«Искусственный интеллект действительно станет движущей силой каждого сектора экономики», — говорит Руис, чья команда в ACA — ведущей организации экономического развития Аризоны — возглавляет промышленный рост штата, основанный на искусственном интеллекте.
Огромный потенциал искусственного интеллекта сдерживается острой нехваткой специализированного полупроводникового оборудования, включая графические процессоры, память и хранилище, а также критическим дефицитом технических специалистов. Эти ограничения капитала и рабочей силы стали основными узкими местами, препятствующими глобальному проникновению ИИ.
Пока лидеры отрасли, правительства и преподаватели работают над устранением этих препятствий, Аризона уже предлагает решения. Имея глубокие корни в производстве и проектировании полупроводников, знаменитые инженерные университеты и историю быстрого роста, штат определяет путь вперед для отраслей, связанных с искусственным интеллектом.
Далее вы узнаете, как сильные стороны Аризоны в области инновационной инфраструктуры помогают уменьшить препятствия, влияющие на развитие ИИ.
На протяжении более семи десятилетий, благодаря принятию в 2022 году Закона о чипах, Аризона боролась за глобальное лидерство в разработке и производстве полупроводников.
Руис говорит, что ACA возглавила публикацию Национальной экономической дорожной карты полупроводников (NSER), которая устанавливает конкретные цели для внутреннего производства чипов, а также инициативы для достижения краткосрочных и долгосрочных целей. Одновременно с этим ACA сделало множество восьмизначных инвестиций в исследования и разработки, а также в развитие рабочей силы, а также в поддержку стартапов на ранних стадиях.
ACA сообщает, что десятки компаний, представляющих все этапы разработки, производства и упаковки полупроводников, недавно открыли или расширили свою деятельность в Аризоне. Инвестиции возглавляет Тайваньская компания по производству полупроводников (TSMC), которая объявила о выделении 165 миллиардов долларов на строительство шести передовых производственных предприятий, известных как «фабрики», двух передовых упаковочных предприятий и крупного центра исследований и разработок.
ACA также стратегически инвестирует в рабочую силу и инфраструктуру штата, в том числе 35,5 миллионов долларов в Центр нанопроизводства Университета Аризоны, который также включает партнерство с местными колледжами.
Между тем, инвестиции в размере 47,5 миллионов долларов США в Университет штата Аризона (ASU) позволят создать первую в своем роде лабораторию исследований, разработок и прототипирования для поддержки производства пластин и упаковки чипов нового поколения.
Исследователь позирует в Центре нанопроизводства Университета Аризоны – многофункциональном производственном комплексе, где ученые, стартапы и частные предприятия могут проводить исследования, экспериментировать, разрабатывать, создавать прототипы и производить продукцию.
Университет Аризоны
Мариана Бертони, доктор философии, — лишь одна из недавних историй успеха в области полупроводников и новых лидеров Аризоны. Будучи профессором инженерного дела в АГУ, доктор Бертони разработала процессы производства чипов нового поколения, которые она сейчас масштабирует в Crystal Sonic, стартапе, который она соучредила и возглавляет в качестве технического директора.
«АГУ предоставил мне отличную платформу, чтобы просто тестировать… даже будучи очень младшим профессором… [и] просто следовать некоторым сумасшедшим идеям», — говорит она.
Сегодня эти амбициозные эксперименты нацелены на нынешнюю реальность производства полупроводников. По данным Crystal Sonic, до 95% сырья, используемого при производстве чипов, выбрасывается как отходы. Сокращение отходов с помощью системы резки пластин нового поколения, разработанной совместно с доктором Бертони, может привести к существенному снижению производственных затрат, и это лишь один пример того, как полупроводниковые умы Аризоны решают сегодняшние проблемы искусственного интеллекта.
Переход от традиционных материалов для изготовления чипов к новым вариантам, таким как карбид кремния и нитрид галлия, также может помочь снизить энергопотребление и тепловыделение, а также повысить производительность будущих поколений чипов, говорит Арно Меркл, генеральный директор Crystal Sonic.
«Мы активно применяем нашу технологию, чтобы облегчить более эффективное использование этого материала, чтобы эти новые приложения могли действительно развиваться и ускоряться», — говорит Меркл. «И мы смотрим на десятилетие или два вперед, где технология будет развиваться и использовать еще более специализированные материалы для создания чипов, [таких как] алмаз».
Полупроводниковым компаниям необходим постоянный приток обученных и увлеченных работников. ACA и отраслевые партнеры разработали программу Future48 Workforce Accelerator, чтобы удовлетворить этот спрос. Разработанная частично для двухгодичных колледжей Аризоны, программа имитирует рабочий процесс настоящей чистой комнаты по производству микросхем и основана на успешной инициативе, направленной на стимулирование роста производства электромобилей.
