"Kunstig intelligens kommer virkelig til at drive enhver sektor i økonomien," siger Ruiz, hvis team hos ACA - Arizonas førende økonomiske udviklingsorganisation - står i spidsen for statens AI-drevne industrielle vækst.
AI’s enorme potentiale er dæmpet af alvorlig mangel på specialiseret halvlederhardware, herunder GPU'er, hukommelse og lagring samt et kritisk underskud af teknisk talent. Disse kapital- og arbejdsbegrænsninger er blevet de primære flaskehalse, der hindrer global AI-penetration.
Mens industriledere, regeringer og undervisere arbejder på at løse disse blokeringer, leverer Arizona allerede løsninger. Med dybe rødder i fremstilling og design af halvledere, berømte ingeniøruniversiteter og en historie med styring af hurtig vækst, er staten ved at definere vejen frem for AI-relaterede industrier.
Foreløbig kan du lære, hvordan Arizonas styrker inden for innovationsinfrastruktur hjælper med at reducere friktion, der påvirker AI-vækst.
I mere end syv årtier, med aktivitet fremskyndet af 2022-passagen af CHIPS Act, har Arizona kæmpet om en global lederposition inden for halvlederudvikling og fremstilling.
Ruiz siger, at ACA-ledede offentliggørelse af National Semiconductor Economic Roadmap (NSER), som sætter specifikke mål for indenlandsk chipproduktion samt initiativer til at nå kort- og langsigtede mål. Sideløbende har ACA foretaget flere ottecifrede investeringer i forskning og udvikling og fremme af arbejdsstyrken, sammen med at lette startups i de tidlige stadier.
ACA rapporterer, at snesevis af virksomheder, der repræsenterer alle stadier af halvlederudvikling, -produktion og -pakning, har etableret eller udvidet aktiviteter i Arizona for nylig. Investeringen ledes af Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), som har annonceret $165 milliarder til at bygge seks førende fabrikationsanlæg - kendt som "fabs" - to avancerede pakkefaciliteter og et stort forsknings- og udviklingscenter.
ACA investerer også strategisk i statens arbejdsstyrke og infrastruktur, herunder $35,5 millioner til University of Arizonas Nano Fabrication Center, som også inkluderer et partnerskab med community colleges.
I mellemtiden vil en investering på 47,5 millioner USD ved Arizona State University (ASU) muliggøre et første af sin slags forsknings-, udviklings- og prototypelaboratorium til at understøtte næste generations wafer-fremstilling og chippakning.
En forsker poserer ved University of Arizona Nano Fabrication Center, et multi-anvende fabrikationsanlæg for videnskabsmænd, startups og private virksomheder for at forske, eksperimentere, udvikle, prototype og producere produkter.
University of Arizona
Mariana Bertoni, Ph.D., er blot en af Arizonas seneste halvledersucceshistorier og nye ledere. Som ingeniørprofessor ved ASU udviklede Dr. Bertoni næste generations chipfremstillingsprocesser, som hun nu skalerer hos Crystal Sonic, den startup, hun var med til at stifte og leder som teknologichef.
"ASU gav mig en fantastisk platform til faktisk bare at teste ... selv som en meget junior professor ... [og] bare følge nogle skøre ideer," siger hun.
I dag er disse ambitiøse eksperimenter rettet mod den nuværende virkelighed inden for halvlederfremstilling. Hele 95 % af det råmateriale, der bruges til spånfremstilling, kasseres som affaldsprodukt, ifølge Crystal Sonic. At reducere spild med næste generations wafer-skæringssystem, der er co-designet af Dr. Bertoni, kan føre til væsentligt reducerede produktionsomkostninger, hvilket blot er et eksempel på, hvordan Arizonas halvledersind takler nutidens AI-udfordringer.
At flytte fra traditionelle spånfremstillingsmaterialer til nye muligheder som siliciumcarbid og galliumnitrid kan også hjælpe med at reducere strømforbruget og spildvarmen samt forbedre ydeevnen for fremtidige spångenerationer, siger Arno Merkle, Crystal Sonics administrerende direktør.
"Vi anvender vores teknologi rigtig meget for at lette en bedre udnyttelse af det materiale, så disse nye applikationer virkelig kan blomstre og accelerere," siger Merkle. "Og vi ser ud et årti eller to frem [til], hvor teknologien udvikler sig, og vi bruger endnu mere specialiserede materialer til at skabe chips, [som] diamant."
Halvledervirksomheder har brug for en konstant forsyning af uddannede og engagerede arbejdere. ACA og industripartnere udviklede Future48 Workforce Accelerator-programmet for at imødekomme denne efterspørgsel. Programmet er til dels designet til Arizonas to-årige colleges og simulerer arbejdsgangen i et ægte chip-fab-renrum og er modelleret på et succesfuldt initiativ designet til at stimulere væksten i fremstilling af elektriske køretøjer.
