Ekosistem AI Arizona:Mendorong Inovasi &Pertumbuhan Ekonomi

Ryan Ruiz, wakil presiden eksekutif pengembangan bisnis di Arizona Commerce Authority (ACA), membayangkan masa depan di mana AI sama pentingnya dengan listrik dalam bisnis.

“Kecerdasan buatan benar-benar akan menggerakkan setiap sektor perekonomian,” kata Ruiz, yang timnya di ACA – organisasi pembangunan ekonomi terkemuka di Arizona – mempelopori pertumbuhan industri yang didorong oleh AI di negara bagian tersebut.

Potensi AI yang besar dibatasi oleh kekurangan yang parah pada perangkat keras semikonduktor khusus, termasuk GPU, memori, dan penyimpanan, serta kurangnya sumber daya teknis. Keterbatasan modal dan tenaga kerja ini telah menjadi hambatan utama yang menghambat penetrasi AI global.

Ketika para pemimpin industri, pemerintah, dan pendidik berupaya mengatasi hambatan ini, Arizona telah memberikan solusi. Dengan latar belakang yang kuat dalam manufaktur dan desain semikonduktor, universitas teknik ternama, dan sejarah dalam mengelola pertumbuhan pesat, negara bagian ini menentukan jalur ke depan bagi industri terkait AI.

Ke depan, pelajari bagaimana kekuatan Arizona dalam infrastruktur inovasi membantu mengurangi hambatan yang memengaruhi pertumbuhan AI.

1. Investasi Besar-besaran dan Fasilitas Penelitian Kelas Dunia Mengkatalisasi Kemajuan Semikonduktor

Selama lebih dari tujuh dekade, dengan aktivitas yang dipercepat dengan disahkannya Undang-Undang CHIPS pada tahun 2022, Arizona telah bersaing untuk mendapatkan posisi kepemimpinan global dalam pengembangan dan manufaktur semikonduktor.

Ruiz mengatakan ACA memimpin publikasi Peta Jalan Ekonomi Semikonduktor Nasional (NSER), yang menetapkan target spesifik untuk produksi chip dalam negeri serta inisiatif untuk mencapai tujuan jangka pendek dan jangka panjang. Pada saat yang sama, ACA telah melakukan beberapa investasi senilai delapan digit dalam penelitian &pengembangan dan kemajuan tenaga kerja, serta memfasilitasi startup tahap awal.

ACA melaporkan bahwa lusinan perusahaan yang mewakili setiap tahap pengembangan, manufaktur, dan pengemasan semikonduktor telah mendirikan atau memperluas operasi di Arizona baru-baru ini. Investasi ini dipimpin oleh Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), yang telah mengumumkan $165 miliar untuk membangun enam pabrik fabrikasi terdepan – yang dikenal sebagai “fabs” – dua fasilitas pengemasan canggih dan pusat penelitian &pengembangan besar.

ACA juga melakukan investasi strategis pada tenaga kerja dan infrastruktur di negara bagian tersebut, termasuk $35,5 juta untuk Pusat Fabrikasi Nano Universitas Arizona, yang juga mencakup kemitraan dengan community college.

Sementara itu, investasi senilai $47,5 juta di Arizona State University (ASU) akan memungkinkan laboratorium penelitian, pengembangan, dan pembuatan prototipe pertama untuk mendukung manufaktur wafer dan pengemasan chip generasi berikutnya.

Seorang peneliti berpose di Pusat Fabrikasi Nano Universitas Arizona, sebuah fasilitas fabrikasi serba guna bagi para ilmuwan, perusahaan rintisan, dan perusahaan swasta untuk meneliti, bereksperimen, mengembangkan, membuat prototipe, dan memproduksi produk.