«Десятки лидеров по развитию рабочей силы со всей страны пришли посмотреть на эти [учебные] помещения», — говорит Патрик Птак, исполнительный вице-президент по исполнительным инициативам ACA. «И в большинстве случаев они выходят [из программы] и ждут собеседования у одного из отраслевых партнеров».
Адекватное и надежное энергоснабжение, которое поддерживает существующие потребности, а также растущие центры обработки данных искусственного интеллекта, является проблемой всей страны. Недавний отчет показывает, что технологические компании соглашаются добровольно сократить потребление в своих центрах обработки данных по запросу коммунальных компаний.
На каком-то уровне это вопрос физики:передовые установки искусственного интеллекта одновременно используют тысячи графических процессоров для выполнения задач обучения и обработки. Каждый графический процессор должен быть запитан, а все, что подключено к питанию, неизбежно выделяет тепло.
Птак говорит, что ACA считает, что Аризона была построена для этого момента, ссылаясь на недавние федеральные данные, показывающие, что в 2024 году в штате наблюдались перебои в подаче электроэнергии продолжительностью 87,5 минут, что является вторым самым низким показателем в стране и почти одной седьмой от среднего показателя по стране, составляющего более десяти часов.
"Производство полупроводников такого масштаба требует столь же массивной энергетической инфраструктуры. Именно этот фундамент обеспечивает все остальное", - говорит Руис. «От администрации губернатора до коммунальных предприятий и частного сектора Аризона намерена создать инфраструктуру, необходимую для инноваций следующего поколения».
Руис говорит, что обеспечение надежной инфраструктуры поддерживает общую цель отрасли по созданию стабильной цепочки поставок ИИ, охватывающей обучение, производство, эксплуатацию и доставку.
«Эти поставщики являются первопроходцами в США, и их рост будет ускоряться по мере того, как остальная часть страны будет работать в соответствии с темпами, которые мы наблюдаем в Аризоне», — говорит он.
Меркл отмечает, что «технологии точных физических наук невероятно дороги изначально и рискованны в разработке», и что невозможно избежать инвестиций, которые основатели должны сделать, чтобы воплотить идею в жизнь. Гранты ACA были жизненно важны для того, чтобы инновационные процессы Crystal Sonic прошли стадию доски, говорит он.
«[ACA] предоставил… возможность по-настоящему подчеркнуть часть нашей работы в том или ином направлении, а также заняться более коммерческими мероприятиями по развитию бизнеса», — говорит он.
Будучи ведущим штатом Аризоны, Аризона имела идеальные возможности для раннего и решительного реагирования на рекомендации, запустив несколько крупных проектов сотрудничества в первые месяцы запуска NSER для смягчения барьеров.
«У новаторов и стартапов возникла проблема с использованием новейшего оборудования для тестирования своей продукции», — говорит Птак. Чтобы помочь решить эту проблему, по его словам, ACA выделило более 100 миллионов долларов, которые пошли на обеспечение профессионалов реальным оборудованием и оборудованием для использования в трех университетах штата.
«Администрация губернатора, а также частный сектор, партнеры по коммунальным предприятиям и группы экономического развития потратили много времени, чтобы убедиться, что мы создаем инфраструктуру, необходимую для того, что мы бы назвали инновациями следующего поколения».
В государственно-частных учреждениях, таких как MacroTechnology Works АГУ, ученые и специалисты отрасли могут сотрудничать в разработке новых решений. «Сфера полупроводников обычно имеет чрезвычайно высокий входной барьер, когда речь идет о капитальных затратах на машины и оборудование», — говорит Руис. «Общие помещения и чистые помещения позволяют компаниям внедрять инновации, не неся при этом полную стоимость этой инфраструктуры».
Внутри завода MacroTechnology Works Университета штата Аризона, одного из крупнейших университетских центров исследований и разработок в области микроэлектроники в Соединенных Штатах.
Университет штата Аризона
По мере дальнейшего развития ИИ неизбежно возникнут новые проблемы в отрасли. В Аризоне Руис уверен, что продолжающееся сотрудничество и партнерство между промышленностью, исследовательскими университетами и общественными лидерами будет соответствовать настоящему и будущему технологий.
«Успех NSER основан на глубоком взаимодействии с отраслью, и мы продолжаем его развивать», — говорит он.
Меркл из Crystal Sonic многозначительно подводит итог перспективному статусу Аризоны:
«На самом деле мы не могли бы разместить нашу компанию в лучшем физическом месте, чем то, где мы находимся сегодня».