近年來(lái),以深度學(xué)習(xí)為代表的人工智能技術(shù)突飛猛進(jìn),但具體到應(yīng)用落地卻并非易事。近日,高科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)聚時(shí)科技通過(guò)向“工業(yè)視覺領(lǐng)域的珠峰”發(fā)起挑戰(zhàn),成功將深度學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)高端制造,為國(guó)產(chǎn)智能裝備“擦亮了眼睛”。
目前,其自主研發(fā)的機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng),已成功應(yīng)用于半導(dǎo)體后道領(lǐng)域的缺陷檢測(cè)與質(zhì)量控制,并在生產(chǎn)中得到有效驗(yàn)證。這意味著,在半導(dǎo)體先進(jìn)檢測(cè)設(shè)備領(lǐng)域,我國(guó)將進(jìn)一步擺脫國(guó)外技術(shù)壟斷的限制,半導(dǎo)體高端制造領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)智能裝備也將步入自主創(chuàng)新、快速替代的快車道。
芯片制造,究竟難在哪?
芯片是所有整機(jī)設(shè)備的“心臟”,被喻為國(guó)家的“工業(yè)糧食”。以芯片為代表的半導(dǎo)體先進(jìn)制造與封裝,一直被視為高端制造的“兵家必爭(zhēng)之地”,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)。然而由于原始創(chuàng)新能力的缺失,我國(guó)半導(dǎo)體制造水平一直落后于國(guó)外,多年來(lái)承受著“缺芯”之痛。
近年來(lái),深度學(xué)習(xí)技術(shù)的突飛猛進(jìn),引來(lái)了前所未有的關(guān)注。同時(shí),中國(guó)在人工智能領(lǐng)域的進(jìn)步有目共睹。如何應(yīng)用深度學(xué)習(xí)這一“最酷”的技術(shù)來(lái)提升我國(guó)高端制造水平,成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界共同關(guān)注的焦點(diǎn)。
“半導(dǎo)體制造,本身就是一個(gè)質(zhì)量控制的過(guò)程。”聚時(shí)科技創(chuàng)始人&CEO鄭軍博士介紹,廣義的半導(dǎo)體制造一般分為設(shè)計(jì)、制造、封裝測(cè)試等環(huán)節(jié),在制造與封裝測(cè)試環(huán)節(jié)中,工藝質(zhì)量檢測(cè)與控制尤為重要。“尤其是質(zhì)量檢測(cè)與良率控制,貫穿了半導(dǎo)體高端制造的整個(gè)生命周期,是核心中的核心。”
指尖大小的芯片上,密布著成千上萬(wàn)條電路。在半導(dǎo)體制造這一“納米級(jí)”的生產(chǎn)工藝中,人工所能發(fā)揮的力量極其有限,嚴(yán)重依賴機(jī)器視覺。
機(jī)器視覺被認(rèn)為是工業(yè)生產(chǎn)的“眼睛”和“大腦”。然而由于算法復(fù)雜、精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特性,半導(dǎo)體領(lǐng)域中的機(jī)器視覺是AI應(yīng)用中最難突破的領(lǐng)域之一,也被稱為是“工業(yè)視覺領(lǐng)域的珠峰”。
而深度學(xué)習(xí),正好極大地拓展了機(jī)器視覺的邊界。
用“有意思的技術(shù)”做“有意義的事情”
“用深度學(xué)習(xí)和復(fù)雜機(jī)器視覺提升質(zhì)量檢測(cè)與控制水平,對(duì)半導(dǎo)體高端制造而言,具有重要意義,是剛需中的剛需。”鄭軍告訴記者,有效的缺陷檢測(cè)、缺陷分析、良率控制、良率提升、質(zhì)量提高、成本控制,每個(gè)環(huán)節(jié)都決定了半導(dǎo)體制造與封測(cè)廠商的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力,是行業(yè)的核心命脈。
