将其开发成软件,供广大科研人员使用。
博士毕业后,吴小虎放弃了国外优厚的待遇,选择回国发展,他认为出国学习先进技术正是为了更好地为国家效力。
在研究深入之际,一次培训经历促使吴小虎的研究方向发生了转变。2025年7月,他结识了湖北江城实验室主任杨道虹。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,而吴小虎在热辐射领域的研究专长恰好能派上用场,并邀请他加入实验室。
面对自己长期耕耘并已取得一定成就的基础研究领域,以及国家急需但需要从零开始的应用研究领域,吴小虎在权衡利弊后,最终接受了挑战。他表示:“国家需要什么,我们科研人员就应该填补什么。既然这个方向是行业的瓶颈,我就来尝试突破。”
怀揣着科技报国的理想,吴小虎将实验室的重心转移到产业需求的前沿,投身于芯片这一全新领域。在芯片的设计、加工、封装等各个环节,他都需要从头学习相关的工艺知识。
在吴小虎的办公桌上,堆满了材料、物理、数学、工程等各类书籍和文献。他每天除了必要的休息,几乎都投入到实验室工作中。他一边从中寻找研究问题和方向,一边积极与世界各地的高校、研究院以及科技企业专家进行交流,寻求解决方案。吴小虎认为,这种潜心研究并非“熬日子”,而是为了积累足以攻克技术难题的实力。
经过反复的推导和深入钻研,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有价值的数据依据。
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,同时还有不少硕士和博士研究生也陆续加入团队。
在人才培养方面,吴小虎并不拘泥于学历或背景。他以自身经历为例,强调只要愿意沉下心来钻研,并致力于为国家需求做出贡献,他都乐于提供平台支持。
在指导学生进行研究时,吴小虎始终要求他们将个人理想与国家发展大局相结合。他强调,科研工作不应仅仅关注论文发表,更要关注产业一线面临的实际问题,推动研究成果的应用落地。他认为,只有不怕坐“冷板凳”,才能最终结出解决实际问题的“热”成果。

Comments (18)
David James 15 hours ago
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View 5 Reply王强 15小时前
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