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吴小虎（右一）带领科研团队做实验。 |
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。
