El ecosistema de inteligencia artificial de Arizona:impulsando la innovación y el crecimiento económico

Ryan Ruiz, vicepresidente ejecutivo de desarrollo empresarial de la Autoridad de Comercio de Arizona (ACA), imagina un futuro en el que la IA sea tan fundamental para los negocios como la electricidad.

“La inteligencia artificial realmente impulsará todos los sectores de la economía”, dice Ruiz, cuyo equipo en la ACA (la principal organización de desarrollo económico de Arizona) encabeza el crecimiento industrial del estado impulsado por la IA.

El enorme potencial de la IA se ve frenado por una grave escasez de hardware semiconductor especializado, incluidas GPU, memoria y almacenamiento, así como por un déficit crítico de talento técnico. Estas limitaciones de capital y mano de obra se han convertido en los principales obstáculos que obstaculizan la penetración global de la IA.

Mientras los líderes de la industria, los gobiernos y los educadores trabajan para abordar estos bloqueos, Arizona ya está brindando soluciones. Con profundas raíces en la fabricación y el diseño de semiconductores, prestigiosas universidades de ingeniería y un historial de gestión de rápido crecimiento, el estado está definiendo el camino a seguir para las industrias relacionadas con la IA.

Más adelante, descubra cómo las fortalezas de Arizona en infraestructura de innovación están ayudando a reducir la fricción que afecta el crecimiento de la IA.

1. Inversiones masivas e instalaciones de investigación de primer nivel están catalizando los avances en semiconductores

Durante más de siete décadas, con la actividad acelerada por la aprobación de la Ley CHIPS en 2022, Arizona ha competido por una posición de liderazgo global en el desarrollo y la fabricación de semiconductores.

Ruiz dice que la ACA lideró la publicación de la Hoja de Ruta Económica Nacional de Semiconductores (NSER), que establece objetivos específicos para la producción nacional de chips, así como iniciativas para cumplir objetivos a corto y largo plazo. Al mismo tiempo, la ACA ha realizado múltiples inversiones de ocho cifras en investigación y desarrollo y avance de la fuerza laboral, además de facilitar la creación de nuevas empresas en sus primeras etapas.

La ACA informa que docenas de empresas que representan todas las etapas del desarrollo, fabricación y embalaje de semiconductores han establecido o ampliado sus operaciones en Arizona recientemente. La inversión está liderada por Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), que ha anunciado 165 mil millones de dólares para construir seis plantas de fabricación de vanguardia, conocidas como “fabs”, dos instalaciones de embalaje avanzado y un importante centro de investigación y desarrollo.

La ACA también está invirtiendo estratégicamente en la fuerza laboral y la infraestructura del estado, incluidos $35,5 millones para el Centro de Nano Fabricación de la Universidad de Arizona, que también incluye una asociación con colegios comunitarios.

Mientras tanto, una inversión de 47,5 millones de dólares en la Universidad Estatal de Arizona (ASU) habilitará un laboratorio de investigación, desarrollo y creación de prototipos, el primero en su tipo, para respaldar la fabricación de obleas y el envasado de chips de próxima generación.

Un investigador posa en el Centro de Nanofabricación de la Universidad de Arizona, una instalación de fabricación de usos múltiples para que científicos, nuevas empresas y empresas privadas investiguen, experimenten, desarrollen, creen prototipos y produzcan productos.

Universidad de Arizona

2. Las empresas emergentes dicen que la infraestructura de Arizona hace que sea más fácil escalar y tener éxito

Mariana Bertoni, Ph.D., es solo una de las recientes historias de éxito de semiconductores y líderes emergentes de Arizona. Como profesora de ingeniería en ASU, la Dra. Bertoni desarrolló procesos de fabricación de chips de próxima generación que ahora está ampliando en Crystal Sonic, la startup que cofundó y dirige como directora de tecnología.

"ASU me brindó una excelente plataforma para realizar pruebas... incluso como profesora muy joven... [y] simplemente seguir algunas ideas locas", dice.

Hoy, esos ambiciosos experimentos apuntan a la realidad actual de la fabricación de semiconductores. Según Crystal Sonic, hasta el 95% de la materia prima utilizada en la fabricación de chips se desecha como producto de desecho. Reducir los desechos con el sistema de corte de obleas de próxima generación codiseñado por el Dr. Bertoni podría conducir a una reducción sustancial de los costos de fabricación, lo cual es solo un ejemplo de cómo las mentes semiconductoras de Arizona abordan los desafíos actuales de la IA.

Pasar de los materiales tradicionales para la fabricación de chips a opciones emergentes como el carburo de silicio y el nitruro de galio también puede ayudar a reducir el consumo de energía y el calor residual, así como mejorar el rendimiento de futuras generaciones de chips, afirma Arno Merkle, director ejecutivo de Crystal Sonic.

"Estamos aplicando nuestra tecnología en gran medida para facilitar una mejor utilización de ese material, de modo que estas nuevas aplicaciones realmente puedan florecer y acelerarse", dice Merkle. "Y estamos mirando dentro de una década o dos [hacia] dónde la tecnología está evolucionando y utilizando materiales aún más especializados para crear chips, [como] el diamante".

