Centros de datos de IA
Control de calidad para centros de datos dedicados a la inteligencia artificial
Los centros de datos dedicados a la inteligencia artificial, también denominados centros de datos para IA, constituyen la infraestructura esencial de las aplicaciones modernas de inteligencia artificial. Proporcionan la capacidad de procesamiento necesaria para el software de IA, los servicios en la nube y las aplicaciones que manejan enormes volúmenes de datos.
A medida que aumenta la potencia de cálculo, también crecen los requisitos relacionados con la transmisión de datos, el suministro eléctrico y la refrigeración. Los chips especializados en IA, los servidores y los racks deben funcionar conjuntamente de forma fiable las 24 horas del día, garantizando un alto rendimiento y reduciendo al mínimo el riesgo de fallos.
Por ello, la fabricación de componentes destinados a los centros de datos para IA debe cumplir requisitos de calidad especialmente exigentes. Los sistemas de refrigeración, cables, conectores, encapsulados y sustratos deben fabricarse con gran precisión, procesarse mediante procedimientos estables y controlarse de forma fiable.
Incluso los defectos microscópicos pueden afectar a la disipación térmica, la transmisión de señales o la vida útil de los componentes.
Precitec ayuda a los fabricantes en diferentes etapas críticas de la producción de componentes para centros de datos de IA: desde el control de los sistemas de refrigeración líquida y la monitorización de la soldadura de cables y conectores hasta la inspección de los cordones de soldadura y la metrología de alta precisión para la fabricación de semiconductores.
Tres áreas de producción fundamentales
Refrigeración líquida
Detecte posibles riesgos de fuga desde el momento en que se producen mediante la monitorización de la soldadura láser y la inspección óptica de los cordones de soldadura críticos.
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.
Encapsulados y sustratos
Controle el micromecanizado láser de alta precisión de placas de circuito impreso, sustratos HDI y ABF y vías a través del vidrio.
Cálculo, conexión y refrigeración: tres funciones esenciales
Los centros de datos para IA de alto rendimiento deben proporcionar una elevada capacidad de cálculo, transmitir enormes cantidades de datos y disipar de forma segura el calor generado.
El área de cálculo incluye, entre otros componentes, los procesadores especializados en IA, los chips, los encapsulados electrónicos y los sustratos.
La conectividad comprende las conexiones eléctricas y ópticas entre los chips, los servidores y los racks.
La refrigeración incluye las placas frías, los canales, las tuberías y los sistemas de refrigeración líquida.
Cuanto mayor es la densidad de potencia, más estrictas son las tolerancias de fabricación. Por este motivo, los procesos de soldadura láser, las conexiones eléctricas y las operaciones de micromecanizado deben supervisarse continuamente.
La calidad de los componentes no debe comprobarse únicamente al final de la producción. Debe controlarse y documentarse directamente durante el proceso de fabricación.
Refrigeración líquida: detectar las fugas antes de que se conviertan en un problema crítico
En los centros de datos dedicados a la inteligencia artificial, una parte considerable de la energía eléctrica consumida se transforma en calor. Por ello, los sistemas modernos de refrigeración líquida son esenciales para garantizar el rendimiento y la fiabilidad de estas instalaciones.
El principal riesgo es la aparición de fugas. Una fuga en una tubería, un canal de refrigeración, una placa fría o una unión soldada puede dañar componentes electrónicos sensibles o reducir el rendimiento térmico del sistema.
Las uniones soldadas por láser de acero inoxidable, cobre o combinaciones de distintos materiales, como acero inoxidable y cobre, plantean requisitos especialmente elevados.
La monitorización en línea permite detectar anomalías críticas directamente durante el proceso de soldadura láser. Entre ellas se encuentran las expulsiones de material, también denominadas blow-outs, que pueden indicar posibles puntos débiles o futuros riesgos de fuga.
Los análisis basados en inteligencia artificial también permiten clasificar las anomalías y proporcionar información sobre los posibles tipos de defecto.
Después de la soldadura, una inspección óptica de los cordones permite detectar poros, irregularidades y pequeñas anomalías superficiales, incluso en geometrías complejas y estructuras de dimensiones micrométricas.
Cables y conectores: conexiones fiables para grandes flujos de datos
Entre los chips, los servidores y los racks se transmiten enormes cantidades de datos. Por ello, los cables, conectores y contactos eléctricos deben garantizar una elevada estabilidad mecánica, una transmisión eléctrica fiable y una calidad de fabricación reproducible.
