AI浪潮下，PCB检测如何跨过精度与产能的双重门槛？

引言：

AI需求升温与线路微细化，正在给PCB检测带来双重挑战：既要看得更细，也要跟上产线节拍。带着这些问题，电子首席情报官（ECIO）走进CIMS（康代）苏州总部，与技术及业务团队交流，并实地参观设备生产现场。

从AI如何判断缺陷，到微细线路检测的平台设计，再到虚拟验证与自动化协同，本文尝试透过具体的工程实践，观察检测设备如何在精度、效率与可靠性之间寻找平衡。

扩产之外，检测也要跟上节拍

过去两年，AI服务器与光模块的需求爆发，将PCB及IC载板行业的景气度推至前所未有的高度。钻孔机可以上百台地铺开，产能可以三班倒运转，但检测设备不同——它位于产线末端，是每一块板出货前必须通过的关口，也是产能最容易被卡住的环节。

CIMS中国区研发应用经理冯伟平（Wellan Feng）在访谈中的判断相当直接：“检测要求越来越高、全检越来越多，检测必然会成为产能上的一个瓶颈。今年不只是我们，整个制造设备的生意都很景气，本质上是量已经上来了，瓶颈已经形成了。”

CIMS全球首席营销官Vladi Kaplan带着我们参观工厂，在他的介绍中，公司的发展脉络被清晰地勾勒出来：“CIMS的前身是1987年在以色列成立的Camtek。2017年10月，Camtek将整个PCB事业部出售给私募基金，独立成为今天的CIMS（康代），专注于PCB及IC载板行业的检测与量测方案。2022年收购比利时Ucamco（PCB CAM/光绘软件），2023年9月收购自动化企业Transystem（深圳市创新特科技有限公司），CIMS的业务版图至此成型。我们的总部位于苏州，在全球的累计装机量已超过4000台，服务于50多个国家的四百多家客户。”

他随后把我们带到走廊上的专利墙前：“这里展示的只是我们全部专利中很小的一部分，来自以色列、中国大陆、中国台湾，以及美国和韩国，但我们的重心在中国。我们还有两个主要的研发中心：一个在以色列，主要负责软件与光学物理；另一个就在这里，而且这一部分仍在扩张。”

谈及当前的经营状态，Kaplan坦言这是公司历史上最繁忙的时期：“这是我们自动化系统的主生产基地，现在是有史以来最忙的时候。最大的挑战来自供应链——部分物料的交付周期被拉得很长。通过有效管理，我们供应链整体的运转效率是高的。”

扩产之外，检测也要跟上节拍

访谈从AI开始。与市面上众多以AI为名的检测方案相比，CIMS的思路颇有差异——他们做的第一件事，是让AI“多看一张照片”。

CIMS的方案是：AI的输入不止一张图。传统自动光学检测（AOI）输出的主要是黑白灰度图像，而CIMS在截取黑白图像的同时，还会同步截取彩色图像——两者一并输入给AI。

“我们输入给AI的是两张照片——一张黑白、一张彩色。彩色图像的作用，是更清晰地判定所输入的缺陷究竟是灰尘异物，还是一个真实的针孔缺陷。”

这个设计的针对性在哪里？冯伟平解释道：很多缺陷在灰度上呈现为“灰色”，究竟是基材上的灰尘异物，还是铜面上真实的针孔？黑白图像上人眼难以分辨，AI更难；而彩色图像提供了额外的光谱信息，恰好能把这“最后一层疑义”剥离掉。

相比之下，当前行业的普遍做法存在明显的输入短板。第三方AI厂商获得的训练数据大多只是黑白照片，判定依据单一。

“很多AI公司后台的算法，本质上是机器算法，不是真正意义上的AI；而是拿到图像后分析形态，用与或关系、比对关系去判定缺陷类型——本质上是建立规则、用规则做判断。它只能强制性地替代一部分人工，但并不智能，而且只能针对特定料号生效。如要优化，就必须把数据交给程序员来修改代码。”

