“冷板凳”上做好“热”研究

随着人工智能技术的飞速发展，AI芯片所处理的数据量和运算需求持续攀升，导致芯片能耗显著增加。当AI芯片温度每升高10摄氏度，其可靠性可能减半。如何为日益“发热”的AI芯片有效散热，并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芯片设计一种内置微流道结构。该结构允许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，自博士阶段起便专注于与“热”相关的研究，特别是热辐射领域。

为了深入理解不同材料的热辐射特性，吴小虎在博士期间发现，当时其所在实验室仅有针对各向同性材料的算法，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，只能依赖国外软件，不仅成本高昂，计算效率也相对较低。

吴小虎选择了一条更为扎实的道路。他认为，直接使用软件获取结果，而不理解计算过程，就无法真正掌握材料的根本属性。因此，他花费一年半时间，逐步推导出相关公式，并自行编写代码，最终开发出一套电磁仿真算法。

“过去计算各向异性材料的物理机理可能需要数小时，现在一秒钟就能得出结果。”吴小虎提到，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，供科研人员使用。

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

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，他与湖北江城实验室主任杨道虹会面。

杨道虹邀请吴小虎：“当前各类芯片都需要解决散热难题，你深耕的热辐射研究方向，正好是国家和社会急需的，能否考虑加入我们？”

面对自己长期耕耘并已取得显著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，吴小虎虽有顾虑，但最终接受了邀请。他认为：“国家需要什么，我们科研人员就应该弥补什么。既然这个方向制约了行业发展，那我就来尝试。”

怀揣着科研报国的理想，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、封装等各个环节的相关工艺知识。

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。他几乎将所有工作时间都投入到实验室中，仅留下必要休息时间。他表示：“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、研究院及科技企业，与专家交流并寻求答案。”在他看来，这种潜心研究并非“熬日子”，而是为了积累足够的力量去“啃下硬骨头”。

经过反复的推导和深入研究，吴小虎在逐步掌握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，为后续的芯片工艺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，吴小虎并不特别看重学历和背景。他回忆道：“我从小在农村长大，接触的事物有限，脑子里只有科研。”他表示，只要愿意沉下心来钻研，并致力于为国家需求贡献力量，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。他告诫学生：“我们做研究，不能只关注论文的影响因子，要多关注产业一线真正需要解决的问题，让研究成果得以应用。只有不怕坐‘冷板凳’，才能结出解决实际问题的‘热’成果。”