随着人工智能技术的飞速发展,AI芯片在处理海量数据和提升运算速度方面面临着日益严峻的能耗挑战。芯片温度每升高10摄氏度,其可靠性便可能减半。如何有效为日益“发烧”的AI芯片散热,确保其性能和使用寿命,已成为算力行业急需攻克的关键难题。
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芯片设计一种内置微流道结构。该结构能够使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与“热”相关的研究,尤其在热辐射领域进行了深入探索。
在博士阶段,吴小虎发现当时所在的实验室仅有针对各向同性材料的算法,而缺乏针对各向异性材料的算法。他表示,当时若要进行相关计算,只能依赖价格昂贵且运算效率较低的国外软件。
与一些人不同,吴小虎选择不走捷径。他认为,直接使用软件获取结果,却不理解计算过程,就无法真正掌握材料的根本属性。因此,他花费了一年半时间,自行推导出公式并编写代码,最终开发出了一套电磁仿真算法。
吴小虎介绍说,以往需要数小时才能完成的各向异性材料物理机理计算,现在只需一秒钟即可得出结果。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,供其他科研人员使用。
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祖国。
在研究不断深入之际,一次培训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。
杨道虹向吴小虎发出邀请,指出当前各类芯片都面临散热问题,而吴小虎深耕的热辐射研究方向正是国家和社会急需的,并询问他是否愿意加入实验室。
面对自己深耕多年且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,吴小虎虽然有所顾虑,但最终还是接受了邀请。他表示,国家有所需求,科研人员就应该努力填补,既然该方向制约了行业发展,他愿意尝试。
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前沿,投身于全新的芯片领域。他需要从头学习设计、加工、封装等各个环节的工艺知识。
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。他几乎将所有工作时间都投入到实验室中,除了必要的休息。他表示,通过广泛阅读寻找研究问题和方向,并积极与世界各地的大学、研究院及科技企业专家交流,以寻求答案。在他看来,这种潜心研究并非虚度光阴,而是为了积累解决“硬骨头”问题的实力。
经过反复推导和深入研究,吴小虎逐步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,为后续芯片工艺的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背景。他分享了自己的经历,表示自己成长于农村,早年接触事物有限,心中只有科研。他愿意为那些能够沉下心来钻研、愿意为国家需求贡献力量的人提供平台。
在指导学生研究时,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,科研工作不应只关注论文发表,更要着眼于产业一线亟需解决的问题,让研究成果得以应用。他鼓励学生不怕坐“冷板凳”,才能最终收获解决实际问题的“热”成果。


