潜心研究“啃硬骨头”,他带领团队攻坚AI芯片散热

2026-06-24 08:40来源: 人民日报

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  原标题:湖北大学集成电路学院教授吴小虎

  “冷板凳”上做好“热”研究(新青年 新征程)

潜心研究“啃硬骨头”,他带领团队攻坚AI芯片散热

  吴小虎(右一)带领科研团队做实验。受访者供图

  随着AI(人工智能)技术不断发展,AI芯片需要处理的数据量和运算速度不断提高,芯片能耗也快速增长。AI芯片每升高10摄氏度,可靠性就可能下降一半。如何给越来越“热”的AI芯片降温,保障芯片的性能与使用寿命,是算力行业亟待突破的关键瓶颈。

  在湖北江城实验室的研发场地内,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团队,为AI芯片设计一种嵌入式微流道结构,让冷却液可以直接进入AI芯片内部,实现“贴身”降温。

  吴小虎今年34岁,从读博士起,就一直与“热”打交道——从事热辐射研究。

  了解不同材料的热辐射情况,首先要了解其本质。读博期间,吴小虎所在的实验室只有各向同性材料的算法,没有各向异性材料的算法。“要计算,只能使用国外软件,不仅价格贵,计算速度也比较慢。”吴小虎说。

  与一些人不同,吴小虎不喜欢走“捷径”。“如果直接使用软件获取结果,不明白计算过程,也就无法了解材料的根本属性。”为此,吴小虎花了一年半时间,先一步步推导出公式,再自己编写代码,最终设计出了一套有关电磁仿真的算法。

  “之前计算各向异性材料物理机理,可能需要花费几个小时,现在一秒就能计算出结果。”吴小虎说,为打破国外软件的垄断,他还进一步完善了算法,将其制成软件,提供给科研人员使用。

  博士毕业后,吴小虎放弃了国外优厚的待遇,毅然选择回国工作。“出国学习更先进的技术,就是为了更好地回报国家。”吴小虎说。

  就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,吴小虎遇到了湖北江城实验室主任杨道虹。

  “现在各类芯片都需要解决散热问题,你深耕的热辐射方向,正好是国家和社会当下需要的,能不能考虑加入我们?”杨道虹向吴小虎发出邀请。

  一边是自己深耕多年、已颇有建树的基础研究赛道,一边是国家急需、却要从零起步的应用研究领域,对于跨界,吴小虎不是没有顾虑。可他还是答应了:“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。”

  就这样,怀揣科研报国理想的吴小虎,把实验室搬到了产业需求最前线,踏入芯片这一全新领域,其设计、加工、封装等各个环节的相关工艺知识,都要从头学起。

  在吴小虎的办公桌上,材料、物理、数学、工程等不同类别的书籍和文献摆得满满当当,他每天除了休息几乎都待在实验室里工作。“我一边从中找问题和方向,一边去世界各地的高校、研究院与科技企业寻访专家、探求答案。”在吴小虎看来,这样潜心研究不是熬日子,而是为了攒够能“啃硬骨头”的底气。

  经过反复推导和钻研,吴小虎在逐步摸清芯片散热的关键问题后,计算出了多种芯片材料的热辐射参数,为后续芯片的工艺改进提供了大量可靠依据。

  如今,吴小虎研究团队的正式成员有6人,都是90后和00后,还有不少硕士毕业生和博士研究生陆续加入进来。

  对于人才培养,吴小虎并不看重学历和出身。“我从小生活在农村,接触的事情不多,脑袋里就只有科研。”吴小虎说,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。

  在带学生做研究时,吴小虎对学生有一个不变的要求——将个人理想融入国家发展大局。“我们做研究,不能只盯着论文影响因子,要多去看产业一线真正需要解决什么问题,让研究落地。不怕坐‘冷板凳’,才能结出能解决实际问题的‘热’成果。”吴小虎说。

  作者:本报记者  吴  君

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