Centres de données dédiés à l'IA
Contrôle qualité des composants et des infrastructures d'intelligence artificielle
Les centres de données d’IA – souvent appelés « AI Data Centers » à l’international – constituent la colonne vertébrale des applications d’IA modernes. Ils forment l’infrastructure nécessaire aux logiciels d’IA, aux services cloud et aux applications gourmandes en données. À mesure que la puissance de calcul augmente, les exigences en matière de transmission de données, d’alimentation électrique et de refroidissement s’accroissent également. Les puces IA spécialisées, les serveurs et les racks doivent fonctionner ensemble de manière fiable, 24 heures sur 24, avec des performances élevées et un risque de panne minimal.
Il en résulte une nouvelle dimension en matière de qualité pour la fabrication des composants destinés aux centres de données d’IA. Les structures de refroidissement, les câbles, les connecteurs, les boîtiers et les substrats doivent être fabriqués avec précision, assemblés de manière stable et contrôlés de façon fiable. Même les défauts les plus infimes peuvent nuire à la dissipation thermique, à la transmission des signaux ou à la fiabilité des composants.
Precitec accompagne les fabricants dans des domaines clés de la fabrication de composants pour les centres de données d’IA – de l’assurance qualité dans le refroidissement par liquide à la surveillance des processus pour les câbles et les connecteurs, en passant par la surveillance et l’inspection de l’usinage laser de haute précision.
Zoom sur trois secteurs de production
refroidissement par liquide
Détecter précocement les risques de fuite dans les structures de refroidissement – grâce à la surveillance des processus lors du soudage au laser et au contrôle optique des soudures critiques.
Câbles et connecteurs
Évaluer de manière fiable les connexions électriques soudées au laser, en tenant compte de la stabilité du processus, de la force d'arrachement et de la reproductibilité de la qualité.
Conditionnement et substrats
Contrôle et inspection du micro-usinage laser de haute précision – pour les substrats PCB, HDI et ABF, ainsi que pour les vias traversants sous verre.
Calcul, connexion, refroidissement : la qualité est le facteur déterminant de la performance
Les centres de données d'IA performants doivent fournir une puissance de calcul, transférer d'énormes volumes de données et évacuer la chaleur générée en toute sécurité.
Le terme «Compute » désigne les puces d’IA spécialisées, les processeurs, les boîtiers et les substrats.
« Connect » désigne les connexions électriques et optiques entre les puces, les serveurs et les baies.
«Cool » englobe les structures de refroidissement, les conduites et les systèmes de refroidissement par liquide.
Plus la densité de puissance est élevée, plus les tolérances admissibles sont réduites. Les processus de soudage au laser, les connexions électriques et le micro-usinage au laser doivent faire l’objet d’une surveillance constante. Ainsi, la qualité des composants destinés aux centres de données d’IA n’est pas contrôlée seulement à la fin du processus, mais garantie dès la phase de fabrication.
Refroidissement par liquide : quand les fuites les plus infimes deviennent un risque
Dans les centres de données dédiés à l'IA, une grande partie de la puissance électrique consommée est transformée en chaleur. Les systèmes modernes de refroidissement par liquide jouent donc un rôle central – et imposent des exigences élevées en matière de qualité de fabrication de leurs composants.
Le risque majeur est celui des fuites. Les fuites au niveau des tuyaux, des canaux de refroidissement, des plaques froides ou des assemblages soudés peuvent endommager les composants électroniques sensibles ou réduire la performance de refroidissement. Les assemblages soudés au laser en acier inoxydable, en cuivre ou en combinaisons de matériaux telles que l’acier inoxydable et le cuivre sont particulièrement exigeants.
La surveillance en ligne du processus permet de détecter les écarts critiques dès la phase de soudage au laser. Il s’agit par exemple des « blow-outs », qui peuvent indiquer des points faibles potentiels ou des risques de fuites ultérieures. Des analyses basées sur l’IA permettent en outre de classer les défauts et de fournir des indications sur les types de défauts possibles.
