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“冷板凳”上做好“热”研究

2026-06-26by Brandon Hanson

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速度需求不断攀升,由此带来的芯片能耗问题日益严峻。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,为AI芯片有效降温,确保其性能与使用寿命,已成为算力行业面临的严峻挑战。

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率领团队,致力于为AI芯片开发一种内置的微流道结构。该技术旨在将冷却液直接引入芯片内部,实现“近距离”散热。

年仅34岁的吴小虎,自攻读博士学位起便专注于热辐射研究,与“热”的挑战形影不离。

在深入理解不同材料的热辐射特性时,他发现当时所在的实验室仅有针对各向同性材料的算法,缺乏对各向异性材料的计算方法。“当时若要进行计算,只能依赖昂贵且运算效率较低的国外软件。”吴小虎回忆道。

与许多人选择“捷径”不同,吴小虎坚持探究本质。“若仅仅依赖软件获取结果,而不理解计算过程,就无法掌握材料的根本属性。”为此,他投入一年半时间,自行推导公式并编写代码,最终成功研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,现在一秒钟就能得到结果。”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,吴小虎婉拒了国外提供的优厚待遇,选择回国效力。“出国学习先进技术,正是为了更好地报效祖国。”吴小虎说道。

在研究不断深入之际,一次培训改变了他的研究方向。2025年7月,吴小虎与湖北江城实验室主任杨道虹进行了交流。

杨道虹向吴小虎发出邀请:“当前各类芯片都面临散热难题,您在热辐射领域的研究正是国家和社会急需的,是否考虑加入我们?”

面对自己深耕多年的基础研究领域以及国家亟需但需从零开始的应用研究领域,吴小虎虽然对跨界有所顾虑,但他最终答应了:“国家有所短缺,我们科研人员就应有所弥补。既然这个方向制约了行业发展,那我便来尝试。”

怀揣着科技报国的理想,吴小虎将实验室搬到了产业需求的第一线,投身于芯片这一全新领域。他需要从头学习设计、加工、封装等各个环节的相关工艺知识。

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。“我一边从中寻找问题和研究方向,一边走访世界各地的高校、研究院以及科技企业,与专家交流并寻求答案。”在吴小虎看来,这种潜心研究并非消磨时光,而是为了积累攻克“硬骨头”的实力。

经过反复推导和深入钻研,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可靠依据。

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,同时还有不少硕士毕业生和博士研究生正在陆续加入。

在人才培养方面,吴小虎并不看重学历和背景。“我成长于农村,接触事物有限,脑海中只有科研。”吴小虎表示,只要愿意沉下心来钻研,并致力于为国家需求做出贡献,他都乐意提供平台。

在指导学生进行研究时,吴小虎始终强调一个要求——将个人理想与国家发展大局相结合。“我们的研究不能仅仅关注论文的影响因子,更要着眼于产业一线实际需求,让研究成果得以应用。只有不怕坐‘冷板凳’,才能取得解决实际问题的‘热’成果。”吴小虎说道。

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