4月28日，河北圣昊光电科技有限公司生产车间内，工作人员在检查设备运行情况。圣昊光电供图

编者按

人工智能是当下全球热词。

作为新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量，人工智能不仅能推动传统产业转型升级，还能促进新兴业态蓬勃发展。

今起，本报推出“追踪‘人工智能+’”系列报道，带你走进生产生活一线，看人工智能如何深度融入河北省各行各业，为高质量发展注入新的活力。

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位于石家庄的河北圣昊光电科技有限公司研发出光通信芯片的检测、解理设备，填补了国内技术空白，也打破了国外企业在这一领域的垄断。

“人工智能+”正在重构企业的研发和生产体系，2023年引入人工智能后，大幅提高了生产效率和识别准确率，开辟出一片新天地。

他们打造的“行业大模型+智能工厂”双轮驱动创新模式，将国内芯片检测设备市场占有率提高到60%，推动企业走向更广阔的未来。

从人工到人工智能的进阶

洁净的生产车间里，几名穿着白色防静电衣的工人正在设备前操作。

4月29日，河北圣昊光电科技有限公司（以下简称“圣昊光电”）芯片检测区安静而忙碌。芯片载台上摆着薄如蝉翼、面积相当于几个头发丝截面的芯片，由机械手臂抓取到高倍显微镜下检测。只需数秒，设备屏幕上就显示出芯片表面缺陷的检测报告。

“以前，这道工序完全由人工目测完成。”河北圣昊光电科技有限公司副总裁沈成彬介绍，“你现在看到的，是我们2023年投产的AI算法驱动的光芯片四面自动光学检测（AOI）设备。”

光通信芯片用途非常广泛，在智能手机、可穿戴设备、虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等领域有广泛应用。其长度从几微米到几十微米不等，因此要借助40万倍电子显微镜才能观察到芯片表面的划痕、脏污、刮花、飞尘等，以检测出是否为良品。

芯片检测是芯片研发和制造的重要环节。通过检测，把不合格芯片去除，芯片封装良品率会大大提升，从而降低相关企业的损失。

“芯片表面缺陷检测工序通过引入AOI技术，将用工数量减少到原来的1/8。”沈成彬说。芯片检测代工是圣昊光电的重要业务板块，也曾是他们招人最难的工种。

人工目测，就是完全靠人工通过高倍显微镜对芯片逐个观察，逐个判断。但工人眼睛易疲劳、劳动强度高，即使公司开出较高的工资，工人流失率也居高不下。

人工智能的应用，正逐渐解决这一难题。沈成彬指着正在运转的设备介绍：“除了速度快、标准统一，更重要的是，机器可以长时间工作，大大提高了检测效率。”

作为一家生产光通信芯片检测设备以及代工光通信芯片检测的公司，圣昊光电服务国内40多家知名芯片制造企业。人工智能的应用，改善了圣昊光电芯片检测业务的结构，高附加值的EML芯片占比大幅提升。目前圣昊光电的高端芯片检测能力提高到30万颗/天，成为国内最大的EML芯片检测基地。

人工智能的应用，还让圣昊光电具备了定制化芯片检测的可能。

芯片种类繁多，检测的要求也各不相同。去年，圣昊光电就接到一个订单，客户需要设计出这批芯片的独特检测方案。“我们借助AI算法，只用了3周就拿出了定制化检测方案，为客户完成了几百万颗芯片的检测，这在过去是不可想象的。”沈成彬说。

除了提高效率，人工智能还大大提高了芯片检测范围和精度。

沈成彬拿起桌面的手机举例，芯片虽小但也有6个面，以往芯片检测，需要将其固定在载台上，只能检测芯片正面。AOI设备可以让芯片悬停空中，这样就能将芯片的背面以及两个侧面纳入检测，使检测范围更大、精度更高。

