人工智能
射频和人工智能协同创新助推5G通信
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摘要:

根据Yole预计,到2023年,全球射频元件市场将增至2450亿元,其中在5G产业中发挥重要作用的滤波器市场将提升至1575亿元,5G射频前端模块市场规模将达350亿美元,年复合增长率14%。由此可见,滤波器是未来几年射频前端元件中成长最快的元件。为助力5G产业,南京星火技术有限公司推出了全球首款基于人工智能的5G滤波器智能调谐机器人,利用全新升级的人工智能集成电路云平台,填补了自动化调试滤波器的技术空白。

  根据Yole预计,到2023年,全球射频元件市场将增至2450亿元,其中在5G产业中发挥重要作用的滤波器市场将提升至1575亿元,5G射频前端模块市场规模将达350亿美元,年复合增长率14%。由此可见,滤波器是未来几年射频前端元件中成长最快的元件。为助力5G产业,南京星火技术有限公司推出了全球首款基于人工智能的5G滤波器智能调谐机器人,利用全新升级的人工智能集成电路云平台,填补了自动化调试滤波器的技术空白。

  陶瓷介质滤波器的介电常数较高,Q值也高,损耗小且温度漂移小,相比传统金属腔谐振器,它具有高抑制、插入损耗小、温度漂移特性好等特点,是目前5G通信领域的主流滤波方案。

  陶瓷滤波器结构非常复杂,生产过程中一直都是依靠人工进行调试,通常需要40多个高难度的调试动作,工人要手持磨头对滤波器的表面银层进行去除,再通过网络分析仪进行实时监测,根据图形的不断变化进行调试,稍有差池,银层一旦打磨过度即不可恢复,就会导致产品报废。

  在介质滤波器量产过程中,受不同批次材料一致性较差、生产装配误差等因素影响,每只产品必须由熟练工人反复调试,才能实现介质滤波器性能的一致和稳定。因此,对工人熟练度及实际操作经验有很高要求,而培养调试人员需要一定周期,难度也大;由于调试效果因人而异,产品质量得不到有效保障。人工调试的生产成本和产能瓶颈大大阻碍了产品规模化生产。

  星火技术总经理陈熙说:“最熟练的工人调试一个滤波器需要3分钟,一天可调试100到150个,而机器人只需要60秒,24小时工作。一个机器人每天工作量相当于5名工人的总和。”

  自动化调试是将介质滤波器固定于调试平台上,通过网络分析仪读取实时监测数据,将数据传输至计算机,与目标性能进行比对,通过调试算法软件分析数据,产生控制信号,驱动去除装置根据控制信号设定的银层去除量去除定量谐振孔表面银层,直至实时监测性能与目标性能相匹配。

  星火技术集成电路云平台利用最先进的耦合矩阵(couple matrix)技术提取滤波器参数,运用深度强化学习技术从零开始训练Agent控制机器人动作。针对机器人建立了一整套虚拟仿真环境,用智能云平台实现数百颗GPU协同训练,算法迭代了1.2亿次才实现了良好的收敛。

  通过光学系统获得环境信息的智能体可控制机器人对滤波器上任意位置进行调试。当智能体处理光学图像时,将图像编码为潜在表示,然后将其用作状态输入来代替图像本身。其中的关键在于图像编码过程中,模型学习紧凑的潜在状态表示,实现对目标的精确捕捉。

  陈熙表示:“近几年人工智能、算法与其他学科交叉研究飞速发展,以前一个人一生可能恰好经历一次或零次技术革新,而我们可能不止是一次。AI和设计手段的极致结合将对集成电路设计和测试产生巨大影响,也让射频产业链的智能化水平不断提升。”

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