Centri di elaborazione dedicati all'intelligenza artificiale
Controllo della qualità dei componenti e delle infrastrutture dell’intelligenza artificiale
I centri di calcolo per l'intelligenza artificiale – spesso denominati a livello internazionale "AI Data Center" – costituiscono la spina dorsale delle moderne applicazioni di intelligenza artificiale. Essi formano l'infrastruttura per il software di intelligenza artificiale, i servizi cloud e le applicazioni ad alto consumo di dati. Con l'aumentare della potenza di calcolo crescono anche i requisiti in termini di trasmissione dei dati, alimentazione elettrica e raffreddamento. I chip specializzati per l’IA, i server e i rack devono interagire in modo affidabile – 24 ore su 24, con prestazioni elevate e un rischio minimo di guasti.
Per la produzione di componenti destinati ai centri di calcolo per l’IA, ciò comporta una nuova dimensione in termini di qualità. Strutture di raffreddamento, cavi, connettori, packaging e substrati devono essere realizzati con precisione, lavorati in modo stabile e sottoposti a controlli affidabili. Anche i difetti più piccoli possono compromettere la dissipazione del calore, la trasmissione del segnale o l’affidabilità dei componenti.
Precitec supporta i produttori in settori chiave della produzione di componenti per i data center dedicati all’IA: dal controllo qualità nel raffreddamento a liquido, al monitoraggio dei processi relativi a cavi e connettori, fino al monitoraggio e all’ispezione della microlavorazione laser ad alta precisione.
Tre settori produttivi sotto i riflettori
Raffreddamento a liquido
Individuare tempestivamente i rischi di perdite nelle strutture di raffreddamento, grazie al monitoraggio del processo di saldatura laser e al controllo ottico dei giunti di saldatura critici.
Cavi e connettori
Valutare in modo affidabile i collegamenti elettrici saldati al laser, tenendo conto della stabilità del processo, della forza di estrazione e della qualità riproducibile.
Imballaggi e substrati
Monitoraggio e controllo della microlavorazione laser ad alta precisione – per substrati PCB, HDI e ABF, nonché per vie attraverso il vetro (Through-Glass Vias).
Elaborazione, connessione, raffreddamento: la qualità determina le prestazioni
I centri dati ad alta prestazione basati sull'intelligenza artificiale devono fornire potenza di calcolo, trasmettere enormi quantità di dati e dissipare in modo sicuro il calore generato.
Il termine "Compute" indica chip specializzati per l'IA, processori, packaging e substrati.
"Connect" descrive le connessioni elettriche e ottiche tra chip, server e rack.
Cool comprende strutture di raffreddamento, condutture e sistemi di raffreddamento a liquido.
Maggiore è la densità di potenza, più ridotte diventano le tolleranze ammesse. I processi di saldatura laser, i collegamenti elettrici e la microlavorazione laser devono essere monitorati in modo costante. In questo modo, la qualità dei componenti per i centri di calcolo dedicati all’IA non viene verificata solo alla fine del processo, ma viene garantita già durante la produzione.
Raffreddamento a liquido: quando anche le perdite più piccole diventano un rischio
Nei centri di calcolo dedicati all’intelligenza artificiale, gran parte della potenza elettrica utilizzata viene convertita in calore. I moderni sistemi di raffreddamento a liquido rivestono quindi un ruolo centrale e pongono requisiti elevati in termini di qualità di produzione dei loro componenti.
Il rischio maggiore è rappresentato dalle perdite. Le perdite nei tubi, nei canali di raffreddamento, nelle piastre di raffreddamento o nei giunti saldati possono danneggiare i delicati componenti elettronici o ridurre la capacità di raffreddamento. Particolarmente impegnativi sono i giunti saldati al laser in acciaio inossidabile, rame o combinazioni di materiali come acciaio inossidabile e rame.
Il monitoraggio in linea del processo aiuta a rilevare anomalie critiche già durante la saldatura laser. Tra queste rientrano, ad esempio, i blow-out, che possono indicare potenziali punti deboli o rischi di perdite successive. Le analisi basate sull’intelligenza artificiale (IA) consentono inoltre di classificare i difetti e fornire indicazioni sui possibili tipi di difetto.
Per il controllo qualità a valle, i cordoni di saldatura laser possono essere sottoposti a ispezione ottica. In questo modo è possibile individuare pori, irregolarità e lievi scostamenti superficiali, anche in presenza di geometrie complesse e strutture nell’ordine dei micrometri.