La resistencia a la tracción constituye un criterio de calidad fundamental. Si es insuficiente, los cables o conectores pueden resultar dañados durante el montaje, el funcionamiento o las tareas de mantenimiento.
Las zonas de contacto suelen fabricarse en cobre o aleaciones de cobre. Pueden soldarse, por ejemplo, mediante láseres verdes, especialmente adecuados para el procesamiento del cobre.
La monitorización inteligente del proceso permite evaluar directamente durante la producción la calidad de los cables y conectores soldados por láser. De este modo, la resistencia a la tracción puede estimarse en línea y en tiempo real.
Incluso los puntos de soldadura extremadamente breves, realizados en pocos milisegundos, pueden detectarse y analizarse de forma fiable.
Los fabricantes pueden identificar rápidamente las desviaciones del proceso, reducir los rechazos y garantizar la trazabilidad de la calidad de los componentes eléctricos destinados a los centros de datos para IA.
Micromecanizado láser y metrología para encapsulados y sustratos
A medida que aumenta el rendimiento de los chips destinados a la inteligencia artificial, también crecen los requisitos de sus procesos de fabricación.
En la producción de semiconductores, las obleas, los encapsulados, los sustratos y las estructuras de interconexión más finas deben procesarse y controlarse con la máxima precisión. Esta exactitud es indispensable para garantizar una transmisión fiable de las señales y alcanzar elevadas densidades de integración.
El rápido desarrollo de la inteligencia artificial también incrementa las exigencias de la metrología industrial. Las estructuras son cada vez más finas, los procesos más rápidos y las tolerancias de calidad más estrictas.
Por tanto, los fabricantes necesitan soluciones de medición rápidas, sin contacto, de alta precisión y fácilmente integrables en las líneas de producción.
Precitec responde a estas necesidades con tecnologías ópticas de medición e inspección para el control de calidad en la fabricación de semiconductores.
Las microestructuras, superficies, distancias, planitudes y espesores de capa pueden medirse, analizarse y documentarse con precisión, directamente durante el proceso o en una fase de inspección posterior.
El micromecanizado láser de alta precisión se utiliza, entre otras aplicaciones, para placas de circuito impreso, sustratos HDI y ABF, procesos relacionados con las obleas y vías a través del vidrio, conocidas como Through-Glass Vias.
Las tecnologías modernas de encapsulado avanzado, como Chip-on-Wafer-on-Substrate y Chip-on-Panel-on-Substrate, también plantean requisitos elevados en cuanto a la calidad de las estructuras, la estabilidad del proceso y la reproducibilidad.
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 los fallos
Los componentes destinados a los centros de datos para IA deben funcionar de forma fiable durante largos periodos. Por esta razón, su calidad debe controlarse desde la fase de fabricación y no únicamente durante la inspección final o después de que aparezcan rechazos y fallos.
Las soluciones de Precitec permiten monitorizar en línea los procesos críticos, detectar rápidamente posibles desviaciones y documentar los datos de calidad de forma fiable y reproducible.
De este modo, los fabricantes pueden estabilizar sus procesos de producción y garantizar la calidad de los componentes esenciales para el cálculo, la refrigeración y la transmisión de datos en los modernos centros de datos dedicados a la inteligencia artificial.
Soluciones para los componentes de los centros de datos para IA
En función de la aplicación y de la etapa de fabricación, pueden utilizarse diferentes soluciones de Precitec: monitorización en línea de los procesos, clasificación de defectos mediante inteligencia artificial, inspección óptica de cordones de soldadura y medición de alta precisión de microestructuras.
Laser Welding Monitor LWM AI: Monitorización en línea del proceso con clasificación de defectos mediante inteligencia artificial, predicción de la calidad y trazabilidad de los datos de producción.
SeamControl: Inspección óptica de cordones de soldadura láser para detectar poros, irregularidades y anomalías visibles en la superficie de la soldadura.
Chromatic Line Sensor CLS: Medición de alta precisión de estructuras extremadamente pequeñas, por ejemplo, para controlar la planitud y detectar defectos durante la fabricación de chips para IA, el micromecanizado y el encapsulado avanzado. El sensor también permite inspeccionar microprotuberancias o micro-bumps.
Flying Spot Scanner: Medición de alta precisión de la planitud y el espesor para el control de calidad en la fabricación de semiconductores y en aplicaciones de micromecanizado.