“產(chǎn)業(yè)窗口打開了,陽(yáng)光照射進(jìn)來(lái)。我多年的一線工作經(jīng)驗(yàn)和感受是,今天中國(guó)大型制造業(yè)客戶對(duì)質(zhì)量的要求、對(duì)先進(jìn)技術(shù)的渴望,其實(shí)已經(jīng)超越了歐美。”鄭軍坦言,在2018年公司創(chuàng)立前后,團(tuán)隊(duì)密集調(diào)研走訪了30多家大型制造企業(yè)的車間與生產(chǎn)線。在調(diào)研中,他們深刻感受到將深度學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用于高端制造的剛需,深刻感受到中國(guó)制造的龐大基數(shù)。市場(chǎng)洞察力來(lái)自于生產(chǎn)一線的深度調(diào)研分析。
一群來(lái)自貝爾實(shí)驗(yàn)室、谷歌大腦、西門子、華為等一流研發(fā)機(jī)構(gòu)的“發(fā)自內(nèi)心熱愛深度學(xué)習(xí)”的人,聚集在聚時(shí),致力于用最酷的AI技術(shù)解決中國(guó)制造中的難點(diǎn)場(chǎng)景問(wèn)題。
歷時(shí)一年多的深度聚焦,聚時(shí)科技自主研發(fā)的深度學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)的半導(dǎo)體后道缺陷檢測(cè)與ADC(缺陷自動(dòng)分類)系統(tǒng),2019年9月在中國(guó)最大的半導(dǎo)體引線框架制造商生產(chǎn)線上投入使用,目前已成功投產(chǎn)使用多月,性能得到了有效驗(yàn)證。
該系統(tǒng)具備復(fù)雜缺陷識(shí)別檢測(cè)能力,同時(shí)具備國(guó)外設(shè)備所沒有的復(fù)雜機(jī)器學(xué)習(xí)分析、量化檢測(cè)、產(chǎn)品遷移的創(chuàng)新實(shí)用功能。“檢測(cè)準(zhǔn)確性等部分指標(biāo)達(dá)到國(guó)外設(shè)備的十倍,比如在極低或零漏報(bào)下,誤報(bào)率由50~60%降到了5%以內(nèi)。與國(guó)外設(shè)備對(duì)比,該設(shè)備具有領(lǐng)先一代的智能化優(yōu)勢(shì)。”鄭軍表示。
在談到為何會(huì)選擇AI應(yīng)用中最難的工業(yè)方向、又選擇了工業(yè)中最難的半導(dǎo)體場(chǎng)景作為突破口時(shí),鄭軍表示,“與時(shí)間賽跑,聚時(shí)科技一直強(qiáng)調(diào),要用最有意思的技術(shù)去做最有意義的事情。做最難的事情,往往才最有價(jià)值。”
“跨界”團(tuán)隊(duì),從“壟斷”中尋找機(jī)遇
鄭軍告訴記者,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中所應(yīng)用的高端檢測(cè)尤其是機(jī)器視覺系統(tǒng),包括核心的復(fù)雜視覺算法、工業(yè)軟件、核心設(shè)備等一直被國(guó)外廠商尤其是少數(shù)幾個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)專用廠商壟斷。
而這些廠商,大部分也在延續(xù)傳統(tǒng)技術(shù)范式,有待技術(shù)革新。當(dāng)遇到全新復(fù)雜場(chǎng)景,這些壟斷產(chǎn)品的適應(yīng)性包括檢測(cè)能力仍然存在問(wèn)題。當(dāng)然,部分廠商也在嘗試推出深度學(xué)習(xí)與機(jī)器學(xué)習(xí)的產(chǎn)品,但駕馭起來(lái)并不容易。
“隨著待檢產(chǎn)品多樣性和工藝復(fù)雜性的增加,部分主流進(jìn)口設(shè)備,適應(yīng)力與檢測(cè)能力不一定能跟上半導(dǎo)體尤其是后道先進(jìn)封裝等環(huán)節(jié)的迭代節(jié)奏。對(duì)質(zhì)量管理而言,缺乏有效洞察力分析,缺乏數(shù)字化閉環(huán)管理。常見的是,一臺(tái)檢測(cè)機(jī)器后面還需要4~6個(gè)質(zhì)檢工人再用顯微鏡觀察,進(jìn)行二次復(fù)檢,遠(yuǎn)無(wú)法形成數(shù)字化、自動(dòng)化的質(zhì)量管理閉環(huán),而這又是工業(yè)4.0與智能制造的核心。”鄭軍描述到。
