애리조나주의 주요 경제 개발 조직인 ACA의 팀이 애리조나주의 AI 기반 산업 성장을 주도하고 있는 Ruiz는 "인공 지능은 실제로 경제의 모든 부문에 힘을 실어줄 것입니다."라고 말합니다.
AI의 막대한 잠재력은 GPU, 메모리, 스토리지를 포함한 특수 반도체 하드웨어의 심각한 부족과 기술 인재의 심각한 부족으로 인해 제한됩니다. 이러한 자본 및 노동 제한은 글로벌 AI 보급을 방해하는 주요 병목 현상이 되었습니다.
업계 리더, 정부 및 교육자가 이러한 막힘을 해결하기 위해 노력하는 동안 애리조나는 이미 솔루션을 제공하고 있습니다. 반도체 제조 및 설계 분야의 깊은 뿌리, 유명한 공과대학, 급속한 성장 관리의 역사를 바탕으로 주는 AI 관련 산업의 발전 방향을 정의하고 있습니다.
앞으로 애리조나주의 혁신 인프라 강점이 AI 성장에 영향을 미치는 마찰을 줄이는 데 어떻게 도움이 되는지 알아보세요.
2022년 CHIPS 법 통과로 활동이 가속화되면서 70년 넘게 애리조나주는 반도체 개발 및 제조 분야에서 글로벌 리더십 위치를 놓고 경쟁해 왔습니다.
Ruiz는 ACA가 국내 칩 생산에 대한 구체적인 목표와 단기 및 장기 목표를 달성하기 위한 계획을 설정하는 NSER(National Semiconductor Economic Roadmap)의 발행을 주도했다고 말했습니다. 동시에 ACA는 초기 단계의 스타트업을 촉진하는 동시에 연구 개발 및 인력 발전에 수십억 달러 규모의 투자를 진행했습니다.
ACA는 반도체 개발, 제조 및 패키징의 모든 단계를 대표하는 수십 개의 회사가 최근 애리조나에 사업장을 설립하거나 확장했다고 보고합니다. 이번 투자는 TSMC(Taiwan Semiconductor Manufacturing Company)가 주도하며, "팹"으로 알려진 6개의 첨단 제조 공장, 2개의 고급 패키징 시설 및 주요 연구 개발 센터를 건설하기 위해 1,650억 달러를 투자했다고 발표했습니다.
ACA는 또한 커뮤니티 칼리지와의 파트너십을 포함하여 애리조나 대학의 나노 제조 센터에 3,550만 달러를 포함하여 주의 인력 및 인프라에 전략적으로 투자하고 있습니다.
한편, 애리조나 주립대학교(ASU)에 4,750만 달러를 투자하면 차세대 웨이퍼 제조 및 칩 패키징을 지원하는 최초의 연구, 개발 및 프로토타입 제작 연구소가 가능해질 것입니다.
한 연구원이 과학자, 신생 기업 및 민간 기업 모두가 연구, 실험, 개발, 프로토타입 및 제품 생산을 할 수 있는 다목적 제조 시설인 애리조나 대학교 나노 제조 센터에서 포즈를 취하고 있습니다.
애리조나대학교
Mariana Bertoni 박사는 애리조나주의 최근 반도체 성공 사례이자 신흥 리더 중 한 명입니다. ASU의 엔지니어링 교수인 Bertoni 박사는 현재 자신이 공동 창립하고 최고 기술 책임자(CTO)로 이끌고 있는 스타트업인 Crystal Sonic에서 확장하고 있는 차세대 칩 제조 프로세스를 개발했습니다.
"ASU는 아주 어린 교수로서도 실제로 테스트를 할 수 있는 훌륭한 플랫폼을 제공했으며... [그리고] 몇 가지 미친 아이디어를 따라갈 수 있었습니다."라고 그녀는 말합니다.
오늘날 이러한 야심찬 실험은 반도체 제조의 현재 현실을 겨냥하고 있습니다. Crystal Sonic에 따르면 칩 제조에 사용되는 원자재의 95%가 폐기물로 버려집니다. Bertoni 박사가 공동 설계한 차세대 웨이퍼 절단 시스템으로 폐기물을 줄이면 제조 비용이 크게 절감될 수 있습니다. 이는 애리조나의 반도체 정신이 오늘날의 AI 과제를 어떻게 해결하는지 보여주는 한 예일 뿐입니다.
Crystal Sonic의 CEO인 Arno Merkle는 전통적인 칩 제조 재료에서 실리콘 카바이드 및 갈륨 질화물과 같은 새로운 옵션으로 전환하면 전력 소비와 폐열을 줄이고 미래 칩 세대의 성능을 향상시키는 데 도움이 될 수 있다고 말합니다.
Merkle은 “우리는 해당 재료의 더 나은 활용을 촉진하기 위해 우리의 기술을 매우 많이 적용하고 있으며, 이를 통해 이러한 새로운 응용이 실제로 꽃피우고 가속화될 수 있습니다.”라고 말했습니다. "그리고 우리는 10~20년 후에는 기술이 발전하여 다이아몬드와 같은 칩을 만들기 위해 훨씬 더 특수한 재료를 사용하게 될 것을 내다보고 있습니다."
