Ryan Ruiz, vice vd för affärsutveckling vid Arizona Commerce Authority (ACA), föreställer sig en framtid där AI är lika grundläggande för affärer som elektricitet.

"Artificiell intelligens kommer verkligen att driva varje sektor i ekonomin", säger Ruiz, vars team vid ACA – Arizonas ledande ekonomiska utvecklingsorganisation – går i spetsen för statens AI-drivna industriella tillväxt.

AI:s enorma potential stryps av allvarliga brister på specialiserad halvledarhårdvara, inklusive GPU:er, minne och lagring samt ett kritiskt underskott av teknisk talang. Dessa kapital- och arbetsbegränsningar har blivit de primära flaskhalsarna som hindrar global AI-penetration.

Eftersom branschledare, regeringar och utbildare arbetar för att ta itu med dessa blockeringar, levererar Arizona redan lösningar. Med djupa rötter i halvledartillverkning och design, berömda tekniska universitet och en historia av att hantera snabb tillväxt, definierar staten vägen framåt för AI-relaterade industrier.

Lär dig hur Arizonas styrkor inom innovationsinfrastruktur hjälper till att minska friktionen som påverkar AI-tillväxten.

1. Massiva investeringar och forskningsanläggningar i världsklass katalyserar halvledarframsteg

I mer än sju decennier, med aktiviteten accelererad genom 2022 års godkännande av CHIPS Act, har Arizona tävlat om en global ledande position inom halvledarutveckling och tillverkning.

Ruiz säger att ACA-ledde publiceringen av National Semiconductor Economic Roadmap (NSER), som anger specifika mål för inhemsk chipproduktion samt initiativ för att möta kort- och långsiktiga mål. Samtidigt har ACA gjort flera åttasiffriga investeringar i forskning och utveckling och avancemang av arbetskraft, tillsammans med att underlätta startups i tidiga skeden.

ACA rapporterar att dussintals företag som representerar varje steg av halvledarutveckling, tillverkning och förpackning har etablerat eller utökat sin verksamhet i Arizona nyligen. Investeringen leds av Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), som har aviserat 165 miljarder dollar för att bygga sex ledande tillverkningsanläggningar – kända som "fabs" – två avancerade förpackningsanläggningar och ett stort forsknings- och utvecklingscenter.

ACA investerar också strategiskt i statens arbetskraft och infrastruktur, inklusive 35,5 miljoner dollar för University of Arizonas Nano Fabrication Center, som också inkluderar ett partnerskap med community colleges.

Samtidigt kommer en investering på 47,5 miljoner USD vid Arizona State University (ASU) att möjliggöra ett förstklassigt forsknings-, utvecklings- och prototyplabb för att stödja nästa generations wafertillverkning och chipförpackning.

En forskare poserar vid University of Arizona Nano Fabrication Center, en mångsidig tillverkningsanläggning för både forskare, nystartade företag och privata företag för att forska, experimentera, utveckla, prototyper och producera produkter.

University of Arizona

2. Nystartade företag säger att Arizonas infrastruktur gör det lättare att skala och lyckas

Mariana Bertoni, Ph.D., är bara en av Arizonas senaste framgångshistorier för halvledarframgång och framväxande ledare. Som ingenjörsprofessor vid ASU utvecklade Dr. Bertoni nästa generations chiptillverkningsprocesser som hon nu skalar på vid Crystal Sonic, startupen hon var med och grundade och leder som teknisk chef.

"ASU gav mig en fantastisk plattform för att faktiskt bara testa ... även som en mycket junior professor ... [och] bara följa några galna idéer", säger hon.

Idag är dessa ambitiösa experiment inriktade på den nuvarande verkligheten av halvledartillverkning. Så mycket som 95 % av råmaterialet som används vid flistillverkning kasseras som restprodukt, enligt Crystal Sonic. Att minska slöseriet med nästa generations wafer-skärningssystem som samdesignats av Dr. Bertoni kan leda till avsevärt minskade tillverkningskostnader, vilket bara är ett exempel på hur Arizonas halvledarhjärnor tacklar dagens AI-utmaningar.

Att gå från traditionella spåntillverkningsmaterial till nya alternativ som kiselkarbid och galliumnitrid kan också bidra till att minska energiförbrukningen och spillvärme samt förbättra prestandan för framtida spångenerationer, säger Arno Merkle, Crystal Sonics VD.

"Vi använder vår teknik väldigt mycket för att underlätta ett bättre utnyttjande av det materialet, så att dessa nya applikationer verkligen kan blomma ut och accelerera", säger Merkle. "Och vi ser ut ett eller två decennier framåt [till] där tekniken utvecklas och använder ännu mer specialiserade material för att skapa marker, [som] diamant."