"Vi har haft snesevis af arbejdsstyrkeudviklingsledere fra hele landet til at komme ud og se disse [trænings] faciliteter," siger Patrick Ptak, Executive Vice President for Executive Initiatives hos ACA. "Og det meste af tiden kommer de ud [af programmet] og har et interview, der venter hos en af industriens partnere."
Tilstrækkelig og pålidelig strømforsyning – som understøtter eksisterende behov såvel som spirende AI-datacentre – er et landsdækkende problem. En nylig rapport viser, at teknologivirksomheder er enige om frivilligt at reducere forbruget i deres datacentre efter anmodning fra forsyningsselskaber.
På et eller andet niveau er dette et spørgsmål om fysik - avancerede AI-installationer kører tusindvis af GPU'er samtidig med indlærings- og behandlingsopgaver. Hver GPU skal have strøm, og alt, der er drevet, genererer nødvendigvis spildvarme.
Ptak siger, at ACA mener, at Arizona blev bygget til dette øjeblik, med henvisning til nylige føderale data, der viser, at staten i 2024 oplevede 87,5 minutters strømafbrydelser, det næstlaveste i landet og næsten en syvendedel af det nationale gennemsnit på mere end ti timer.
"Halvlederkapacitet i denne skala kræver lige så massiv energiinfrastruktur. Det fundament er det, der muliggør alt andet," siger Ruiz. "Fra guvernørens kontor til forsyningsselskaber og privat industri har Arizona været bevidst om at bygge den infrastruktur, der kræves til den næste generation af innovation."
Ruiz siger, at sikring af robust infrastruktur understøtter industriens fælles mål om at skabe en stabil AI-forsyningskæde, der spænder over uddannelse, fremstilling, drift og levering.
"Disse leverandører er first movere i USA, og deres vækst vil accelerere, efterhånden som resten af landet arbejder på at matche det tempo, vi ser i Arizona," siger han.
Merkle bemærker, at "hård naturvidenskabelig teknologi er utrolig dyr på forhånd og risikabelt at udvikle," og at man ikke kan undgå de investeringer, grundlæggerne skal foretage for at få en idé i gang. ACA-bevillinger var afgørende for at få Crystal Sonics innovative processer forbi whiteboard-stadiet, siger han.
"[ACA] gav … fleksibiliteten til virkelig at understrege noget af vores arbejde i den ene eller den anden retning, eller også lave mere kommercielle forretningsudviklingsaktiviteter," siger han.
Som den førende indkaldende stat Arizona, var Arizona ideelt placeret til at handle tidligt og beslutsomt på anbefalinger, og piloterede flere store samarbejder i de første måneder af NSERs lancering for at lette barriererne.
"Der var en flaskehals for innovatører og startups til at bruge avanceret udstyr til at teste deres produkter," siger Ptak. For at hjælpe med at løse det, siger han, at ACA allokerede over 100 millioner dollars, som gik til at give fagfolk virkelig udstyr og faciliteter til brug på tre af statens universiteter.
"Guvernørens kontor, hele vejen gennem den private industri, forsyningspartnere og økonomiske udviklingsgrupper har brugt meget tid på at sikre, at vi bygger den nødvendige infrastruktur til, hvad vi vil kalde den næste generation af innovation."
På offentlig-private faciliteter som ASU's MacroTechnology Works kan akademikere og branchefolk samarbejde om nye løsninger. "Halvlederrummet har typisk en ekstrem høj adgangsbarriere, når det kommer til kapitalomkostninger til maskiner og udstyr," siger Ruiz. "Delte faciliteter og rene rum giver virksomheder mulighed for at innovere uden at bære de fulde omkostninger ved den infrastruktur."
Inde i Arizona State University MacroTechnology Works-faciliteten, en af de største universitetsbaserede mikroelektronik-F&U-faciliteter i USA.
Arizona State University
Der vil uundgåeligt være nye brancheudfordringer, efterhånden som AI fortsætter med at udvikle sig. I Arizona er Ruiz overbevist om, at det løbende samarbejde og partnerskab mellem industri, forskningsuniversiteter og civile ledere vil møde teknologiens nutid og fremtid.
"NSERs succes er forankret i dybt brancheengagement, og vi fortsætter med at bygge videre på det," siger han.
Crystal Sonics Merkle opsummerer Arizonas fremtid-fremad status på en skarp måde:
"Vi kunne virkelig ikke placere vores virksomhed et bedre fysisk sted, end hvor vi er i dag."