“越有壟斷,越有機(jī)遇。”在鄭軍看來(lái),工業(yè)AI的落地挑戰(zhàn),在于生產(chǎn)需求端的深度理解與技術(shù)供給端的核心創(chuàng)新,兩者要做到深度融合。
鄭軍認(rèn)為,在難度海拔8000多米的半導(dǎo)體“工業(yè)珠峰”這樣的高度上,落地之路并不容易,也不偶然。除了核心技術(shù)攻關(guān)能力,場(chǎng)景快速適配和理解、產(chǎn)品跨界閉環(huán)打造能力都是核心,缺一不可。
“在某種程度上,工業(yè)場(chǎng)景越復(fù)雜、難度越大,聚時(shí)科技產(chǎn)品的AI技術(shù)優(yōu)勢(shì)越明顯。關(guān)鍵也在于精準(zhǔn)適配場(chǎng)景。”鄭軍表示,聚時(shí)科技擁有一個(gè)“跨界”團(tuán)隊(duì),AI、機(jī)器人、機(jī)械控制方向的博士眾多,具有豐富的AI產(chǎn)品化與工程化經(jīng)驗(yàn)。目前,公司在深度學(xué)習(xí)與機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)2D/3D視覺、工業(yè)軟件、打光成像、智能機(jī)械控制等領(lǐng)域,已經(jīng)布局核心技術(shù)專利40余項(xiàng)。
結(jié)合大型客戶的實(shí)際場(chǎng)景需求,在半導(dǎo)體領(lǐng)域,聚時(shí)科技聚焦平臺(tái)化開發(fā),研發(fā)了復(fù)雜視覺檢測(cè)、晶圓及后道復(fù)雜ADC分析、通用芯片3D檢測(cè)等系統(tǒng)產(chǎn)品。除半導(dǎo)體之外,聚時(shí)科技還在光伏新能源、汽車精密制造、重型機(jī)械A(chǔ)I控制等領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)了眾多的工業(yè)AI創(chuàng)新落地。
“新基建”引領(lǐng),智能制造駛?cè)肟燔嚨?/strong>
當(dāng)前,隨著國(guó)家“新基建”政策的引領(lǐng)落地,人工智能與智能制造正在以前所未有的速度駛?cè)肟燔嚨馈?/div>
聚時(shí)科技AI產(chǎn)品在半導(dǎo)體高端制造領(lǐng)域的落地也進(jìn)一步驗(yàn)證了:如果采取正確技術(shù)路線并攻堅(jiān)創(chuàng)新,務(wù)實(shí)研發(fā)行業(yè)產(chǎn)品,駕馭并有效應(yīng)用AI技術(shù),半導(dǎo)體這樣場(chǎng)景的高端制造水平可以被有效提升。在“技術(shù)攻堅(jiān)+痛點(diǎn)場(chǎng)景”精準(zhǔn)匹配的基礎(chǔ)上,以深度學(xué)習(xí)為核心的AI會(huì)煥發(fā)巨大的生產(chǎn)價(jià)值。
“在中國(guó)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的大背景下,AI與智能制造相結(jié)合,發(fā)展前景激動(dòng)人心。”在鄭軍看來(lái),對(duì)于制造業(yè)而言,AI具有強(qiáng)大的“戰(zhàn)斗力”和“生產(chǎn)力”,關(guān)鍵是如何洞察結(jié)合一線生產(chǎn)需求,有效釋放AI技術(shù)紅利。
“少談趨勢(shì)概念,多講解決問(wèn)題。AI落地,需要有以解決問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)的反推思維。”鄭軍表示。聚時(shí)科技通過(guò)先行一步,撕開了一個(gè)創(chuàng)新的口子、做了一個(gè)有益的探索,對(duì)于人工智能在高端制造領(lǐng)域落地有一定的指導(dǎo)意義。
相信工業(yè)AI的魅力、創(chuàng)新力與生產(chǎn)力正在逐步釋放,前景可期。
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