除了彩色图像这一维度，CIMS还有两项同行不太具备的底层优势。

其一是CAD数据。“PCB设计中有重点区域与非重点区域之分。同样一个5微米的缺陷，出现在关键线路上和出现在板材空白区，检测要求完全不同。对AI而言，判定标准理应差异化——而我们能够结合CAD判断缺陷所在区域。”

其二是测量信息。黑白图像在AI那里通常只有“形态学”一个判定维度，而CIMS的后台系统中包含像素级测量信息，“我们做AI的时候，可分析的维度会更多。”

这一整套数据优势的背后，是CIMS的多光谱照明技术X-Wave：在可见光之外，Sigma版本增加红外波段，使层压板上纹理铜面附着的灰尘与颗粒在成像中“隐身”，从而大幅降低异物误报；Gamma版本增加紫外波段，消除基材背面反射带来的误判。光的维度增加，数据的维度随之增加，AI的判定依据便不再单薄。

ai.VS：把图像复核移到后台

如果说多光谱成像解决的是“看得清”，那么ai.VS（AI图像增强虚拟验证站）解决的则是下一个问题——缺陷检出之后，人工复判这一步能不能不搬板、不占产线。

AI过滤后的图像仍需人工复核确认。传统做法是每台AOI之后配套一台甚至多台自动视觉检测机，由操作员逐图复判——板要搬运，人要盯屏，设备要占地、要维保。

冯伟平将客户的诉求场景拆解得十分清晰：“现在客户的普遍诉求，是减少搬运动作、减少人工操作岗位，同时减少检修机的设备数量——这几个环节叠加起来，整体成本是指数级下降的。除了设备和人力这类直观成本，还有后台成本，比如占地面积、维保费用等。”

CIMS的方案，是把这些黑白灰度图像先经过AI增强处理，通过图像增强改善缺陷细节的可辨识程度，辅助人员观察和复核。我们在现场观看了演示——一张黑白图上难以分辨的疑似缺陷，经后台AI服务器渲染之后，灰尘附着在铜面上的立体形态清晰可辨。

“分辨率明显增强了，颜色我甚至没有调，但你看这种灰尘，它有立体感，是附着在铜面上的。如果直接看彩色原图，根本不需要AI增强就能分辨。”冯伟平在演示时说明。

效果可以用数据衡量。冯伟平分享了一家行业头部客户的案例：“效率可以做到一比三——一台ai.VS可以替代三至四台检修机，相当于减少三个复判人力。并且ai.VS可以放置在舒适的环境中远程操作，复判人员的劳动强度也随之下降，这对客户的工作环境改善也是一个促进。”

更进一步的是作业模式的革新。冯伟平提到，CIMS早期与某集团客户合作的方案中，彩色在线检测已经可以做到“一站式出货”——数据全部沉淀在后台，通过ai.VS完成电子化报废与出货判定，品质异常时系统自动卡控相应流转，不允许人为绕过。至此，ai.VS已不单是一台设备，而是一条贯穿质量数据流的通道。

关于算力，冯伟平表示：“运算量取决于图像尺寸，视场越小运算越快。目前单张GPU显卡即可支撑运行，尚未涉及集群部署。ai.VS是客户的选配项，全配当然会显著提升效益与良率，但客户可以根据场景做选择性配置。”

据CIMS资料显示，依据应用场景不同，ai.VS的过滤率可达九成。这意味着AOI检出的图像中，九成的复核工作量被虚拟化消化掉了。

走向2 μm：考验的不只是分辨率

本次访谈的技术重点，是CIMS尚未正式发售的新一代平台Quantum 2µ——面向线宽/线距（L/S）小至2微米的先进IC载板检测。

在CIMS的产品矩阵中，从Galaxy 10Cx（10μm L/S）逐级下探至Quantum 2µ，光学像素从2.5微米压缩至0.44微米。这条产品线背后的行业逻辑十分清晰：载板线宽/线距正从10微米走向5微米、4微米，下一代ABF载板与玻璃基板将需求进一步推向2至3微米——检测设备必须先行一步。