Las empresas de semiconductores necesitan un suministro constante de trabajadores capacitados y comprometidos. La ACA y los socios de la industria desarrollaron el programa Future48 Workforce Accelerator para satisfacer esa demanda. Diseñado en parte para las universidades de dos años de Arizona, el programa simula el flujo de trabajo de una sala limpia de una fábrica de chips real y se basa en una iniciativa exitosa diseñada para estimular el crecimiento en la fabricación de vehículos eléctricos.

"Hemos tenido docenas de líderes de desarrollo de la fuerza laboral de todo el país que vinieron y vieron estas instalaciones [de capacitación]", dice Patrick Ptak, vicepresidente ejecutivo de Iniciativas Ejecutivas de la ACA. "Y, la mayoría de las veces, salen [del programa] y les espera una entrevista en uno de los socios de la industria".

3. La sólida red energética de Arizona puede impulsar la innovación de próxima generación

El suministro de energía adecuado y confiable, que satisfaga las necesidades existentes, así como los florecientes centros de datos de IA, es una preocupación en todo el país. Un informe reciente indica que las empresas de tecnología están acordando reducir voluntariamente el consumo en sus centros de datos a pedido de las empresas de servicios públicos.

En cierto nivel, esto es una cuestión de física:las instalaciones avanzadas de IA ejecutan miles de GPU simultáneamente en tareas de aprendizaje y procesamiento. Cada GPU debe estar alimentada, y cualquier cosa que esté alimentada necesariamente genera calor residual.

Ptak dice que la ACA cree que Arizona fue construida para este momento, citando datos federales recientes que muestran que en 2024, el estado experimentó 87,5 minutos de interrupciones de energía, la segunda más baja del país y casi una séptima parte del promedio nacional de más de diez horas.

"La capacidad de semiconductores a esta escala requiere una infraestructura energética igualmente masiva. Esa base es la que permite todo lo demás", afirma Ruiz. "Desde la Oficina del Gobernador hasta los servicios públicos y la industria privada, Arizona ha sido intencional en la construcción de la infraestructura necesaria para la próxima generación de innovación".

Ruiz dice que garantizar una infraestructura sólida respalda el objetivo compartido de la industria de crear una cadena de suministro de IA estable, que abarque educación, fabricación, operación y entrega.

"Estos proveedores son los primeros en actuar en EE. UU. y su crecimiento se acelerará a medida que el resto del país trabaje para igualar el ritmo que estamos viendo en Arizona", afirma.

4. Las sólidas asociaciones público-privadas respaldan el nuevo crecimiento

Merkle señala que “la tecnología de las ciencias físicas duras es increíblemente costosa desde el principio y su desarrollo es arriesgado”, y que no se pueden evitar las inversiones que los fundadores deben hacer para hacer despegar una idea. Las subvenciones de la ACA fueron vitales para que los procesos innovadores de Crystal Sonic pasaran de la etapa de pizarra, afirma.

"[ACA] brindó... la flexibilidad para realmente enfatizar parte de nuestro trabajo en una dirección u otra, o también realizar más actividades de desarrollo comercial", dice.

Como estado de Arizona líder en la convocatoria, Arizona estaba en una posición ideal para actuar temprana y decisivamente sobre las recomendaciones, poniendo a prueba varias colaboraciones importantes en los primeros meses del lanzamiento de NSER para aliviar las barreras.

"Hubo un obstáculo para que los innovadores y las nuevas empresas utilizaran equipos de vanguardia para probar sus productos", dice Ptak. Para ayudar a resolver esto, dice que la ACA asignó más de $100 millones que se destinaron a proporcionar a los profesionales equipos e instalaciones del mundo real para su uso en tres de las universidades del estado.

"La oficina del gobernador, a través de la industria privada, los socios de servicios públicos y los grupos de desarrollo económico han dedicado mucho tiempo a asegurarse de que estamos construyendo la infraestructura necesaria para lo que llamaríamos la próxima generación de innovación".

En instalaciones público-privadas como MacroTechnology Works de ASU, académicos y profesionales de la industria pueden colaborar en nuevas soluciones. "El espacio de los semiconductores suele tener una barrera de entrada extremadamente alta cuando se trata de costos de capital de maquinaria y equipo", dice Ruiz. "Las instalaciones compartidas y las salas limpias permiten a las empresas innovar sin asumir el coste total de esa infraestructura".

Dentro de las instalaciones MacroTechnology Works de la Universidad Estatal de Arizona, una de las instalaciones universitarias de I+D en microelectrónica más grandes de los Estados Unidos.

Universidad Estatal de Arizona

Por qué Arizona está forjando la próxima frontera del éxito de la IA

Inevitablemente, habrá nuevos desafíos en la industria a medida que la IA continúe evolucionando. En Arizona, Ruiz confía en que la colaboración y asociación continua entre la industria, las universidades de investigación y los líderes cívicos harán frente al presente y al futuro de la tecnología.

"El éxito de NSER se basa en un profundo compromiso de la industria, y seguimos aprovechando eso", afirma.

Merkle de Crystal Sonic resume claramente el futuro de Arizona:

"Realmente no podríamos ubicar nuestra empresa en una mejor ubicación física que la que tenemos hoy".