L'écosystème de l'IA de l'Arizona :stimuler l'innovation et la croissance économique

Mariana Bertoni, Ph.D., n’est que l’une des récentes réussites et leaders émergents de l’Arizona dans le domaine des semi-conducteurs. En tant que professeur d'ingénierie à l'ASU, le Dr Bertoni a développé des processus de fabrication de puces de nouvelle génération qu'elle met désormais à l'échelle chez Crystal Sonic, la startup qu'elle a cofondée et qu'elle dirige en tant que directrice de la technologie.

"L'ASU m'a donné une excellente plateforme pour tester... même en tant que professeur très débutant... [et] suivre des idées folles", dit-elle.

Aujourd’hui, ces expérimentations ambitieuses ciblent la réalité actuelle de la fabrication de semi-conducteurs. Selon Crystal Sonic, jusqu'à 95 % des matières premières utilisées dans la fabrication des puces sont jetées comme déchets. Réduire les déchets grâce au système de découpe de tranches de nouvelle génération co-conçu par le Dr Bertoni pourrait conduire à une réduction substantielle des coûts de fabrication, ce qui n'est qu'un exemple de la manière dont les esprits des semi-conducteurs de l'Arizona relèvent les défis actuels de l'IA.

Passer des matériaux traditionnels de fabrication de puces à des options émergentes telles que le carbure de silicium et le nitrure de gallium peut également contribuer à réduire la consommation d'énergie et la chaleur perdue, ainsi qu'à améliorer les performances des futures générations de puces, déclare Arno Merkle, PDG de Crystal Sonic.

« Nous utilisons beaucoup notre technologie pour faciliter une meilleure utilisation de ce matériau, afin que ces nouvelles applications puissent vraiment s'épanouir et s'accélérer », explique Merkle. "Et nous envisageons dans une décennie ou deux l'évolution de la technologie et l'utilisation de matériaux encore plus spécialisés pour créer des puces, [comme] le diamant."

Les entreprises de semi-conducteurs ont besoin d’un approvisionnement constant en travailleurs formés et engagés. L'ACA et les partenaires industriels ont développé le programme Future48 Workforce Accelerator pour répondre à cette demande. Conçu en partie pour les universités de deux ans de l'Arizona, le programme simule le flux de travail d'une véritable salle blanche de fabrication de puces et s'inspire d'une initiative réussie conçue pour stimuler la croissance dans la fabrication de véhicules électriques.

« Des dizaines de leaders en développement de la main-d'œuvre de partout au pays sont venus voir ces installations [de formation] », explique Patrick Ptak, vice-président exécutif des initiatives exécutives à l'ACA. "Et, la plupart du temps, ils sortent [du programme] et ont un entretien en attente chez l'un des partenaires industriels."

3. Le réseau énergétique robuste de l’Arizona peut alimenter l’innovation de nouvelle génération

Une fourniture d’énergie adéquate et fiable – qui répond aux besoins existants ainsi qu’aux centres de données d’IA en plein essor – est une préoccupation à l’échelle nationale. Un rapport récent indique que les entreprises technologiques acceptent de réduire volontairement la consommation de leurs centres de données à la demande des sociétés de services publics.

À un certain niveau, c'est une question de physique :les installations avancées d'IA exécutent des milliers de GPU simultanément sur des tâches d'apprentissage et de traitement. Chaque GPU doit être alimenté, et tout ce qui est alimenté génère nécessairement de la chaleur perdue.

Ptak affirme que l'ACA estime que l'Arizona a été construit pour ce moment, citant des données fédérales récentes montrant qu'en 2024, l'État a connu 87,5 minutes de coupures de courant, le deuxième plus bas du pays et près d'un septième de la moyenne nationale de plus de dix heures.

"La capacité des semi-conducteurs à cette échelle nécessite une infrastructure énergétique tout aussi massive. Cette base est ce qui permet tout le reste", explique Ruiz. « Du bureau du gouverneur aux services publics en passant par l'industrie privée, l'Arizona a eu l'intention de construire l'infrastructure nécessaire à la prochaine génération d'innovation. »

Ruiz affirme que garantir une infrastructure robuste soutient l’objectif commun de l’industrie consistant à créer une chaîne d’approvisionnement stable en IA, couvrant l’éducation, la fabrication, l’exploitation et la livraison.

"Ces fournisseurs sont les premiers à intervenir aux États-Unis, et leur croissance va s'accélérer à mesure que le reste du pays s'efforcera de suivre le rythme que nous observons en Arizona", dit-il.

4. De solides partenariats public-privé soutiennent une nouvelle croissance

Merkle note que « la technologie des sciences physiques dures est incroyablement coûteuse au départ et risquée à développer » et qu’il est impossible d’éviter les investissements que les fondateurs doivent faire pour faire décoller une idée. Les subventions de l’ACA ont été essentielles pour faire passer les processus innovants de Crystal Sonic au-delà du stade du tableau blanc, dit-il.

« [ACA] nous a fourni… la flexibilité nécessaire pour vraiment mettre l'accent sur une partie de notre travail dans un sens ou dans l'autre, ou pour mener également davantage d'activités de développement commercial », dit-il.

En tant que principal État organisateur de l’Arizona, l’Arizona était idéalement placé pour agir rapidement et de manière décisive sur les recommandations, en pilotant plusieurs grandes collaborations au cours des premiers mois du lancement du NSER pour éliminer les obstacles.

"Il y avait un goulot d'étranglement qui empêchait les innovateurs et les startups d'utiliser des équipements de pointe pour tester leurs produits", explique Ptak. Pour aider à résoudre ce problème, il affirme que l'ACA a alloué plus de 100 millions de dollars pour fournir aux professionnels des équipements et des installations du monde réel destinés à être utilisés dans trois des universités de l'État.

« Le bureau du gouverneur, en passant par le secteur privé, les partenaires des services publics et les groupes de développement économique, ont consacré beaucoup de temps pour s'assurer que nous construisons l'infrastructure nécessaire à ce que nous appellerions la prochaine génération d'innovation. »

Dans des installations publiques-privées telles que MacroTechnology Works d’ASU, les universitaires et les professionnels de l’industrie peuvent collaborer sur de nouvelles solutions. "Le secteur des semi-conducteurs se heurte généralement à une barrière à l'entrée extrêmement élevée en ce qui concerne les coûts d'investissement en machines et équipements", explique Ruiz. "Les installations partagées et les salles blanches permettent aux entreprises d'innover sans supporter le coût total de cette infrastructure."

À l'intérieur des installations MacroTechnology Works de l'Arizona State University, l'une des plus grandes installations universitaires de R&D en microélectronique aux États-Unis.

Université d'État de l'Arizona

Pourquoi l'Arizona trace la prochaine frontière du succès de l'IA

Il y aura inévitablement de nouveaux défis pour l’industrie à mesure que l’IA continue d’évoluer. En Arizona, Ruiz est convaincu que la collaboration et le partenariat continus entre l'industrie, les universités de recherche et les dirigeants civiques répondront au présent et à l'avenir de la technologie.

« Le succès du NSER repose sur un engagement profond de l’industrie, et nous continuons de bâtir sur cela », dit-il.

Merkle de Crystal Sonic résume clairement l'avenir de l'Arizona :

"Nous ne pouvions pas vraiment placer notre entreprise dans un meilleur emplacement physique que celui où nous nous trouvons aujourd'hui."