Centros de datos de IA
Control de calidad de los componentes y la infraestructura de la inteligencia artificial
Los centros de datos de IA —conocidos internacionalmente como «AI Data Center»— son la columna vertebral de las aplicaciones modernas de IA. Constituyen la infraestructura para el software de IA, los servicios en la nube y las aplicaciones que hacen un uso intensivo de datos. A medida que aumenta la potencia de cálculo, también crecen los requisitos en materia de transmisión de datos, suministro energético y refrigeración. Los chips, servidores y racks especializados en IA deben funcionar de forma fiable en conjunto, las 24 horas del día, con un alto rendimiento y un riesgo mínimo de averías.
Esto supone una nueva dimensión de calidad para la fabricación de componentes destinados a los centros de datos de IA. Las estructuras de refrigeración, los cables, los conectores, los encapsulados y los sustratos deben fabricarse con precisión, procesarse de forma estable y someterse a pruebas fiables. Incluso los defectos más pequeños pueden afectar a la disipación del calor, la transmisión de señales o la fiabilidad de los componentes.
Precitec presta apoyo a los fabricantes en áreas clave de la fabricación de componentes para centros de datos de IA: desde el control de calidad en la refrigeración por líquido, pasando por la supervisión de procesos en cables y conectores, hasta la supervisión e inspección del micromecanizado láser de alta precisión.
Tres áreas de producción en el punto de mira
Refrigeración por líquido
Detectar a tiempo los riesgos de fugas en las estructuras de refrigeración mediante la supervisión del proceso de soldadura por láser y la inspección óptica de las uniones soldadas críticas.
Cables y conectores
Evaluar de forma fiable las uniones eléctricas soldadas con láser, teniendo en cuenta la estabilidad del proceso, la fuerza de tracción y la calidad reproducible.
Embalajes y sustratos
Supervisión y control del micromecanizado láser de alta precisión: para sustratos de PCB, HDI y ABF, así como para vías a través del vidrio.
Calcular, conectarse, refrigerar: la calidad es clave para el rendimiento
Los centros de datos de IA de alto rendimiento deben proporcionar potencia de cálculo, transmitir enormes cantidades de datos y disipar de forma segura el calor generado.
«Compute» hace referencia a chips especializados en IA, procesadores, encapsulados y sustratos.
«Connect» describe las conexiones eléctricas y ópticas entre chips, servidores y racks.
«Cool» abarca las estructuras de refrigeración, las conducciones y los sistemas de refrigeración por líquido.
Cuanto mayor es la densidad de potencia, más reducidas son las tolerancias admisibles. Los procesos de soldadura por láser, las conexiones eléctricas y el micromecanizado por láser deben supervisarse de forma constante. De este modo, la calidad de los componentes para centros de datos de IA no se comprueba al final del proceso, sino que se garantiza ya durante la fabricación.
Refrigeración por líquido: cuando las fugas más pequeñas se convierten en un riesgo
En los centros de datos de IA, una gran parte de la potencia eléctrica consumida se transforma en calor. Por ello, los modernos sistemas de refrigeración por líquido desempeñan un papel fundamental y plantean exigentes requisitos en cuanto a la calidad de fabricación de sus componentes.
El mayor riesgo son las fugas. Las fugas en tuberías, canales de refrigeración, placas de refrigeración o uniones soldadas pueden dañar los delicados componentes electrónicos o reducir la capacidad de refrigeración. Las uniones soldadas con láser de acero inoxidable, cobre o combinaciones de materiales como el acero inoxidable y el cobre son especialmente exigentes.
La supervisión del proceso en línea ayuda a detectar desviaciones críticas ya durante la soldadura por láser. Entre ellas se incluyen, por ejemplo, las fugas repentinas, que pueden indicar posibles puntos débiles o riesgos de fugas posteriores. Además, los análisis basados en IA pueden clasificar los defectos y proporcionar indicaciones sobre posibles tipos de fallos.
Para el control de calidad posterior, las soldaduras láser pueden someterse a una inspección óptica. De este modo, es posible detectar poros, irregularidades y pequeñas desviaciones en la superficie, incluso en geometrías y estructuras complejas en el rango de los micrómetros.
