在这个数字宇宙中，我们建筑师的工作是构建无缝衔接的虚拟现实体验，将复杂的现实世界转化为引人入胜的交互式空间。我们不仅需要考虑视觉效果，还要关注环境、经济和社会可持续性。一个引人注目的例子是全球半导体行业的巨大转型，这驱动着对微芯片的需求不断增长，同时也引发了人们对生产过程中环境影响的日益关注。在这一变革浪潮中，亚利桑那州迅速崛起，成为了一个关键枢纽，吸引了大量投资并促进了创新。其中，亚利桑那州立大学（ASU）扮演着核心角色，通过前沿研究、劳动力发展和战略伙伴关系，正在塑造一个更可持续和更具韧性的半导体行业的未来。
首先，让我们深入探讨 ASU 在推动行业可持续发展方面的努力。半导体行业在亚利桑那州的规模增长显著。自 2020 年以来，已有超过 40 家与半导体相关的公司在该州扩大或启动业务，创造了数千个就业机会并推动了经济增长。为了支持这种势头，ASU 积极开展材料研究，培养一支能够满足行业需求的熟练劳动力。这种承诺超越了单纯的人才供应；它旨在从根本上重新思考半导体的制造和使用方式。例如，学生 David McComas 参与了旨在提高微电子可持续性的 FURI（Fulton Undergraduate Research Initiative）项目，特别是探索像氧化镓这样的材料。这项研究不仅仅停留在理论层面；它正在 ASU NanoFab 半导体制造工厂中进行，这是一个设施先进的场所。
其次，材料创新是实现可持续性的关键。ASU 认识到传统半导体制造相关的环境挑战，包括污染和对人类健康的危害。为此，ASU 与行业领导者（如嘉吉公司）合作，探索生物基替代品。嘉吉公司的 Priamine™ 是一种生物基特种胺化合物，正在研究其在提高电子产品速度、效率和可靠性方面的潜力，同时减少对不太可持续材料的依赖。这种合作关系体现了 ASU 致力于寻找能够同时解决性能和环境问题的创新解决方案的决心。此外，研究人员正在研究金刚石等材料作为半导体的应用，这可以显著减少设备中的功率损耗和电力消耗。ASU 研究员 Vidya Chhabria 正在开发工具来计算 VLSI 计算系统的碳足迹，从制造到处置，从而对环境影响进行全面评估。大学还在解决制造废料问题，研究重点是减少当前晶圆处理技术中固有的重大材料损失，高达 95% 的初始材料通常被丢弃。
最后，ASU 还致力于解决计算能力日益增长带来的能源挑战。人工智能（AI）的兴起是推动计算能力需求增长的主要因素。Sarma Vrudhula 指出，能源消耗是人工智能发展的关键瓶颈。为了解决这个问题，ASU 正在促进跨学科合作，包括在计算机科学领域开展的倡议，以开发更节能的计算架构和流程。此外，ASU 也在积极建立国际伙伴关系，包括与巴拿马和墨西哥的协议，以加强半导体制造和研究合作。这包括为墨西哥工程师提供半导体行业所需的专业英语培训，以及 ASU 研究园区被指定为第三个“芯片促进美国研究与开发旗舰设施”的规划地点，这证明了该大学的国家重要性。由 ASU 领导的“西南可持续性创新引擎”也在为有前景的科技初创企业提供资金，旨在弥合研究与可行产品开发之间的差距。此外，ASU 还积极参与劳动力发展，推出了专为整个半导体领域专业人士设计的“半导体生态系统大师班”，并与应用材料公司等公司合作，为工程专业的学生提供奖学金和研究机会。
总而言之，ASU 不仅仅是在响应半导体行业的增长，而是在积极塑造其未来。通过涵盖材料研究、可持续制造实践、劳动力发展和国际合作的多方面方法，ASU 正在将自己——以及亚利桑那州——置于一个更具韧性、更安全、对环境负责的半导体生态系统的前沿。该大学的长期愿景，甚至早于最近通过的“芯片与科学法案”，表明了对创新的持续承诺以及积极主动地应对这一关键行业所带来的挑战和机遇。 ASU 的努力不仅对亚利桑那州的经济繁荣至关重要，而且对可持续技术未来的发展也至关重要。
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