“Kunstmatige intelligentie zal werkelijk elke sector in de economie aandrijven”, zegt Ruiz, wiens team bij de ACA – de belangrijkste economische ontwikkelingsorganisatie van Arizona – leiding geeft aan de AI-gedreven industriële groei van de staat.
Het enorme potentieel van AI wordt beperkt door ernstige tekorten aan gespecialiseerde halfgeleiderhardware, waaronder GPU’s, geheugen en opslag, en door een kritisch tekort aan technisch talent. Deze kapitaal- en arbeidsbeperkingen zijn de belangrijkste knelpunten geworden die de mondiale penetratie van AI belemmeren.
Terwijl marktleiders, overheden en onderwijsgevenden eraan werken deze blokkades aan te pakken, levert Arizona al oplossingen. Met diepe wortels in de productie en het ontwerp van halfgeleiders, gevierde technische universiteiten en een geschiedenis van snelle groei, bepaalt de staat de weg voorwaarts voor AI-gerelateerde industrieën.
Lees verder hoe de sterke punten van Arizona op het gebied van innovatie-infrastructuur helpen de wrijving te verminderen die de AI-groei beïnvloedt.
Al meer dan zeventig jaar, waarbij de activiteit is versneld door de invoering van de CHIPS Act in 2022, heeft Arizona gestreden om een mondiale leiderschapspositie op het gebied van de ontwikkeling en productie van halfgeleiders.
Ruiz zegt dat de ACA de publicatie van de National Semiconductor Economic Roadmap (NSER) heeft geleid, die specifieke doelen stelt voor de binnenlandse chipproductie, evenals initiatieven om korte- en langetermijndoelen te bereiken. Tegelijkertijd heeft de ACA meerdere achtcijferige investeringen gedaan in onderzoek en ontwikkeling en de bevordering van het personeelsbestand, samen met het faciliteren van startups in een vroeg stadium.
De ACA meldt dat tientallen bedrijven die elke fase van de ontwikkeling, productie en verpakking van halfgeleiders vertegenwoordigen, onlangs hun activiteiten in Arizona hebben gevestigd of uitgebreid. De investering wordt geleid door Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), die 165 miljard dollar heeft aangekondigd voor de bouw van zes toonaangevende productiefabrieken – bekend als ‘fabs’ – twee geavanceerde verpakkingsfaciliteiten en een groot onderzoeks- en ontwikkelingscentrum.
De ACA investeert ook strategisch in het personeelsbestand en de infrastructuur van de staat, waaronder 35,5 miljoen dollar voor het Nano Fabrication Center van de Universiteit van Arizona, dat ook een partnerschap met community colleges omvat.
Ondertussen zal een investering van $47,5 miljoen aan de Arizona State University (ASU) een uniek laboratorium voor onderzoek, ontwikkeling en prototyping mogelijk maken ter ondersteuning van de volgende generatie waferproductie en chipverpakking.
Een onderzoeker poseert bij het Nano Fabrication Center van de Universiteit van Arizona, een multifunctionele fabricagefaciliteit waar wetenschappers, startups en particuliere ondernemingen producten kunnen onderzoeken, experimenteren, ontwikkelen, prototypen maken en produceren.
Universiteit van Arizona
Mariana Bertoni, Ph.D., is slechts een van de recente succesverhalen en opkomende leiders op het gebied van halfgeleiders in Arizona. Als technisch professor bij ASU ontwikkelde Dr. Bertoni de productieprocessen voor chips van de volgende generatie, die ze nu aan het opschalen is bij Crystal Sonic, de startup die ze mede heeft opgericht en die ze leidt als Chief Technology Officer.
“ASU gaf me een geweldig platform om eigenlijk gewoon te testen … zelfs als zeer junior professor … [en] gewoon wat gekke ideeën te volgen”, zegt ze.
Tegenwoordig richten deze ambitieuze experimenten zich op de huidige realiteit van de halfgeleiderproductie. Volgens Crystal Sonic wordt maar liefst 95% van de grondstof die wordt gebruikt bij het maken van chips weggegooid als afvalproduct. Het terugdringen van afval met het nieuwe generatie systeem voor het snijden van wafels, mede ontworpen door Dr. Bertoni, zou kunnen leiden tot aanzienlijk lagere productiekosten, wat slechts één voorbeeld is van hoe de halfgeleidergeesten in Arizona de huidige AI-uitdagingen aanpakken.
De overstap van traditionele materialen voor het maken van chips naar opkomende opties zoals siliciumcarbide en galliumnitride kan ook helpen het energieverbruik en de afvalwarmte te verminderen en de prestaties van toekomstige chipgeneraties te verbeteren, zegt Arno Merkle, CEO van Crystal Sonic.
“We passen onze technologie heel erg toe om een beter gebruik van dat materiaal mogelijk te maken, zodat deze nieuwe toepassingen echt kunnen bloeien en versnellen”, zegt Merkle. “En we kijken uit naar een decennium of twee waarin de technologie evolueert en nog meer gespecialiseerde materialen gebruikt om chips te maken, [zoals] diamant.”
Halfgeleiderbedrijven hebben behoefte aan een constante aanvoer van geschoolde en betrokken werknemers. De ACA en industriële partners hebben het Future48 Workforce Accelerator-programma ontwikkeld om aan die vraag te voldoen. Het programma is gedeeltelijk ontworpen voor de tweejarige hogescholen in Arizona en simuleert de workflow van een echte chipfabriek en is gemodelleerd naar een succesvol initiatief dat is ontworpen om de groei van de productie van elektrische voertuigen te stimuleren.