Cables y conectores: conexiones seguras para un flujo máximo de datos
Entre los chips, los servidores y los racks se transmiten enormes cantidades de datos. Por ello, los cables, los conectores y las uniones eléctricas deben ser mecánicamente estables, eléctricamente fiables y estar fabricados de forma reproducible.
Una característica de calidad importante es la fuerza de tracción. Si es demasiado baja, los cables o los conectores pueden sufrir daños durante el montaje, el funcionamiento o el mantenimiento y dejar de funcionar correctamente. A menudo, las zonas de contacto están fabricadas en cobre o aleaciones de cobre y se sueldan, entre otros métodos, con láseres verdes.
La supervisión inteligente de procesos permite evaluar la calidad de los cables y conectores soldados con láser directamente durante la fabricación. La fuerza de extracción puede predecirse en línea y en tiempo real. Incluso los puntos de soldadura muy breves, del orden de milisegundos, pueden registrarse y evaluarse de forma fiable.
De este modo, los fabricantes pueden detectar a tiempo las desviaciones del proceso, reducir los desechos y documentar de forma trazable la calidad de los componentes eléctricos para los centros de datos de IA.
Micromecanizado por láser y tecnología de medición para embalajes y sustratos
Cuanto más potentes se vuelven los chips de IA, más exigiente se vuelve también su entorno. En la fabricación de semiconductores, es necesario procesar y comprobar con precisión el encapsulado, las obleas, los sustratos y las estructuras de conexión más delicadas, para que las señales se transmitan de forma fiable y se puedan alcanzar con seguridad altas densidades de integración.
Con el rápido desarrollo de la inteligencia artificial, también aumentan los requisitos que se exigen a la tecnología de medición. Las estructuras son cada vez más finas, los procesos más rápidos y los márgenes de calidad más estrechos. Por ello, los fabricantes necesitan principios de medición que se adapten a esta evolución: rápidos, sin contacto, de alta precisión y que puedan integrarse de forma fiable en los procesos de fabricación industrial.
Precitec da respuesta a estas exigencias con tecnologías ópticas de medición y control para el aseguramiento de la calidad en la fabricación de semiconductores. Las estructuras finas, las superficies, las distancias, la planitud o el espesor de capa pueden registrarse, evaluarse y documentarse con precisión, ya sea directamente durante el proceso o en el control posterior.
El micromecanizado láser de alta precisión se utiliza en sustratos de PCB, HDI y ABF, en procesos cercanos a las obleas, así como en vías a través del vidrio. Asimismo, las tecnologías modernas de encapsulado, como «chip-on-wafer-on-substrate» o «chip-on-panel-on-substrate», plantean elevados requisitos en cuanto a la calidad de las estructuras, la estabilidad del proceso y la reproducibilidad.
Hacer visible la calidad antes de que se produzcan fallos
Los componentes para centros de datos de IA deben funcionar de forma fiable y duradera. Por eso, la calidad debe quedar patente ya durante la fabricación, y no solo a través de la inspección final, los productos defectuosos o las averías posteriores.
Las soluciones de Precitec ayudan a los fabricantes a supervisar los procesos críticos en línea, detectar desviaciones de forma temprana y documentar los datos de calidad de forma reproducible. De este modo se consiguen procesos de fabricación estables para componentes que son decisivos para el rendimiento, la refrigeración y la transmisión de datos de los modernos centros de datos de IA.
Soluciones adecuadas para centros de datos de IA
En función de la tarea de fabricación, se utilizan diferentes soluciones de Precitec: desde la supervisión de procesos en línea y la clasificación de defectos basada en IA, pasando por la inspección óptica de cordones de soldadura, hasta la medición de alta precisión de estructuras finas.
Laser Welding Monitor LWM AI: supervisión del proceso en línea con clasificación de defectos basada en IA, predicción de la calidad y trazabilidad.
SeamControl: inspección óptica de cordones de soldadura láser para la detección de poros, irregularidades y desviaciones visibles en los cordones.
Chromatic Line Sensor CLS: medición de alta precisión de objetos minúsculos, p. ej., análisis de planitud y defectos en la producción de chips de IA y el micromecanizado, así como de «µ-bumps» en el ámbito del embalaje avanzado para chips de IA.
Flying Spot Scanner: control de planitud y espesor de alta precisión para el control de calidad en la producción de semiconductores y el micromecanizado.