Ecossistema de IA do Arizona:impulsionando a inovação e o crescimento econômico

Ryan Ruiz, vice-presidente executivo de desenvolvimento de negócios da Arizona Commerce Authority (ACA), prevê um futuro onde a IA será tão fundamental para os negócios quanto a eletricidade.

“A inteligência artificial irá realmente impulsionar todos os sectores da economia”, afirma Ruiz, cuja equipa na ACA – a principal organização de desenvolvimento económico do Arizona – está a liderar o crescimento industrial do estado impulsionado pela IA.

O vasto potencial da IA é limitado pela grave escassez de hardware especializado em semicondutores, incluindo GPUs, memória e armazenamento, bem como por um défice crítico de talento técnico. Estas limitações de capital e trabalho tornaram-se os principais estrangulamentos que impedem a penetração global da IA.

À medida que os líderes da indústria, os governos e os educadores trabalham para resolver estes bloqueios, o Arizona já está a fornecer soluções. Com raízes profundas na fabricação e design de semicondutores, famosas universidades de engenharia e um histórico de gerenciamento de rápido crescimento, o estado está definindo o caminho a seguir para as indústrias relacionadas à IA.

A seguir, saiba como os pontos fortes do Arizona em infraestrutura de inovação estão ajudando a reduzir o atrito que afeta o crescimento da IA.

1. Investimentos maciços e instalações de pesquisa de classe mundial estão catalisando avanços em semicondutores

Por mais de sete décadas, com a atividade acelerada pela aprovação da Lei CHIPS em 2022, o Arizona correu para uma posição de liderança global no desenvolvimento e fabricação de semicondutores.

Ruiz diz que a ACA liderou a publicação do Roteiro Econômico Nacional de Semicondutores (NSER), que estabelece metas específicas para a produção doméstica de chips, bem como iniciativas para cumprir metas de curto e longo prazo. Ao mesmo tempo, a ACA fez vários investimentos de oito dígitos em pesquisa e desenvolvimento e no avanço da força de trabalho, além de facilitar startups em estágio inicial.



A ACA relata que dezenas de empresas representando todos os estágios de desenvolvimento, fabricação e embalagem de semicondutores estabeleceram ou expandiram recentemente suas operações no Arizona. O investimento é liderado pela Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), que anunciou US$ 165 bilhões para construir seis fábricas de fabricação de ponta – conhecidas como “fabs” – duas instalações de embalagens avançadas e um importante centro de pesquisa e desenvolvimento.

A ACA também está investindo estrategicamente na força de trabalho e na infraestrutura do estado, incluindo US$ 35,5 milhões para o Centro de Nano Fabricação da Universidade do Arizona, que também inclui uma parceria com faculdades comunitárias.

Enquanto isso, um investimento de US$ 47,5 milhões na Arizona State University (ASU) permitirá um laboratório de pesquisa, desenvolvimento e prototipagem inédito para apoiar a fabricação de wafers e embalagens de chips de próxima geração.



Um pesquisador posa no Centro de Nano Fabricação da Universidade do Arizona, uma instalação de fabricação multiuso para cientistas, startups e empresas privadas pesquisar, experimentar, desenvolver, prototipar e produzir produtos.

Universidade do Arizona

2. Startups afirmam que a infraestrutura do Arizona facilita o dimensionamento e o sucesso

Mariana Bertoni, Ph.D., é apenas uma das recentes histórias de sucesso de semicondutores e líderes emergentes do Arizona. Como professora de engenharia na ASU, a Dra. Bertoni desenvolveu processos de fabricação de chips de próxima geração que ela está agora ampliando na Crystal Sonic, a startup que ela cofundou e lidera como diretora de tecnologia.

“A ASU me deu uma ótima plataforma para realmente testar... mesmo sendo uma professora júnior... [e] apenas seguir algumas ideias malucas”, diz ela.

Hoje, essas experiências ambiciosas têm como alvo a realidade actual da produção de semicondutores. Até 95% da matéria-prima utilizada na fabricação de chips é descartada como resíduo, segundo a Crystal Sonic. A redução do desperdício com o sistema de corte de wafer de próxima geração, co-projetado pelo Dr. Bertoni, poderia levar a custos de fabricação substancialmente reduzidos, o que é apenas um exemplo de como as mentes semicondutoras do Arizona enfrentam os desafios atuais de IA.

Mudar de materiais tradicionais de fabricação de chips para opções emergentes como carboneto de silício e nitreto de gálio também pode ajudar a reduzir o consumo de energia e o desperdício de calor, bem como melhorar o desempenho das futuras gerações de chips, diz Arno Merkle, CEO da Crystal Sonic.

“Estamos aplicando muito nossa tecnologia para facilitar uma melhor utilização desse material, para que essas novas aplicações possam realmente florescer e acelerar”, diz Merkle. “E estamos olhando para uma ou duas décadas à frente [para] onde a tecnologia está evoluindo e usando materiais ainda mais especializados para criar chips, [como] diamante.”