Universitas Arizona

2. Startup Mengatakan Infrastruktur Arizona Mempermudah Skalanya, Dan Mencapai Kesuksesan

Mariana Bertoni, Ph.D., hanyalah salah satu kisah sukses semikonduktor Arizona baru-baru ini dan para pemimpin baru. Sebagai profesor teknik di ASU, Dr. Bertoni mengembangkan proses manufaktur chip generasi berikutnya yang kini ia tingkatkan di Crystal Sonic, perusahaan rintisan yang ia dirikan dan pimpin sebagai chief technology officer.

“ASU memberi saya platform yang bagus untuk sekadar menguji… bahkan sebagai profesor yang masih sangat junior… [dan] hanya mengikuti beberapa ide gila,” katanya.

Saat ini, eksperimen ambisius tersebut menargetkan realitas manufaktur semikonduktor saat ini. Sebanyak 95% bahan mentah yang digunakan dalam pembuatan chip dibuang sebagai produk limbah, menurut Crystal Sonic. Mengurangi limbah dengan sistem pemotongan wafer generasi berikutnya yang dirancang bersama oleh Dr. Bertoni dapat mengurangi biaya produksi secara signifikan, yang merupakan salah satu contoh bagaimana pemikiran semikonduktor Arizona mengatasi tantangan AI saat ini.

Beralih dari bahan pembuat chip tradisional ke opsi baru seperti silikon karbida dan galium nitrida juga dapat membantu mengurangi konsumsi daya dan membuang panas serta meningkatkan kinerja generasi chip masa depan, kata Arno Merkle, CEO Crystal Sonic.

“Kami menerapkan teknologi kami untuk memfasilitasi pemanfaatan material tersebut dengan lebih baik, sehingga penerapan baru ini benar-benar dapat berkembang dan dipercepat,” kata Merkle. “Dan kami menantikan satu atau dua dekade ke depan [ke] saat teknologi berkembang dan menggunakan bahan yang lebih khusus untuk membuat chip, [seperti] berlian.”

Perusahaan semikonduktor membutuhkan pasokan pekerja yang terlatih dan terlibat. ACA dan mitra industri mengembangkan program Future48 Workforce Accelerator untuk memenuhi permintaan tersebut. Dirancang sebagian untuk perguruan tinggi dua tahun di Arizona, program ini menyimulasikan alur kerja ruang bersih yang benar-benar hebat dan meniru inisiatif sukses yang dirancang untuk memacu pertumbuhan manufaktur kendaraan listrik.

“Kami telah kedatangan puluhan pemimpin pengembangan tenaga kerja dari seluruh negeri dan melihat fasilitas [pelatihan] ini,” kata Patrick Ptak, Wakil Presiden Eksekutif Inisiatif Eksekutif di ACA. “Dan, seringkali, mereka keluar [dari program] dan menunggu wawancara di salah satu mitra industri.”

3. Jaringan Energi Arizona yang Kuat Dapat Mendukung Inovasi Generasi Berikutnya

Penyaluran listrik yang memadai dan andal – yang mendukung kebutuhan saat ini serta pusat data AI yang sedang berkembang – menjadi perhatian seluruh negara. Laporan terbaru menunjukkan bahwa perusahaan teknologi setuju untuk secara sukarela mengurangi konsumsi pusat data mereka berdasarkan permintaan dari perusahaan utilitas.

Pada tingkat tertentu, ini adalah masalah fisika — instalasi AI tingkat lanjut menjalankan ribuan GPU secara bersamaan dalam tugas pembelajaran dan pemrosesan. Setiap GPU harus diberi daya, dan apa pun yang diberi daya pasti akan menghasilkan panas yang terbuang.

Ptak mengatakan ACA percaya bahwa Arizona dibangun untuk momen ini, mengutip data federal baru-baru ini yang menunjukkan bahwa pada tahun 2024, negara bagian tersebut mengalami pemadaman listrik selama 87,5 menit, terendah kedua di Amerika dan hampir sepertujuh rata-rata nasional yang lebih dari sepuluh jam.