“Er zijn tientallen leiders op het gebied van personeelsontwikkeling uit het hele land naar deze [trainings]faciliteiten gekomen”, zegt Patrick Ptak, Executive Vice President van Executive Initiatives bij de ACA. “En meestal komen ze uit [het programma] en wachten ze op een interview bij een van de industriële partners.”
Adequate en betrouwbare stroomvoorziening – die zowel de bestaande behoeften als de groeiende AI-datacenters ondersteunt – is een landelijke zorg. Uit een recent rapport blijkt dat technologiebedrijven ermee instemmen om op verzoek van nutsbedrijven vrijwillig het verbruik in hun datacenters te verminderen.
Op een bepaald niveau is dit een kwestie van natuurkunde:geavanceerde AI-installaties gebruiken duizenden GPU's tegelijkertijd voor leer- en verwerkingstaken. Elke GPU moet van stroom worden voorzien, en alles wat van stroom wordt voorzien, genereert noodzakelijkerwijs afvalwarmte.
Ptak zegt dat de ACA van mening is dat Arizona voor dit moment is gebouwd, daarbij verwijzend naar recente federale gegevens waaruit blijkt dat de staat in 2024 87,5 minuten aan stroomonderbrekingen kende, het op een na laagste in het land en bijna een zevende van het nationale gemiddelde van meer dan tien uur.
"Halfgeleidercapaciteit op deze schaal vereist een even enorme energie-infrastructuur. Die basis maakt al het andere mogelijk", zegt Ruiz. “Van het gouverneurskantoor tot nutsbedrijven en de particuliere industrie:Arizona heeft doelbewust de infrastructuur gebouwd die nodig is voor de volgende generatie innovatie.”
Ruiz zegt dat het zorgen voor een robuuste infrastructuur het gedeelde doel van de industrie ondersteunt:het creëren van een stabiele AI-toeleveringsketen, die onderwijs, productie, bediening en levering omvat.
“Deze leveranciers zijn pioniers in de VS en hun groei zal versnellen naarmate de rest van het land eraan werkt om het tempo te volgen dat we in Arizona zien”, zegt hij.
Merkle merkt op dat “technologie voor harde natuurwetenschappen op voorhand ongelooflijk duur is en riskant om te ontwikkelen”, en dat de investeringen die oprichters moeten doen om een idee van de grond te krijgen niet te vermijden zijn. ACA-subsidies waren van cruciaal belang om de innovatieve processen van Crystal Sonic voorbij het whiteboard-stadium te krijgen, zegt hij.
“[ACA] bood … de flexibiliteit om een deel van ons werk echt in de ene of de andere richting te benadrukken, of om ook meer commerciële bedrijfsontwikkelingsactiviteiten te ondernemen”, zegt hij.
Als leidende staat Arizona bevond Arizona zich in een ideale positie om vroeg en resoluut op te treden op basis van aanbevelingen, door in de eerste maanden na de lancering van NSER verschillende grote samenwerkingen uit te voeren om barrières weg te nemen.
“Er was een knelpunt voor innovators en startups om geavanceerde apparatuur te gebruiken om hun producten te testen”, zegt Ptak. Om dit probleem op te lossen, zegt hij dat de ACA meer dan 100 miljoen dollar heeft toegewezen om professionals te voorzien van echte apparatuur en faciliteiten voor gebruik op drie van de staatsuniversiteiten.
“Het kantoor van de gouverneur heeft, via de particuliere sector, nutsbedrijven en groepen voor economische ontwikkeling, veel tijd besteed om ervoor te zorgen dat we de infrastructuur opbouwen die nodig is voor wat we de volgende generatie innovatie zouden noemen.”
Bij publiek-private faciliteiten zoals ASU’s MacroTechnology Works kunnen academici en professionals uit de industrie samenwerken aan nieuwe oplossingen. “De halfgeleidersector kent doorgaans een extreem hoge toetredingsdrempel als het gaat om de kapitaalkosten van machines en apparatuur”, zegt Ruiz. “Gedeelde faciliteiten en cleanrooms stellen bedrijven in staat te innoveren zonder de volledige kosten van die infrastructuur te dragen.”
In de MacroTechnology Works-faciliteit van de Arizona State University, een van de grootste universitaire R&D-faciliteiten op het gebied van micro-elektronica in de Verenigde Staten.
Staatsuniversiteit van Arizona
Er zullen onvermijdelijk nieuwe uitdagingen voor de sector ontstaan naarmate AI zich blijft ontwikkelen. In Arizona heeft Ruiz er vertrouwen in dat voortdurende samenwerking en partnerschap tussen de industrie, onderzoeksuniversiteiten en maatschappelijke leiders het heden en de toekomst van de technologie zullen aangaan.
“Het succes van NSER is geworteld in een diepgaande betrokkenheid van de sector, en daar blijven we op voortbouwen”, zegt hij.
Merkle van Crystal Sonic vat de toekomstgerichte status van Arizona treffend samen:
“We zouden ons bedrijf eigenlijk niet op een betere fysieke locatie kunnen plaatsen dan waar we nu zijn.”
Weten welke schulden u moet vermijden bij het beheren van uw financiën
Kun je naar een geldautomaat gaan zonder je creditcard?
Roth IRA versus 401 (k):welke moet u kiezen?
Is uw eigendom beschadigd geraakt door een orkaan? Zo dient u een verzekeringsclaim in
Wat is een draadrouteringsnummer?
Is een advocaat u geld schuldig?
We pakken al uw IRA-vragen aan, van rollovers tot conversies tot achterdeurbijdragen, met Jean Chatzky en IRA-expert Ed Slott.