随着人工智能(AI)技术的飞速发展,AI芯片面临着日益严峻的散热挑战,其处理能力和能耗的增长同步加剧。芯片温度每升高10摄氏度,其可靠性可能减半,这已成为算力行业亟需克服的技术瓶颈。
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团队,致力于为AI芯片研发一种创新的嵌入式微流道结构。该结构旨在使冷却液直接流经芯片内部,实现高效的“近距离”散热,从而保障芯片的性能稳定与使用寿命。
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。在博士期间,他发现当时实验室缺乏处理各向异性材料的算法,必须依赖昂贵且运算效率不高的国外软件。
吴小虎并未选择依赖现有工具,而是花费一年半时间,深入研究并推导出相关公式,进而自主编写代码,成功开发了一套电磁仿真算法。他表示,这项自主研发的算法将原本可能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,并进一步完善该算法,使其能够打破国外软件的垄断,为国内科研人员提供免费使用。
博士毕业后,吴小虎婉拒了国外优厚的待遇,选择回国投身科研事业,认为出国学习先进技术是为了更好地服务国家。
一次培训经历显著改变了吴小虎的研究方向。2025年7月,他遇到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难题,而吴小虎在热辐射方面的深厚积累恰好能派上用场,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挑战,吴小虎虽有顾虑,但最终接受了邀请,表示:“国家需要什么,我们科研人员就应该努力填补。既然这个领域存在技术瓶颈,我就来尝试突破。”
怀揣着科研报国的理想,吴小虎将研究重心转移至芯片散热领域,并开始从零学习芯片设计、加工、封装等相关工艺知识。他的办公桌上堆满了各类专业书籍和文献,他将大量时间投入实验室,从中寻找研究方向,并积极与全球高校、研究院及科技企业专家交流。他认为,这种潜心研究并非虚度光阴,而是为攻克技术难题积累实力。
经过不懈的钻研,吴小虎逐步掌握了芯片散热的关键技术,并计算出了多种芯片材料的热辐射参数,为芯片工艺的改进提供了重要的理论依据。
目前,吴小虎的研究团队共有6名核心成员,均为“90后”和“00后”,并有众多硕士和博士研究生加入。
在人才培养方面,吴小虎强调不拘泥于学历和背景,他表示:“我从小在农村长大,接触事物有限,心中只有科研。”他愿意为那些愿意沉下心钻研、为国家需求贡献力量的年轻人提供平台。
吴小虎对学生的研究要求始终如一:将个人理想融入国家发展大局。他鼓励学生关注产业一线急需解决的实际问题,让研究成果能够落地,并强调“不怕坐‘冷板凳’,才能结出能解决实际问题的‘热’成果”,就像在备战足球世界杯一样,需要长期的积累和付出才能迎来高光时刻。
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