在自動化電子制造的浪潮中，SMT產(chǎn)線的高效運轉(zhuǎn)背后，芯片故障、虛焊、短焊等微觀缺陷始終是行業(yè)痛點。傳統(tǒng)人工檢測效率低下，自動光學(xué)檢測設(shè)備則深陷 “知其然不知其所以然”的困境，返工成本高、排查周期長等問題讓制造商談 “芯” 色變。生產(chǎn)環(huán)節(jié)中微不可察的缺陷，如同微觀世界的幽靈，潛藏于晶圓之上：或致性能衰減，或引整片報廢，成為制約良率與可靠性的痛點;同時，其亦潛藏于一名河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣自動化技術(shù)專業(yè)學(xué)生蘇順的心里。
蘇順同學(xué)由于多年參加比賽研發(fā)項目，常常面臨所設(shè)計的電路板因各種因芯片故障、虛焊、短焊等導(dǎo)致的晝夜問題排查，苦不堪言。“若能洞穿迷霧，精準鎖定缺陷之源，該多好!”這顆名為“芯眼”的火種，在蘇順的心中點燃，一個旨在用AI破解芯片缺陷溯源難題的項目就此啟航。
攻堅：數(shù)據(jù)迷宮中的長夜探路
夢想豐滿，現(xiàn)實嶙峋。初期的“芯眼”步履維艱：
數(shù)據(jù)之困：海量芯片圖像數(shù)據(jù)質(zhì)量參差，模型訓(xùn)練如盲人摸象，效果慘淡。
缺陷之魅：瑕疵種類繁雜、形態(tài)詭變，專家經(jīng)驗亦難窮盡。
瓶頸之痛：算法迭代、模型篩選，日夜鏖戰(zhàn)卻難覓曙光。
質(zhì)疑聲起，項目瀕危，“不能放棄!前路雖暗，我們就是自己的燈。”蘇順團隊的堅守，成為項目的轉(zhuǎn)折點。2025年初，控制工程學(xué)院成立具身智能創(chuàng)新團隊，蘇順、湯彬業(yè)、肖坤等電氣學(xué)子以其本身扎實的專業(yè)素養(yǎng)入選，一起面對芯片之困。
面對芯片圖像數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊、缺陷樣本復(fù)雜且難以詳盡的難題，蘇順團隊堅定地說：“那我們就做自己的數(shù)據(jù)庫”。依托河南省集成電路載板高精度柔線檢測工程技術(shù)研究中心、王東輝技能大師工作室設(shè)備平臺，結(jié)合產(chǎn)業(yè)真實項目，團隊經(jīng)過數(shù)月的文獻查找與方法溯源，終于設(shè)計出了樣本驅(qū)動的手工特征語義關(guān)聯(lián)新型生成方法。他們與工廠聯(lián)手，制定了嚴苛的采集標準，選取真實的污染缺陷數(shù)據(jù)樣本。通過閾值處理獲取缺陷掩膜，進行形態(tài)學(xué)分析并提取缺陷區(qū)域。接著，運用旋轉(zhuǎn)、裁剪、仿射、腐蝕等隨機變換技術(shù)對缺陷進行處理，再采用泊松融合或線性加權(quán)方法將污染缺陷與非缺陷樣品融合，最終形成缺陷樣本數(shù)據(jù)集。
然而，新項目的開發(fā)通常并非僅僅解決一個技術(shù)難題，而是會有一系列技術(shù)難題接踵而至。例如，如何提高檢測微小故障的準確率，如何提升檢測速度以保證效率等等。
既然發(fā)現(xiàn)了問題，那就著手解決問題。秉持著這樣的心態(tài)，團隊成員幾乎整日泡在實訓(xùn)室里。在指導(dǎo)老師的引導(dǎo)下，他們歷經(jīng)數(shù)千次的嘗試、測試與調(diào)試，實現(xiàn)了多項核心技術(shù)突破：
他們結(jié)合卷積自注意機制和跳躍連接思想，設(shè)計出一種從淺層到深層的注意力特征融合機制。該機制能夠保留并傳遞從低級到高級特征的語義和位置信息。與以往方法不同的是，它在每個特征提取階段都引入了注意力機制和跳躍連接，從而更好地保留了小目標信息，實現(xiàn)了精細標記表示編碼和全局信息聚合。