“现在，像华为等公司，已经将AOI检测列为芯片检测流程的必选项。”沈成彬说。

在算法的加持下，圣昊光电的芯片检测效率提升300%，准确率高于99%。

“截至目前，我们完成的芯片检测量已经是去年全年的量。”沈成彬说，下一步，他们将继续加大研发投入，建立企业级人工智能中心，进一步优化芯片检测生态。

从无到优的研发突破

4月21日召开的2024年度河北省科学技术奖励大会上，圣昊光电被授予河北省企业技术创新奖。

说起创新，从2017年成立至今，圣昊光电的每一步可以说都是创新。

AOI外观检测分选机、划片机、裂片机、合盘机、点数机……短短几年，圣昊光电自主研发了7大类38款产品，其中多款为国内首台（套）。我国的第一台光通信芯片检测设备、第一台化合物半导体划裂片设备、第一台EML芯片测试机、第一台光芯片AOI设备都是从这里下线。

人工智能引入芯片检测，有两个核心问题要解决：机器视觉和大语言模型。

2022年，准备探索人工智能的圣昊光电，完全没有这方面的人才储备和技术基础。

最初，圣昊光电和多家国内高校、人工智能公司合作，但结果都不尽如人意。最终，他们下定决心搞自主研发，突破这一瓶颈。

人工智能取代人工目测，要解决的第一个问题是用高倍显微镜对芯片拍照。芯片尺寸以微米计算，机器运转时的震动会造成高倍显微镜镜头景深不稳。圣昊光电的研发团队在不到一年的时间里，攻克了运动防震、显微拍照等难题，完成了以图片供人工智能分析识别的第一步。

“机器和人的区别在于，它没有人类的思考。我们要让机器学会分析，就得将我们看到的东西转化为机器可以识别的参数。”沈成彬说。

他拿出一张图片，芯片上有几处蓝色、绿色的斑块：“蓝色是刮花，绿色是划痕，我们把这些转化后的信息作为数据向AI算法‘投喂’，将一线工程师的经验转化为可执行的算法规则，形成大语言模型，赋能操作人员和设备协同工作，提高了生产效率和工作标准。”

有了人工智能这一“大脑”，还要有承载它的设备，从而实现有价值的应用场景。

在带着记者参观中，沈成彬指着20台AOI设备很是骄傲。“一台芯片检测设备，大概要用到5000多个零部件、1300多根线。”他指着玻璃另一侧的组装车间说，“而这些零部件，大部分都是我们自主设计研发的。”

载台、探针、推板、吸嘴等每一个元器件，核心算法、设备生产和维护过程的标准化，都包含着一系列关键技术的突破，有的甚至做了上千次的实验，浪费了几百万元的原材料才获得成功。

“要做好科技创新不能怕失败，要有自信，要坚定、持续地投入，要充分发挥科研人员的能力和主动性，这就是我们这些年研发创新的经验。”河北圣昊光电科技有限公司董事长杨勇峰说。

成立至今，圣昊光电每年都拿出15%营收搞研发，这让他们的多款产品，一下线就拥有多项专利技术。这些研发既填补国内技术空白，打破国际垄断，也让圣昊光电抓住人工智能兴起的机遇，在行业中保持更多竞争优势。

2020年1月，圣昊光电第一台工业原型机下线并于当年实现量产。这将国外进口的芯片检测设备价格，一下子从近四百万元一台降到二百多万一台，但检测效率却提高了20%。

2024年，圣昊光电自主研发的激光隐切设备、大功率可见光芯片测试机等多个新产品下线，又先后实现了氮化镓红光MLED研发及产业化、高速数通光芯片大规模测试量产。

“目前，我们拥有90多台套设备，是国内最大的光芯片解理、测试服务企业，年加工LD芯片2亿颗，PD/APD12亿颗。”杨勇峰说。

从产品到方案的服务延展

AOI设备投入运营后，圣昊光电的人工智能步伐加快了。

“我们在芯片测试机、划裂片设备和AOI设备的基础上，正在持续开发系列化的、全产线的智能化设备，比如芯片点数机、合盘机、摆巴机等新产品。”沈成彬说。

光芯片生产过程的自动化和智能化不能仅停留在单个设备上，而是要从点到线到面，实现整个生产过程的全面智能化。

通过全系列的智能化产品研发和智能制造技术的导入，圣昊光电正力争打造全国首家服务型、生态化的光芯片智能工厂。

“降低成本只是一方面，更重要的是提高生产的标准化程度和效率。”沈成彬说，下一步，圣昊光电将继续推进AI技术在生产全流程的深度应用，拓展模型应用场景，覆盖更多生产环节，通过人工智能实现“订单—排产—交付”生产全流程智能调度闭环，结合数字衍生、看板管理、AGV小车及仿生机器人，构建无人工厂，加速实现制造流程的全域智能化升级。