Pour le contrôle qualité en aval, les soudures au laser peuvent faire l’objet d’un contrôle optique. Cela permet de détecter des pores, des irrégularités et de fines anomalies de surface, même dans le cas de géométries et de structures complexes à l’échelle micrométrique.
Câbles et connecteurs : des connexions fiables pour un débit de données maximal
Des volumes considérables de données sont transférés entre les puces, les serveurs et les baies. Les câbles, les connecteurs et les contacts électriques doivent donc être fabriqués de manière à garantir une stabilité mécanique, une fiabilité électrique et une reproductibilité.
La force d’arrachement constitue un critère de qualité essentiel. Si celle-ci est trop faible, les câbles ou les connecteurs peuvent être endommagés lors du montage, du fonctionnement ou de la maintenance, et perdre ainsi leur fonctionnalité. Les zones de contact sont souvent constituées de cuivre ou d’alliages de cuivre et sont notamment soudées à l’aide de lasers verts.
Une surveillance intelligente des processus permet d’évaluer la qualité des câbles et connecteurs soudés au laser directement pendant la fabrication. La force d’arrachement peut être prédite en ligne et en temps réel. Même les points de soudure très courts, de l’ordre de la milliseconde, peuvent être détectés et analysés de manière fiable.
Les fabricants peuvent ainsi détecter précocement les écarts de processus, réduire les rebuts et documenter de manière traçable la qualité des composants électriques destinés aux centres de données d’IA.
Micro-usinage au laser et techniques de mesure pour les boîtiers et les substrats
Plus les puces d'IA gagnent en puissance, plus leur environnement devient exigeant. Dans la fabrication des semi-conducteurs, le conditionnement, les plaquettes, les substrats et les structures de connexion les plus fines doivent être traités et contrôlés avec précision afin de garantir une transmission fiable des signaux et d'atteindre en toute sécurité des densités d'intégration élevées.
Avec le développement fulgurant de l’intelligence artificielle, les exigences en matière de métrologie augmentent également. Les structures deviennent plus fines, les processus plus rapides et les limites de qualité plus strictes. Les fabricants ont donc besoin de méthodes de mesure capables de suivre cette évolution : rapides, sans contact, ultraprécises et pouvant être intégrées de manière fiable dans les processus de fabrication industriels.
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 que des pannes ne surviennent
Les composants destinés aux centres de données d'IA doivent fonctionner de manière fiable à long terme. C'est pourquoi la qualité doit être visible dès la phase de fabrication, et non pas seulement lors du contrôle final, à travers les rebuts ou les pannes ultérieures.
Les solutions Precitec aident les fabricants à surveiller les processus critiques en ligne, à détecter les écarts à un stade précoce et à documenter les données de qualité de manière reproductible. Cela permet de mettre en place des processus de fabrication stables pour les composants qui sont essentiels à la performance, au refroidissement et à la transmission de données des centres de données d'IA modernes.
Des solutions adaptées aux centres de données dédiés à l'IA
En fonction de la tâche de fabrication, différentes solutions Precitec sont mises en œuvre : de la surveillance en ligne des processus et de la classification des défauts assistée par IA à l'inspection optique des soudures, en passant par la mesure ultraprécise de structures fines.
Laser Welding Monitor LWM IA – Surveillance en ligne des processus avec classification des défauts assistée par IA, prévision de la qualité et traçabilité.
SeamControl – contrôle optique des soudures laser pour la détection de pores, d’irrégularités et d’écarts visibles au niveau des soudures.
Chromatic Line Sensor CLS – Mesure ultraprécise d’objets minuscules, par exemple analyse de la planéité et des défauts dans la production de puces d’IA et le micro-usinage, ainsi que des « µ-bumps » dans le domaine de l’emballage avancé pour les puces d’IA.
Flying Spot Scanner – contrôle ultraprécis de la planéité et de l’épaisseur pour l’assurance qualité dans la production de semi-conducteurs et le micro-usinage.