Dok tehnološki divovi razvijaju sve naprednije modele umjetne inteligencije, sve veći izazov postaje izgradnja fizičke infrastrukture koja ih pokreće. Od proizvodnje AI čipova i memorije do optičkih veza i sustava za hlađenje, femtosekundni laseri mogli bi pomoći u rješavanju nekih od najzahtjevnijih proizvodnih problema.
Prema procjeni analitičke kuće Gartner, pružatelji AI usluga ove bi godine trebali potrošiti gotovo bilijun dolara na infrastrukturu za umjetnu inteligenciju, uz dodatnih šest bilijuna dolara ulaganja između 2027. i 2030. godine.
Značajan dio tog novca usmjerit će se u podatkovne centre i njihovu ključnu opremu: čipove, memoriju visoke propusnosti, optičke komponente i sustave za hlađenje.
Dok se razvoj AI modela ubrzava, mogućnost njihove daljnje ekspanzije sve više ovisi o tome koliko brzo industrija može proizvesti fizičke komponente potrebne za njihov rad.
Proizvodnja AI infrastrukture suočava se s tehničkim ograničenjima
Jedan od primjera proizvodnih izazova su prolazni otvori kroz staklo, poznati kao through-glass vias (TGV). Riječ je o mikroskopskim otvorima koji se buše kroz staklo i ispunjavaju metalom kako bi omogućili vertikalni prijenos električnih signala i energije. Njihova je primjena sve važnija u proizvodnji čipova, no konvencionalne metode bušenja mogu uzrokovati mikroskopske pukotine i neujednačene dimenzije otvora.
Prema analizi TrendForcea, komercijalna proizvodnja supstrata sa staklenom jezgrom u velikom opsegu ne očekuje se prije 2030. godine. Takva ograničenja pokazuju koliko preciznost proizvodnih procesa može utjecati na razvoj čitave industrije.
Slični problemi pojavljuju se i u drugim dijelovima AI infrastrukture. Memorija visoke propusnosti (HBM) sastavlja se slaganjem 12 do 16 čipova, od kojih svaki može biti tanak tek nekoliko desetaka mikrometara. Takve su komponente osjetljive na pucanje pri mehaničkoj obradi, dok se u proizvodnji AI tiskanih pločica koriste tvrdi materijali koji brzo troše svrdla.
Istodobno, tehnologija optike integrirane u isto kućište s procesorom (co-packaged optics) zahtijeva precizne optičke kanale u staklu, a sve snažniji čipovi potiču razvoj rashladnih kanala u staklu i siliciju, kojima tekućina može cirkulirati blizu najtoplijih dijelova sustava.
Femtosekundni laseri mogli bi pomoći u prevladavanju dijela tih prepreka jer omogućuju obradu materijala s iznimnom preciznošću, uz manje toplinsko oštećenje okolne površine.
Femtosekundni laseri kao alat za industrijsku proizvodnju
Femtosekundni laseri emitiraju svjetlosne impulse koji traju svega jednu kvadrilijuntinku sekunde. Budući da se materijal uklanja prije nego što se toplina uspije proširiti na okolinu, takva tehnologija omogućuje izradu preciznih otvora i rezova uz manji rizik od pukotina i toplinskih deformacija.
Osim u proizvodnji staklenih supstrata i napredne memorije, femtosekundni laseri primjenjuju se i u obradi tankih silicijskih pločica te tvrdih materijala za tiskane pločice. Njihova se primjena širi i na potrošačku elektroniku, uključujući pametne telefone, prijenosna računala i pametne naočale koje sve češće pokreću AI funkcije izravno na uređaju. Laseri se pritom koriste za obradu zaštitnog stakla, leća kamera i dijelova zaslona, a primjenjuju se i u laserskoj kirurgiji oka.
Unatoč širokom potencijalu, velik dio dosadašnjih femtosekundnih lasera razvijen je kao znanstvena oprema, zbog čega njihova serijska proizvodnja ostaje izazovna.
Litavska tvrtka LITILIT nastoji riješiti taj problem razvojem laserske arhitekture namijenjene industrijskoj proizvodnji. Njezina je tehnologija zaštićena s dva patenta, od kojih je jedan razvijen u suradnji s litavskim Centrom za fizikalne znanosti i tehnologiju (FTMC). Tvrtka navodi da se njezin pristup temelji na modularnom dizajnu, smanjenju broja složenih komponenti i visokom stupnju automatizacije.
Pročitajte još:
U novoj tvornici u Vilniusu LITILIT planira dosegnuti proizvodni kapacitet od 3000 lasera godišnje, a isti model proizvodnje namjerava primijeniti i u drugim zemljama.
Daljnji razvoj umjetne inteligencije tako neće ovisiti samo o napretku softvera i sve sposobnijim modelima. Jednako važnu ulogu imat će mogućnost industrije da u velikim količinama proizvodi iznimno precizne komponente koje omogućuju rad podatkovnih centara i uređaja nove generacije.
