Contrôle qualité pour les centres de données dédiés à l’IA
Des composants fiables pour les infrastructures d’intelligence artificielle
Les centres de données dédiés à l’intelligence artificielle, également appelés « data centers IA », constituent l’infrastructure essentielle des applications d’IA modernes. Ils fournissent la puissance de calcul nécessaire aux logiciels d’intelligence artificielle, aux services cloud et aux applications traitant de très grands volumes de données.
Avec l’augmentation de la puissance de calcul, les exigences relatives à la transmission des données, à l’alimentation électrique et au refroidissement deviennent toujours plus élevées. Les processeurs spécialisés dans l’IA, les serveurs et les baies informatiques doivent fonctionner ensemble de manière fiable, 24 heures sur 24, tout en garantissant des performances élevées et un risque de défaillance minimal.
La fabrication des composants destinés aux centres de données IA doit donc répondre à des exigences de qualité particulièrement strictes. Les systèmes de refroidissement, les câbles, les connecteurs, les boîtiers et les substrats doivent être fabriqués avec une grande précision, assemblés de manière fiable et contrôlés tout au long du processus de production. Même des défauts microscopiques peuvent compromettre la dissipation thermique, la transmission des signaux ou la durée de vie des composants.
Precitec accompagne les fabricants dans plusieurs étapes critiques de la production de composants pour les centres de données IA : contrôle des systèmes de refroidissement liquide, surveillance des procédés de soudage des câbles et connecteurs, inspection des cordons de soudure et métrologie de haute précision pour la fabrication des semi-conducteurs.
Trois domaines de production déterminants
Refroidissement liquide
Détecter les risques de fuite dès leur apparition grâce à la surveillance du soudage laser et à l’inspection optique des cordons de soudure critiques.
Câbles et connecteurs
Évaluer de manière fiable les connexions électriques soudées au laser en contrôlant la stabilité du procédé, la résistance à l’arrachement et la reproductibilité de la qualité.
Boîtiers et substrats
Contrôler les opérations de micro-usinage laser de haute précision appliquées aux circuits imprimés, aux substrats HDI et ABF ainsi qu’aux vias traversants dans le verre.
Calculer, connecter et refroidir : trois fonctions essentielles
Les centres de données IA performants doivent simultanément fournir une puissance de calcul élevée, transférer d’immenses volumes de données et évacuer efficacement la chaleur générée.
Le domaine du calcul comprend notamment les processeurs spécialisés dans l’IA, les puces, les boîtiers électroniques et les substrats.
La connectivité regroupe les connexions électriques et optiques entre les puces, les serveurs et les baies informatiques.
Le refroidissement comprend les plaques froides, les canaux, les conduites et les systèmes de refroidissement liquide.
Plus la densité de puissance augmente, plus les tolérances de fabrication se réduisent. Les procédés de soudage laser, les connexions électriques et les opérations de micro-usinage doivent donc être surveillés en permanence.
La qualité des composants ne doit plus uniquement être contrôlée à la fin de la production. Elle doit être garantie et documentée dès les premières étapes du processus de fabrication.
Refroidissement liquide : détecter les fuites avant qu’elles ne deviennent critiques
Dans les centres de données dédiés à l’IA, une part importante de l’énergie électrique consommée est transformée en chaleur. Les systèmes modernes de refroidissement liquide jouent donc un rôle déterminant dans la performance et la fiabilité des installations. Le principal risque réside dans l’apparition de fuites. Une fuite dans une conduite, un canal de refroidissement, une plaque froide ou un assemblage soudé peut endommager des composants électroniques sensibles ou réduire les performances thermiques du système. Les assemblages soudés au laser en acier inoxydable, en cuivre ou associant différents matériaux, par exemple l’acier inoxydable et le cuivre, présentent des exigences particulièrement élevées. La surveillance en ligne du procédé permet d’identifier les anomalies critiques directement pendant le soudage laser. Elle peut notamment détecter les expulsions de matière, également appelées « blow-outs », susceptibles de révéler des zones fragiles ou de futurs risques de fuite. Les analyses assistées par intelligence artificielle permettent également de classifier les anomalies et de fournir des indications sur les types de défauts potentiels. Après le soudage, une inspection optique des cordons permet de détecter les pores, les irrégularités et les plus fines anomalies de surface, y compris sur des géométries complexes et des structures de dimensions micrométriques.
