随着人工智能(AI)技术的飞速发展,AI芯片面临着日益增长的数据处理量和运算速度需求,这导致芯片能耗显著上升。芯片温度每升高10摄氏度,其可靠性可能减半。因此,为日益“炽热”的AI芯片找到有效的散热解决方案,以确保其性能和使用寿命,已成为算力行业亟待攻克的关键技术难题。
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其科研团队,致力于为AI芯片开发一种内置的微流道结构。该技术旨在让冷却液直接流经AI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。
在早期研究中,吴小虎发现其所在实验室缺乏针对各向异性材料的算法,而计算这类材料的热辐射特性需要依赖价格不菲且运算速度较慢的国外软件。吴小虎认为,直接使用现有软件无法深入理解计算过程和材料的根本属性,因此他花费了一年半的时间,独立推导公式并编写代码,最终开发出一套电磁仿真算法。
“过去需要数小时才能完成的各向异性材料物理机理计算,现在只需一秒即可得出结果。”吴小虎表示,为了打破国外软件的垄断,他还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,吴小虎婉拒了国外优厚的待遇,选择回国工作,并表示“出国学习先进技术,是为了更好地回报国家”。
在一次培训中,吴小虎遇到了湖北江城实验室主任杨道虹,这次会面改变了他的研究方向。杨道虹指出,当前各类芯片普遍存在的散热问题,与吴小虎深耕的热辐射研究方向高度契合,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,吴小虎曾有所顾虑,但他最终接受了邀请,认为“国家缺什么,我们科研人员就应该补什么。既然这个方向卡了行业的脖子,那我就来试试。”
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最前沿,投身于全新的芯片领域,并从头学习设计、加工、封装等各环节的工艺知识。
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。他每天几乎都在实验室度过,同时积极与全球高校、研究院及科技企业专家交流,寻求解决问题的答案。他认为,这种潜心研究并非虚度光阴,而是为了积累攻克技术难题的实力。
经过反复的理论推导和深入研究,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,吴小虎不看重学历和背景,他认为“只要肯沉下心钻研、愿意为了国家需求干实事,他都愿意搭平台”。
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。他鼓励学生将研究重心放在产业一线急需解决的问题上,推动研究成果的实际应用。他相信,不怕坐“冷板凳”,才能最终结出解决实际问题的“热”成果。这让他对未来的世界杯竞猜也充满了期待,相信科技的进步终将带来更多惊喜。