同時，他們通過圖像增強和損失函數(shù)調(diào)整對ResNet進行改進，設(shè)計出新型融合特征與生成數(shù)據(jù)的級聯(lián)框架模型，具有極高準確性、快速度性。
破曉：人機共舞，智識相生
漫長的黑夜終迎破曉，團隊創(chuàng)新性地開發(fā)出了：1)深度學(xué)習溯源引擎：不僅能敏銳捕捉納米級缺陷，更能深度解析其形態(tài)與分布特征，精準推斷潛在成因;2)人機協(xié)同智判平臺：AI非取代者，而是強大助手，工程師在平臺上對AI初判進行驗證、反饋、修正，形成“AI洞察—人腦精判—模型進化”的飛輪。
人說“十年磨一劍”，然而年輕的具身智能團隊僅用了一年多的時間，就實現(xiàn)了AI芯眼工程的誕生。
他們以恒心礪劍：攻克無數(shù)技術(shù)壁壘，優(yōu)化模型千百次，沉淀海量數(shù)據(jù)與知識。
他們以匠心鑄盾：將“芯眼”淬煉成成熟的AI缺陷溯源系統(tǒng)，化身工廠的“顯微鏡”與“診斷儀”。
精準定位：大幅縮短缺陷根因排查周期。
提升良率：顯著降低廢片與返工成本。
保障品質(zhì)：為芯片可靠性與國產(chǎn)化筑牢根基。
深耕：守護中國“芯”的永恒衛(wèi)兵
無論技術(shù)多么先進，唯有投入市場，方具實際價值。目前，該技術(shù)已在多家企業(yè)開展試用工作。具身智能創(chuàng)新團隊攜手深圳啟靈圖像科技有限公司，針對其產(chǎn)品IWatch芯片進行缺陷檢測。檢測結(jié)果表明，“芯眼”系統(tǒng)在檢測IWatch芯片微小故障時，具備極高的準確率，能夠迅速且精準地定位缺陷位置，顯著縮短了故障排查所需時間。與此同時，在與蘇州一家知名芯片制造企業(yè)的合作過程中，“芯眼”系統(tǒng)助力該企業(yè)有效提高了芯片生產(chǎn)良率，降低了廢片以及返工成本，為企業(yè)帶來了較為可觀的經(jīng)濟效益。
隨著“芯眼”系統(tǒng)在市場上的持續(xù)推廣，它逐漸贏得了更多企業(yè)的認可與信賴。然而，具身智能團隊并未因此而滿足現(xiàn)狀，他們深知守護中國“芯”的征程依舊漫長，需要不斷深入鉆研與創(chuàng)新。
團隊持續(xù)加大研發(fā)投入，對“芯眼”系統(tǒng)進行優(yōu)化升級。他們進一步完善深度學(xué)習溯源引擎，使其能夠更為精準地推斷缺陷成因，為企業(yè)提供更具針對性的解決方案。同時，不斷提升人機協(xié)同智判平臺的交互性與智能化水平，以便工程師能夠更加便捷地與AI開展協(xié)作，提高工作效率。
除了在技術(shù)層面進行提升之外，團隊還注重與行業(yè)內(nèi)的交流與合作。他們積極參與各類芯片技術(shù)研討會以及行業(yè)展會，與其他企業(yè)和科研機構(gòu)分享“芯眼”系統(tǒng)的應(yīng)用經(jīng)驗與技術(shù)成果，共同探討芯片制造領(lǐng)域的發(fā)展趨勢與面臨的挑戰(zhàn)。通過這種方式，不僅提高了“芯眼”系統(tǒng)的知名度與影響力，也為中國芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展貢獻了自身的智慧與力量。
具身智能團隊的同學(xué)目前依舊堅守在“芯眼”研發(fā)的第一線，持續(xù)深耕細作，不斷優(yōu)化算法，開拓新的應(yīng)用場景。他們目光堅定，秉持著“芯片競爭是一場永無止境的馬拉松”的理念，宣稱“‘芯眼’的使命，是讓每一顆中國芯都擁有最為強健的‘基因’。我們，將為中國‘芯’保駕護航到底!”(河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院供稿)