Halvledarföretag behöver en stadig tillgång på utbildade och engagerade arbetare. ACA och industripartner utvecklade Future48 Workforce Accelerator-programmet för att tillgodose denna efterfrågan. Programmet är delvis designat för Arizonas tvååriga högskolor och simulerar arbetsflödet i ett riktigt chipfab-renrum och är utformat efter ett framgångsrikt initiativ utformat för att stimulera tillväxten inom tillverkning av elfordon.

"Vi har haft dussintals ledare för arbetskraftsutveckling från hela landet som kommit ut och sett dessa [utbildnings] anläggningar", säger Patrick Ptak, Executive Vice President för Executive Initiatives på ACA. "Och för det mesta kommer de ut [ur programmet] och har en intervju som väntar hos en av branschpartnerna."

3. Arizonas robusta energinät kan driva nästa generations innovation

Adekvat och pålitlig kraftleverans – som stöder befintliga behov såväl som växande AI-datacenter – är ett landsomfattande problem. En färsk rapport visar att teknikföretag går med på att frivilligt minska förbrukningen vid sina datacenter på begäran från energiföretag.

På någon nivå är detta en fråga om fysik – avancerade AI-installationer kör tusentals GPU:er samtidigt på inlärnings- och bearbetningsuppgifter. Varje GPU måste drivas, och allt som drivs genererar nödvändigtvis spillvärme.

Ptak säger att ACA tror att Arizona byggdes för detta ögonblick, med hänvisning till färska federala data som visar att 2024 upplevde staten 87,5 minuters strömavbrott, den näst lägsta i landet och nästan en sjundedel av det nationella genomsnittet på mer än tio timmar.

"Halvledarkapacitet i denna skala kräver lika massiv energiinfrastruktur. Den grunden är vad som möjliggör allt annat", säger Ruiz. "Från guvernörens kontor till allmännyttiga företag och privat industri har Arizona varit avsiktligt med att bygga den infrastruktur som krävs för nästa generations innovation."

Ruiz säger att säkerställande av robust infrastruktur stödjer branschens gemensamma mål att skapa en stabil AI-försörjningskedja, som omfattar utbildning, tillverkning, drift och leverans.

"Dessa leverantörer är nybörjare i USA, och deras tillväxt kommer att accelerera när resten av landet arbetar för att matcha den takt vi ser i Arizona", säger han.

4. Starka offentlig-privata partnerskap stödjer ny tillväxt

Merkle noterar att "hård fysikalisk teknik är otroligt dyr i förväg och riskabel att utveckla", och att det inte går att undvika de investeringar som grundarna måste göra för att få en idé igång. ACA-bidrag var avgörande för att få Crystal Sonics innovativa processer förbi whiteboardstadiet, säger han.

"[ACA] gav ... flexibiliteten att verkligen betona en del av vårt arbete i den ena eller andra riktningen, eller också göra mer kommersiella affärsutvecklingsaktiviteter", säger han.

Som den ledande sammankallande delstaten Arizona, var Arizona idealiskt positionerat för att agera tidigt och beslutsamt på rekommendationer, och testade flera stora samarbeten under de första månaderna av NSER:s lansering för att lätta på barriärer.

"Det fanns en flaskhals för innovatörer och nystartade företag att använda avancerad utrustning för att testa sina produkter", säger Ptak. För att hjälpa till att lösa det säger han att ACA tilldelade över 100 miljoner dollar som gick till att förse proffs med verklig utrustning och faciliteter för användning vid tre av statens universitet.

"Guvernörens kontor, hela vägen genom privat industri, energipartners och ekonomiska utvecklingsgrupper har lagt ner mycket tid på att se till att vi bygger den infrastruktur som behövs för vad vi skulle kalla nästa generations innovation."

På offentlig-privata anläggningar som ASU:s MacroTechnology Works kan akademiker och branschfolk samarbeta om nya lösningar. "Halvledarutrymmet har vanligtvis en extremt hög inträdesbarriär när det kommer till kapitalkostnader för maskiner och utrustning," säger Ruiz. "Delade faciliteter och rena rum tillåter företag att förnya sig utan att bära hela kostnaden för den infrastrukturen."

Inuti Arizona State University MacroTechnology Works-anläggningen, en av de största universitetsbaserade forsknings- och utvecklingsanläggningarna för mikroelektronik i USA.

Arizona State University

Varför Arizona skapar nästa gräns för AI-framgång

Det kommer oundvikligen att finnas nya branschutmaningar när AI fortsätter att utvecklas. I Arizona är Ruiz övertygad om att pågående samarbete och partnerskap mellan industri, forskningsuniversitet och samhällsledare kommer att möta teknikens nutid och framtid.

"NSERs framgång är rotad i djupt engagemang inom branschen, och vi fortsätter att bygga vidare på det", säger han.

Crystal Sonics Merkle sammanfattar Arizonas framtida status på ett tydligt sätt:

"Vi kunde egentligen inte placera vårt företag på en bättre fysisk plats än där vi är idag."