반도체 회사에는 훈련을 받고 참여하는 인력을 꾸준히 공급해야 합니다. ACA와 업계 파트너는 이러한 요구를 충족하기 위해 Future48 Workforce Accelerator 프로그램을 개발했습니다. 애리조나주의 2년제 대학을 위해 부분적으로 설계된 이 프로그램은 실제 칩 제조 클린룸의 작업 흐름을 시뮬레이션하고 전기 자동차 제조의 성장을 촉진하기 위해 고안된 성공적인 계획을 모델로 삼았습니다.
ACA의 경영 이니셔티브 담당 부사장인 Patrick Ptak은 "전국에서 수십 명의 인력 개발 리더들이 와서 이러한 [훈련] 시설을 견학했습니다."라고 말했습니다. "그리고 대부분의 경우 [프로그램에서] 나와서 업계 파트너 중 한 곳에서 인터뷰를 기다리게 됩니다."
기존 요구 사항과 급성장하는 AI 데이터 센터를 지원하는 적절하고 안정적인 전력 공급은 전국적인 관심사입니다. 최근 보고서에 따르면 기술 회사들은 유틸리티 회사의 요청에 따라 데이터 센터의 소비를 자발적으로 줄이는 데 동의하고 있습니다.
어떤 면에서 이것은 물리학의 문제입니다. 고급 AI 설치는 학습 및 처리 작업에서 수천 개의 GPU를 동시에 실행합니다. 각 GPU에는 전원이 공급되어야 하며, 전원이 공급되는 모든 것은 필연적으로 폐열을 발생시킵니다.
Ptak은 ACA가 애리조나주가 2024년에 87.5분의 정전 시간을 겪었다는 연방 데이터를 인용하면서 애리조나주가 이 순간을 위해 건설되었다고 믿는다고 말했습니다. 이는 전국에서 두 번째로 낮고 전국 평균인 10시간 이상의 거의 7분의 1에 해당합니다.
"이 정도 규모의 반도체 용량에는 똑같이 막대한 에너지 인프라가 필요합니다. 이러한 기반이 다른 모든 것을 가능하게 합니다."라고 Ruiz는 말합니다. "주지사 사무실부터 유틸리티 및 민간 산업에 이르기까지 애리조나는 차세대 혁신에 필요한 인프라를 구축하려는 의도를 갖고 있었습니다."
Ruiz는 강력한 인프라를 보장하는 것이 교육, 제조, 운영 및 배송을 포괄하는 안정적인 AI 공급망을 구축하려는 업계의 공동 목표를 지원한다고 말합니다.
"이러한 공급업체는 미국의 퍼스트 무버이며 나머지 국가도 애리조나에서 보고 있는 속도에 맞춰 노력함에 따라 이들의 성장은 가속화될 것입니다."라고 그는 말합니다.
Merkle은 "하드 물리 과학 기술은 초기 비용이 엄청나게 비싸고 개발하기 위험하다"며 아이디어를 시작하기 위해 창업자가 해야 하는 투자를 피할 수 없다고 지적합니다. ACA 보조금은 Crystal Sonic의 혁신적인 프로세스가 화이트보드 단계를 통과하는 데 매우 중요했다고 그는 말합니다.
"[ACA]는 우리 작업의 일부를 한 방향 또는 다른 방향으로 실제로 강조하거나 더 많은 상업적 비즈니스 개발 활동을 수행할 수 있는 유연성을 제공했습니다."라고 그는 말합니다.
애리조나주를 주도하는 주로서 애리조나는 권고 사항에 대해 초기에 단호하게 행동할 수 있는 이상적인 위치에 있었으며 NSER 출시 첫 달에 장벽을 완화하기 위해 여러 대규모 협력을 시험했습니다.
Ptak은 “혁신가와 스타트업이 최첨단 장비를 사용하여 제품을 테스트하는 데 병목 현상이 발생했습니다.”라고 말합니다. 그는 이 문제를 해결하기 위해 ACA가 주 내 3개 대학에서 사용할 수 있는 실제 장비와 시설을 전문가에게 제공하는 데 1억 달러 이상을 할당했다고 말했습니다.
"지사실은 민간 산업, 유틸리티 파트너, 경제 개발 그룹을 통해 차세대 혁신에 필요한 인프라를 구축하는 데 많은 시간을 투자했습니다."
ASU의 MacroTechnology Works와 같은 공공-민간 시설에서는 학계 및 업계 전문가들이 새로운 솔루션을 위해 협력할 수 있습니다. “반도체 분야는 일반적으로 기계 및 장비의 자본 비용 측면에서 진입 장벽이 매우 높습니다.”라고 Ruiz는 말합니다. “공유 시설과 클린룸을 통해 기업은 인프라 비용 전액을 부담하지 않고도 혁신을 이룰 수 있습니다.”
미국 최대 규모의 대학 기반 마이크로전자공학 R&D 시설 중 하나인 애리조나 주립대학교 MacroTechnology Works 시설 내부.
애리조나 주립대학교
AI가 계속 발전함에 따라 필연적으로 새로운 산업 과제가 발생할 것입니다. 애리조나에서 Ruiz는 업계, 연구 대학 및 시민 지도자 간의 지속적인 협력과 파트너십이 기술의 현재와 미래를 충족할 것이라고 확신합니다.
“NSER의 성공은 업계의 깊은 참여에 뿌리를 두고 있으며 우리는 이를 계속해서 발전시켜 나가고 있습니다.”라고 그는 말합니다.
Crystal Sonic의 Merkle은 애리조나의 미래 지향적 상태를 다음과 같이 명확하게 요약합니다.
"실제로 우리 회사를 현재보다 더 나은 물리적 위치에 둘 수는 없었습니다."