"Kapasitas semikonduktor pada skala ini memerlukan infrastruktur energi yang sama besarnya. Fondasi itulah yang memungkinkan hal lainnya," kata Ruiz. “Dari Kantor Gubernur hingga utilitas dan industri swasta, Arizona sengaja membangun infrastruktur yang diperlukan untuk inovasi generasi berikutnya.”

Ruiz mengatakan memastikan infrastruktur yang kuat mendukung tujuan bersama industri dalam menciptakan rantai pasokan AI yang stabil, yang mencakup pendidikan, manufaktur, pengoperasian, dan pengiriman.

“Pemasok ini merupakan penggerak pertama di AS, dan pertumbuhan mereka akan meningkat seiring dengan upaya negara-negara lain untuk menyamai kecepatan yang kita lihat di Arizona,” katanya.

4. Kemitraan Pemerintah-Swasta yang Kuat Mendukung Pertumbuhan Baru

Merkle mencatat bahwa “teknologi ilmu fisika keras sangat mahal di muka, dan berisiko untuk dikembangkan,” dan bahwa investasi yang harus dilakukan para pendiri untuk mewujudkan idenya tidak dapat dihindari. Hibah ACA sangat penting untuk membuat proses inovatif Crystal Sonic melewati tahap papan tulis, katanya.

“[ACA] memberikan… fleksibilitas untuk benar-benar menekankan sebagian pekerjaan kami pada satu arah atau yang lain, atau melakukan lebih banyak aktivitas pengembangan bisnis komersial juga,” katanya.

Sebagai negara bagian Arizona yang memimpin pertemuan, Arizona secara ideal berada di posisi yang tepat untuk bertindak lebih awal dan tegas berdasarkan rekomendasi, dengan melakukan uji coba beberapa kolaborasi besar pada bulan-bulan pertama peluncuran NSER untuk meringankan hambatan.

“Ada hambatan bagi inovator dan startup dalam menggunakan peralatan mutakhir untuk menguji produk mereka,” kata Ptak. Untuk membantu mengatasi hal tersebut, katanya ACA mengalokasikan lebih dari $100 juta yang digunakan untuk menyediakan peralatan dan fasilitas nyata bagi para profesional untuk digunakan di tiga universitas negeri.

“Kantor gubernur, hingga industri swasta, mitra utilitas, dan kelompok pembangunan ekonomi telah menghabiskan banyak waktu untuk memastikan bahwa kami membangun infrastruktur yang diperlukan untuk apa yang kami sebut sebagai inovasi generasi berikutnya.”

Di fasilitas publik-swasta seperti MacroTechnology Works ASU, akademisi dan profesional industri dapat berkolaborasi dalam solusi baru. “Ruang semikonduktor biasanya memiliki hambatan masuk yang sangat tinggi dalam hal biaya modal mesin dan peralatan,” kata Ruiz. “Fasilitas bersama dan ruangan bersih memungkinkan perusahaan berinovasi tanpa harus menanggung seluruh biaya infrastruktur tersebut.”

Di dalam fasilitas MacroTechnology Works Arizona State University, salah satu fasilitas penelitian dan pengembangan mikroelektronika berbasis universitas terbesar di Amerika Serikat.

Universitas Negeri Arizona

Mengapa Arizona Menempa Garis Depan Kesuksesan AI

Pasti akan ada tantangan industri baru seiring dengan terus berkembangnya AI. Di Arizona, Ruiz yakin bahwa kolaborasi dan kemitraan yang berkelanjutan antara industri, universitas riset, dan pemimpin masyarakat akan memenuhi teknologi saat ini dan masa depan.

“Keberhasilan NSER berakar pada keterlibatan industri yang mendalam, dan kami terus mengembangkannya,” katanya.

Merkle dari Crystal Sonic merangkum status masa depan Arizona dengan jelas:

“Kami benar-benar tidak dapat menempatkan perusahaan kami di lokasi fisik yang lebih baik daripada saat ini.”