2微米的难点究竟在哪里？中国区研发总监胡冰峰（Max Hu）的回答非常坦诚，几乎构成一份完整的工程挑战清单，4个层面环环相扣：

其一是景深。“精度上去了，景深必然下降。景深下降之后，如何覆盖整版扫描，是比较难的一个点。”胡冰峰介绍，CIMS几年前就推出了激光自动对焦功能，当时仅在部分高阶场景应用，“在2微米平台上它绝对是标配。我们把它整合进来，使2微米扫描在全板范围内都能稳定取焦，这是非常关键的一点。”

其二是数据吞吐。“从4微米到2微米，数据吞吐量呈4倍乃至8倍增长，这对整个系统的处理链路是极大的考验。”

其三是材料一致性。“到了2微米之后，板子的蚀刻一致性不再像从前那么标准，各家材料也存在差异。如何应对多样化的材料，在光学层面如何设计打光方案以适配更多应用场景，这些都是需要持续探索的重点。”

其四，也是最容易被外界忽视的一点：机械平台是全新的。

“2微米机台与我们常规的Galaxy平台相比，是全新平台的开发——因为要达到更高的运动平台精度。所以，2微米、3微米机台与5微米机台的外壳都不一样，因为内部整个平台做了重新设计。以前我们叫Galaxy平台，现在是全新架构。”

关于产业化节奏，胡冰峰给出一个判断：“以5微米机台为例，我们在2015年就完成了研发，但真正开始跑量要到2018年甚至更晚，中间存在时间差。2微米的批量导入，我个人估计还需要一到两年。我们始终是在不牺牲精度、不牺牲检测能力的前提下，去提升产能——精度与产能的平衡，永远是客户追求的目标。”

关于客户验证进度：“目前2微米机台主要供给实验室，以精度为第一优先级，产能居于第二考量。“至于玻璃基板，胡冰峰透露：“两年前我们就在展会上推出了玻璃基板检测方案，目前来看，当时的方案仍能满足现阶段玻璃基板的检测规格。客户如果愿意把玻璃基板拿到我们这里来测，我们是有能力承接的。”

但他同时坦言，该市场的需求尚未充分释放，“待玻璃基板检测需求真正放量之后，我们会结合客户的实际工况做相应的升级与改善——这一切都会跟着市场走。”

谈及为何选择3微米作为下一个技术节点，胡冰峰的回答体现出一种工程上的克制：“我们已经具备2微米的检测能力，3微米沿既有技术能力做适度拓展、自然过渡，是我们比较推崇的做事方式。我不想一步迈得太大，我们还是循序渐进地往前推进，跟着市场走。我们没有那种盲目自信。”

Transystem：让检测与物料流转协同

收购Transystem，是CIMS近年最具战略意义的一步。这家子公司为PCB全工艺流程提供自动化上下料解决方案。Transystem CEO王静怡介绍，华东基地成立约一年，服务华东客户；深圳基地覆盖华南市场，“物流距离更近，服务响应也更便捷”。

订单景气度，王静怡的感受最为直接：“今年的订单景气度相当高，主要受益于AI产业的爆发——我们本身也是AI产业链的一环。我们的客户基本都在做PCB，目前集中在光模块和AI服务器两个方向，客户在抢占产能，设备订单数量随之明显增加。我们现在要做的是快速扩产，保障对客户的交付。”

CIMS自动化的核心叙事，不是出售单机，而是打通数据链路。公司提供整线串接的技术方案：“我们的检测设备与自动化设备之间的交互遵循标准协议。客户可以部署一个Host终端，统一调度各个功能模块。以某北方载板厂为例，制造执行系统（MES）作为上层终端下发料号，设备自动调取对应程序、开板、对位、扫描——整个量产环节全部在自动化体系内完成。”

在“黑灯工厂”的趋势下，CIMS的判断是：整线自动化正在加速渗透，国内头部企业的推进节奏很快，且提出大量定制化开发需求。今年CIMS已经在推广“检测设备+自动化整机打包出货”的模式，国内外客户均有落地。

“整机在我们的产线上完成完整的调机与测试，把节拍和吞吐量调整到合理区间后再整机发运，客户现场的装机调试时间被大幅压缩。东南亚的客户今年也已经启动。越来越多客户选择这种模式，根本原因在于自动化机台更容易实现24小时连续运转。”