Câbles et connecteurs : des connexions fiables pour des débits de données élevés
D’importants volumes de données circulent entre les processeurs, les serveurs et les baies informatiques. Les câbles, les connecteurs et les contacts électriques doivent donc garantir une excellente stabilité mécanique, une transmission électrique fiable et une qualité reproductible. La résistance à l’arrachement constitue un critère de qualité essentiel. Si elle est insuffisante, les câbles ou les connecteurs risquent d’être endommagés pendant le montage, le fonctionnement ou les opérations de maintenance. Les zones de contact sont souvent fabriquées en cuivre ou en alliages de cuivre. Elles peuvent notamment être assemblées au moyen de lasers verts, particulièrement adaptés au traitement du cuivre. Une surveillance intelligente du procédé permet d’évaluer directement pendant la production la qualité des câbles et des connecteurs soudés au laser. La résistance à l’arrachement peut ainsi être estimée en ligne et en temps réel. Même les points de soudure extrêmement courts, réalisés en quelques millisecondes, peuvent être détectés et analysés avec fiabilité. Les fabricants peuvent ainsi repérer rapidement les dérives du procédé, réduire les rebuts et assurer une traçabilité complète de la qualité des composants électriques destinés aux centres de données IA.
Micro-usinage laser et métrologie pour les boîtiers et les substrats
À mesure que les processeurs destinés à l’IA gagnent en puissance, les exigences imposées à leur environnement de production augmentent également. Dans la fabrication des semi-conducteurs, les wafers, les boîtiers, les substrats et les structures d’interconnexion les plus fines doivent être usinés et contrôlés avec une extrême précision. Cette précision est indispensable pour garantir une transmission fiable des signaux et atteindre des densités d’intégration élevées. Le développement rapide de l’intelligence artificielle accroît également les exigences en matière de métrologie industrielle. Les structures deviennent plus fines, les procédés plus rapides et les tolérances de qualité plus strictes. Les fabricants ont donc besoin de solutions de mesure rapides, sans contact, ultraprécises et facilement intégrables aux lignes de production. Precitec répond à ces exigences avec des technologies de mesure et d’inspection optiques destinées au contrôle qualité dans la fabrication des semi-conducteurs. Elles permettent de mesurer, d’analyser et de documenter avec précision les microstructures, les surfaces, les écarts, la planéité et l’épaisseur des couches, directement en ligne ou lors d’une inspection en aval. Le micro-usinage laser de haute précision est notamment utilisé pour les circuits imprimés, les substrats HDI et ABF, les procédés liés aux wafers ainsi que les vias traversants dans le verre. Les technologies modernes d’encapsulation avancée, telles que le « Chip-on-Wafer-on-Substrate » et le « Chip-on-Panel-on-Substrate », imposent également des exigences élevées concernant la qualité des structures, la stabilité des procédés et leur reproductibilité.
Precitec répond à ces exigences grâce à des technologies de mesure et de contrôle optiques destinées à l'assurance qualité dans la fabrication de semi-conducteurs. Les structures fines, les surfaces, les écarts, la planéité ou l'épaisseur des couches peuvent être mesurés, évalués et documentés avec précision, soit directement au cours du processus, soit lors du contrôle en aval.
Le micro-usinage laser de haute précision est utilisé pour les substrats PCB, HDI et ABF, les processus proches des plaquettes ainsi que pour les vias traversants sous verre. Les technologies d’encapsulation modernes, telles que le « Chip-on-Wafer-on-Substrate » ou le « Chip-on-Panel-on-Substrate », imposent également des exigences élevées en matière de qualité des structures, de stabilité des processus et de reproductibilité.
Rendre la qualité visible avant l’apparition des défaillances
Les composants destinés aux centres de données IA doivent fonctionner de manière fiable pendant de longues périodes. Leur qualité doit donc être contrôlée dès la phase de fabrication, et non uniquement lors du contrôle final ou après l’apparition de rebuts et de défaillances. Les solutions Precitec permettent de surveiller les procédés critiques en ligne, de détecter rapidement les écarts et de documenter les données de qualité de manière fiable et reproductible. Les fabricants peuvent ainsi stabiliser leurs procédés de production et garantir la qualité des composants essentiels à la puissance de calcul, au refroidissement et à la transmission des données dans les centres de données IA modernes.
Des solutions adaptées aux composants des centres de données IA
Selon l’application et l’étape de fabrication, différentes solutions Precitec peuvent être utilisées : surveillance en ligne des procédés, classification des défauts assistée par IA, inspection optique des cordons de soudure et mesure ultraprécise des microstructures.
Laser Welding Monitor LWM IA – Surveillance en ligne des procédés avec classification des défauts assistée par IA, prédiction de la qualité et traçabilité des données de production.
SeamControl – Inspection optique des cordons de soudure laser permettant de détecter les pores, les irrégularités et les anomalies visibles à la surface des soudures.
Chromatic Line Sensor CLS – Mesure ultraprécise de structures de très petites dimensions, notamment pour le contrôle de la planéité et la détection de défauts dans la fabrication des puces IA, le micro-usinage et l’encapsulation avancée. Le capteur permet également de contrôler les micro-bosses, ou « µ-bumps ».
Flying Spot Scanner – Mesure ultraprécise de la planéité et de l’épaisseur pour le contrôle qualité dans la fabrication des semi-conducteurs et les applications de micro-usinage.