“冷板凳”上做好“热”研究

随着人工智能（AI）技术的飞速发展，AI芯片面临着处理海量数据和实现极高运算速度的需求，这导致了芯片能耗的急剧上升。研究表明，AI芯片的温度每升高10摄氏度，其可靠性可能就会减半。因此，如何有效给日益“发烫”的AI芯片降温，以确保其性能和使用寿命，已成为算力行业面临的关键挑战。

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芯片开发一种内嵌式微流道结构。这项创新旨在使冷却液可以直接流入AI芯片内部，实现近距离的散热效果。

现年34岁的吴小虎，自攻读博士学位以来，便一直专注于与“热”相关的研究，特别是热辐射领域。

要深入理解不同材料的热辐射特性，首先需要掌握其基本原理。在吴小虎的博士期间，他所在的实验室仅拥有各向同性材料的计算算法，而缺乏针对各向异性材料的算法。吴小虎指出：“当时若要进行计算，只能依赖进口软件，这不仅成本高昂，而且计算效率也相对较低。”

与一些人选择“捷径”不同，吴小虎坚持深入探究。他认为：“如果仅仅依赖软件直接获取结果，而不理解计算过程，就无法真正掌握材料的根本属性。”为此，他投入了一年半的时间，逐步推导出相关公式，并自行编写代码，最终成功设计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，吴小虎放弃了国外提供的优厚待遇，毅然选择回国发展。“出国学习先进技术，其根本目的就是为了更好地报效国家。”吴小虎说道。

正当他的研究不断深化之际，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：“当前各类芯片都亟需解决散热难题，您深耕的热辐射领域，恰好是国家和社会当前迫切需要的，您是否考虑加入我们？”

面对自己长期投入并已取得显著成果的基础研究领域，以及国家急需却需要从零开始的应用研究领域，吴小虎对于跨界转型并非没有疑虑。但他最终还是接受了邀请：“国家有所欠缺，我们科研人员就应该填补。既然这个领域制约了行业发展，那我就来尝试一下。”

怀揣着科技报国的理想，吴小虎将实验室的重心转移到了产业需求的最前沿，踏入了芯片这一全新领域。为此，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、工程等不同类别的书籍和文献。他几乎将所有空闲时间都投入到实验室工作中。“我一边从中寻找研究问题和方向，一边前往世界各地的高校、研究院以及科技企业拜访专家，寻求答案。”在吴小虎看来，这种潜心研究并非煎熬，而是为了积累能够“啃下硬骨头”的实力。

经过反复的理论推导和深入研究，吴小虎逐步厘清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也陆续加入进来。

在人才培养方面，吴小虎并不特别看重学历或背景。“我自幼成长于农村，接触的事物有限，心中只有科研。”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，吴小虎始终坚持一个要求——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’，才能最终结出解决实际问题的‘热’成果。”吴小虎如是说。