Transystem面临的挑战同样真实。王静怡并不讳言非标自动化的固有难点：“非标自动化最大的不确定性在首台套——很难一次性设计成功。我们一直在练内功，从方案阶段到研发阶段，尽可能把客户的工况考虑周全，让设备的兼容性最大化——但这是理想状态，实际执行中总会有偏差。因此非标自动化对人力资源的要求更高，研发工程师、机械工程师、电气与软件调试工程师的配置都要加码。”

上游涨价压力也在传导。“一边是上游材料涨价，一边是下游竞争激烈。自动化设备领域的玩家很多，价格竞争不可避免。”王静怡说。应对之道，是把二十余年的经验沉淀为标准作业程序（SOP）：“我们把多年的经验做标准化、体系化，在售后端做案例共享，形成更规范的交付打法。”

她还透露，随着AI厚板工艺兴起，对自动化设备的真空吸附与抓取技术提出了新挑战，研发团队需要持续迭代；针对玻璃基板的搬运与吸附方案也在同步预研。

从第一台到第一百台：检测能力如何稳定复制？

参观装配车间时，有一个细节令人印象深刻。

步入车间，Kaplan介绍：“这里安静得出乎意料——没有人喊话，每个人都以非常有条理的方式工作。”车间内，CIMS的设备正处于满负荷装配状态。

CIMS的整机装配不是简单的机械组装——钢结构预装完成后，光学系统上架，之后是一整套软件调校体系的介入。在产线现场，胡冰峰解释了这套体系的价值：“我们的调校不是盲目地拿量具去测，而是配合一套软件调校系统。系统运行完之后，每一个步骤都会输出测试结果。这个结果综合了机械安装精度和光学检测精度，对整机精度进行评判——把每一个环节全部‘打勾’、能够走完最后一步的机台，才是合格机台。第一台是这个样子，第一百台也是这个样子。”

这套体系保证了出货机台的一致性。“我们能做到一整套完整的体系，确保我们出去的每一台机台都达到统一的出货标准。”胡冰峰说，“这套系统在里面起了很大的作用。”

装配人员需要经过长期培训，胡冰峰以汽车工业作比：“汽车也是装配，但还能允许毫米级误差，而我们全部是微米级的要求。”自动化在这个环节帮不上太多忙。至于稳定性测试，则完全由系统自动执行：“一跑就是48小时，我们把测试全部安排在夜间交替进行——数据跑完、拿到手，机台才能出货。”

在行业普遍热衷于谈论算法、光源与AI的当下，这一细节提醒我们：高端检测设备的竞争力，一半在可见的技术参数里，另一半藏在产线上那些不出现在产品手册中的工艺纪律里。

结语：看得见之后，还要判得准、交付得稳

访谈结尾，胡冰峰为行业未来画了一张底层逻辑图：“以前载板是5微米、10微米，半导体起步就在2微米、1微米甚至更低，而现在PCB也在走向2微米、3微米——这两条技术曲线本来就在叠合，这是一个必然趋势。这是行业在推动，我们代表的也是行业方向。现在已有PCB客户在做芯片预埋等先进封装工艺，产生了来料检测的新需求——这些需求以前不在我们的服务范围内，但落在我们已经建立了良好客户关系的版图之内。我们的目标始终是服务好既有客户，只要客户有新的增长性需求，我们一定去满足。所以我们一定会做好技术融合。”

检测是PCB产业链中最依赖“积累”的环节——积累数据、积累工艺、积累与客户缺陷库共同进化的默契。CIMS用多光谱与彩色图像为AI提供了更立体的输入，用AIVS将人工复判虚拟化，用Quantum 2µ提前卡位下一代载板，再用Transystem将检测接入整线自动化——四步布局，每一步单看都不炫技，连起来却是一条从“看得见”到“看得懂”、从单机到整线的完整闭环。

瓶颈往往催生发明。当检测成为AI时代PCB产能的最后一道窄门，谁能把这道门做得更快、更准、更省人，谁就握住了下一个周期的入场券。

而CIMS拥有的恰恰是那句没有豪言的注脚——胡冰峰在访谈中反复强调的：“我们没有那种盲目自信，我们还是循序渐进地往前推进，跟着市场走。”