As empresas de semicondutores precisam de um fornecimento constante de trabalhadores treinados e engajados. A ACA e parceiros industriais desenvolveram o programa Future48 Workforce Accelerator para satisfazer essa demanda. Projetado em parte para as faculdades de dois anos do Arizona, o programa simula o fluxo de trabalho de uma sala limpa real de uma fábrica de chips e é modelado em uma iniciativa bem-sucedida projetada para estimular o crescimento na fabricação de veículos elétricos.

“Tivemos dezenas de líderes de desenvolvimento de força de trabalho de todo o país que visitaram essas instalações [de treinamento]”, diz Patrick Ptak, Vice-Presidente Executivo de Iniciativas Executivas da ACA. “E, na maioria das vezes, eles saem [do programa] e têm uma entrevista aguardando em um dos parceiros do setor.”

3. A robusta rede energética do Arizona pode impulsionar a inovação da próxima geração

O fornecimento de energia adequado e confiável — que atende às necessidades existentes, bem como aos crescentes data centers de IA — é uma preocupação em todo o país. Um relatório recente indica que as empresas tecnológicas estão a concordar em reduzir voluntariamente o consumo nos seus centros de dados, mediante pedido das empresas de serviços públicos.

Em certo nível, isso é uma questão de física – instalações avançadas de IA executam milhares de GPUs simultaneamente em tarefas de aprendizagem e processamento. Cada GPU deve estar ligada, e qualquer coisa que esteja ligada necessariamente gera calor residual.

Ptak diz que a ACA acredita que o Arizona foi construído para este momento, citando dados federais recentes que mostram que em 2024, o estado sofreu 87,5 minutos de interrupções de energia, o segundo menor do país e quase um sétimo da média nacional de mais de dez horas.

"A capacidade de semicondutores nesta escala requer uma infraestrutura energética igualmente massiva. Essa base é o que permite todo o resto", diz Ruiz. “Desde o Gabinete do Governador até os serviços públicos e a indústria privada, o Arizona tem se empenhado em construir a infraestrutura necessária para a próxima geração de inovação.”

Ruiz diz que garantir uma infraestrutura robusta apoia o objetivo comum da indústria de criar uma cadeia de fornecimento de IA estável, abrangendo educação, fabricação, operação e entrega.

“Esses fornecedores são os pioneiros nos EUA e seu crescimento irá acelerar à medida que o resto do país trabalha para acompanhar o ritmo que estamos vendo no Arizona”, diz ele.

4. Fortes parcerias público-privadas apoiam novo crescimento

Merkle observa que “a tecnologia das ciências físicas pesadas é incrivelmente cara no início e arriscada de desenvolver” e que não há como evitar os investimentos que os fundadores devem fazer para tirar uma ideia do papel. As doações da ACA foram vitais para que os processos inovadores da Crystal Sonic ultrapassassem a fase do quadro branco, diz ele.

“[ACA] forneceu… a flexibilidade para realmente enfatizar parte do nosso trabalho em uma direção ou outra, ou também realizar mais atividades de desenvolvimento de negócios comerciais”, diz ele.

Como principal estado convocador do Arizona, o Arizona estava idealmente posicionado para agir precocemente e de forma decisiva nas recomendações, testando várias colaborações de grande porte nos primeiros meses do lançamento do NSER para aliviar as barreiras.

“Havia um gargalo para inovadores e startups usarem equipamentos de ponta para testar seus produtos”, diz Ptak. Para ajudar a resolver isso, ele diz que a ACA alocou mais de US$ 100 milhões que foram destinados ao fornecimento de equipamentos e instalações reais aos profissionais para uso em três universidades do estado.

“O gabinete do governador, até a indústria privada, os parceiros de serviços públicos e os grupos de desenvolvimento económico dedicaram muito tempo para garantir que estamos a construir a infraestrutura necessária para o que chamaríamos de próxima geração de inovação.”

Em instalações público-privadas como a MacroTechnology Works da ASU, acadêmicos e profissionais da indústria podem colaborar em novas soluções. “O espaço de semicondutores normalmente tem uma barreira de entrada extremamente alta quando se trata de custos de capital de máquinas e equipamentos”, diz Ruiz. “Instalações compartilhadas e salas limpas permitem que as empresas inovem sem arcar com o custo total dessa infraestrutura.”



Dentro das instalações MacroTechnology Works da Arizona State University, uma das maiores instalações de pesquisa e desenvolvimento em microeletrônica baseadas em universidades dos Estados Unidos.

Universidade Estadual do Arizona

Por que o Arizona está criando a próxima fronteira do sucesso da IA

Haverá inevitavelmente novos desafios na indústria à medida que a IA continua a evoluir. No Arizona, Ruiz está confiante de que a colaboração e parceria contínuas entre a indústria, universidades de pesquisa e líderes cívicos irão ao encontro do presente e do futuro da tecnologia.

“O sucesso do NSER está enraizado no profundo envolvimento da indústria e continuamos a desenvolver isso”, diz ele.

Merkle, da Crystal Sonic, resume claramente o status futuro do Arizona:

“Não poderíamos colocar nossa empresa, realmente, em uma localização física melhor do que onde estamos hoje.”