智能化不仅推进企业在国内市场突飞猛进，还成为企业出海、参与国际竞争的技术优势。

“我们正尝试以‘人工智能+’重构研发和生产体系，构建‘算法+硬件+数据’协同体系，打造‘行业大模型+智能工厂’双轮驱动的创新模式。”杨勇峰说，这意味着，圣昊光电提供的不只是单项的行业领先产品，还有链条更长的服务方案。

圣昊光电准备通过物联网实时监测设备运行状态，依托行业大模型对设备运行状态进行深度学习分析，从而为客户提供预测性维护服务，推动商业模式从“卖产品”向“卖服务”转型。

服务中包含了过去不能实现的数据分析和预测咨询。

“基于AI和大数据技术，通过设备的升级，我们最近开始为客户提供数据统计和分析等增值服务，为客户芯片产品的工艺优化赋能。”沈成彬说，根据AOI设备积累的芯片检测数据并进行大模型自动分析，他们可以发现客户的良品率下降的原因。客户根据这个报告，及时查找产品的设计问题和工艺控制问题，推动客户产品质量提升和良品率的改善。

沈成彬认为，缺陷分类与精准定位，可以为芯片生产企业的封装和模组装配环节提供数据支撑，从而对下游企业实现芯片精细化分级利用与流转追溯。

“我们打造从缺陷检测到趋势预测、参数调优与自动闭环控制的智能质量管理体系，全面赋能芯片生产的预测、分析、决策与执行一体化升级。”沈成彬介绍，从我国整个芯片产业链条来看，这将推动整个芯片制造行业智能化升级。

眼下，圣昊光电正与国内外多所高校共建“光电芯片大模型联合实验室”，聚焦机器视觉、智能控制等方向，抢占技术标准话语权。同时，他们也计划打造全国首个光通信领域行业大模型，让相近领域的企业都能享受到“人工智能+”带来的美好前景。

记者手记

为了站在潮头，丝毫不敢懈怠

人工智能太火了。

不管是刚结束的人形机器人半程马拉松赛，还是即将举行的世界人形机器人运动会，人工智能的应用都触手可及，渗透到人们生产生活的诸多方面。

企业争着上马人工智能，似乎谁不争先就要被时代淘汰。而检测人工智能应用最好的考场，莫过于生产一线。

我们在采访河北圣昊光电科技有限公司时，更想从这家公司的进程中，梳理出可供更多企业参考的经验，复制出更多的圣昊光电。

“首先是细分应用场景。”河北圣昊光电科技有限公司副总裁沈成彬说，企业投入大量的资金、人才搞研发，一定要有应用场景。圣昊光电不惜成本的原因，不仅是为了占领相关领域的制高点，更重要的是解决企业自身的痛点。

投入生产一线的光芯片四面自动光学检测设备，几何级提高了圣昊光电的产能效率，恰恰印证了企业的这一诉求。

沈成彬给出的第二个经验，是人才。

圣昊光电位于石家庄高新区。第一次进入厂区的人，大概率会认为楼体更高、面积更大的一栋是生产车间，另一栋用作办公或科研。

事实刚好相反。“更大的这栋是研发楼，AI算法驱动的光芯片四面自动光学检测（AOI）设备就是在这栋楼里被研发出来的。”沈成彬说，相比生产线的120名员工，圣昊光电60人的研发团队可谓是规模可观了。

“这是一个技术引领的时代。”沈成彬说，下决心站在人工智能发展的潮头，就是为了掌握最强的核心竞争力，在这方面下大力量是值得的。

为此，他们两条腿走路吸引人才，壮大科研力量。“我们一方面对招聘人才开出优厚条件，尽最大可能招揽人才；另一方面与更多AI领先企业、高校及科研机构合作，进一步提升大模型在复杂场景下的适应性和泛化能力，为企业发展赋能。”沈成彬说，在势不可挡的人工智能大潮下，他们丝毫不敢懈怠。（记者白云、周洁）