Cavi e connettori: collegamenti sicuri per flussi di dati massimi
Tra chip, server e rack vengono trasmesse enormi quantità di dati. Cavi, connettori e contatti elettrici devono quindi essere meccanicamente stabili, elettricamente affidabili e realizzati in modo riproducibile.
Un importante parametro di qualità è la forza di estrazione. Se questa è troppo bassa, i cavi o i connettori possono subire danni durante il montaggio, il funzionamento o la manutenzione e perdere la loro funzionalità. Spesso le aree di contatto sono realizzate in rame o leghe di rame e vengono saldate, tra l’altro, con laser verdi.
Il monitoraggio intelligente del processo consente di valutare la qualità dei cavi e dei connettori saldati al laser direttamente durante la produzione. La forza di estrazione può essere prevista in linea e in tempo reale. Anche i punti di saldatura molto brevi, dell’ordine dei millisecondi, possono essere rilevati e valutati in modo affidabile.
In questo modo i produttori possono individuare tempestivamente le deviazioni di processo, ridurre gli scarti e documentare in modo tracciabile la qualità dei componenti elettrici destinati ai data center di intelligenza artificiale.
Microlavorazione laser e tecnologia di misurazione per il packaging e i substrati
Più i chip di intelligenza artificiale diventano potenti, più il loro contesto diventa esigente. Nella produzione di semiconduttori, il packaging, i wafer, i substrati e le strutture di connessione più sottili devono essere lavorati e controllati con precisione, affinché i segnali possano essere trasmessi in modo affidabile e si possano realizzare in sicurezza elevate densità di integrazione.
Con il rapido sviluppo dell’intelligenza artificiale aumentano anche i requisiti per la tecnologia di misurazione. Le strutture diventano più sottili, i processi più veloci e i limiti di qualità più ristretti. I produttori necessitano quindi di metodi di misurazione in grado di stare al passo con questo sviluppo: veloci, senza contatto, altamente precisi e integrabili in modo affidabile nei processi di produzione industriale.
Precitec soddisfa tali requisiti grazie a tecnologie ottiche di misurazione e controllo per la garanzia della qualità nella produzione di semiconduttori. Strutture sottili, superfici, distanze, planarità o spessori degli strati possono essere rilevati, valutati e documentati con precisione, direttamente durante il processo o nella fase di controllo a valle.
La microlavorazione laser ad alta precisione trova applicazione nei substrati PCB, HDI e ABF, nei processi a contatto con i wafer e nei through-glass via. Anche le moderne tecnologie di packaging, come il «chip-on-wafer-on-substrate» o il «chip-on-panel-on-substrate», pongono requisiti elevati in termini di qualità strutturale, stabilità di processo e riproducibilità.
Rendere visibile la qualità prima che si verifichino guasti
I componenti destinati ai data center per l’intelligenza artificiale devono funzionare in modo affidabile nel lungo periodo. Per questo motivo, la qualità deve essere evidente già durante la produzione, e non solo in seguito al controllo finale, agli scarti o a guasti successivi.
Le soluzioni Precitec aiutano i produttori a monitorare in linea i processi critici, a individuare tempestivamente le anomalie e a documentare i dati relativi alla qualità in modo riproducibile. In questo modo si ottengono processi di produzione stabili per componenti fondamentali per le prestazioni, il raffreddamento e la trasmissione dei dati nei moderni centri di calcolo per l’intelligenza artificiale.
Soluzioni su misura per i data center dedicati all'intelligenza artificiale
A seconda delle esigenze di produzione, vengono impiegate diverse soluzioni Precitec: dal monitoraggio in linea dei processi e dalla classificazione dei difetti basata sull’intelligenza artificiale, all’ispezione ottica dei cordoni di saldatura, fino alla misurazione ad alta precisione di strutture sottili.
Laser Welding Monitor LWM AI – Monitoraggio del processo in linea con classificazione dei difetti basata sull’intelligenza artificiale, previsione della qualità e tracciabilità.
SeamControl – ispezione ottica dei cordoni di saldatura laser per il rilevamento di pori, irregolarità e scostamenti visibili del cordone.
Chromatic Line Sensor CLS – Misurazione ad alta precisione di oggetti minuscoli, ad es. analisi della planarità e dei difetti nella produzione di chip per l’intelligenza artificiale e nella microlavorazione, µ-bump nel settore dell’Advanced Packaging per chip per l’intelligenza artificiale.
Flying Spot Scanner – controllo di planarità e spessore ad alta precisione per la garanzia della qualità nella produzione di semiconduttori e nella micro-lavorazione.