微芯片在全球范围内的需求持续飙升，同时，我们对半导体生产的环境影响的意识也日益增强。这种双重压力正在引发一场深刻的变革，重塑全球半导体行业的格局。在这一背景下，亚利桑那州迅速崛起，成为这场变革中的关键枢纽，吸引了巨额投资并孕育着创新。
这种蓬勃发展的核心是亚利桑那州立大学（ASU），它正在通过前沿研究、劳动力发展和战略合作，在塑造半导体行业更可持续和更具韧性的未来方面发挥关键作用。
行业的规模扩张在亚利桑那州尤为显著。自2020年以来，超过40家与半导体相关的公司已在该州扩大或启动业务，创造了数千个就业岗位，并推动了经济增长。然而，这种扩张并非凭空发生。ASU 通过有重点的材料研究和培养一支能够满足行业需求的熟练劳动力，积极支持着这一势头。
材料革新：迈向可持续的未来
ASU 的承诺不仅仅在于提供人才，更在于从根本上重新思考半导体的制造和使用方式。大学的研究人员正在积极探索更可持续的材料。例如，研究人员们正在研究包括氧化镓在内的材料，以提高微电子产品的可持续性。这类研究不仅仅停留在理论层面，而且在 ASU NanoFab 这样的先进半导体制造设施中进行实际操作。
传统半导体制造与环境挑战紧密相连，包括污染和对人体健康的危害，这在历史上已经有先例。为了解决这些问题，ASU 正在与嘉吉（Cargill）等行业领导者合作，探索基于生物的替代方案。嘉吉的 Priamine™，一种基于生物的特种胺类化合物，正在被研究，以评估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的材料的依赖。这项合作体现了 ASU 致力于寻找兼顾性能和环境问题的创新解决方案的决心。
除了生物基材料，ASU 也在研究钻石等材料在半导体中的应用，这些材料可以显著减少设备中的功率损耗和电力消耗。Vidya Chhabria 正在开发工具来计算超大规模集成（VLSI）计算系统的碳足迹，从制造到处置，从而提供对环境影响的全面评估。ASU 还在努力解决制造废料问题，研究重点是减少当前晶圆加工技术中固有的巨大材料损失，其中高达 95% 的初始材料通常会被丢弃。
能效与全球供应链：构建韧性
挑战远不止材料。对计算能力的需求不断增长，特别是人工智能（AI）的兴起，带来了巨大的能源挑战。Sarma Vrudhula 强调，能源消耗是人工智能发展中的一个关键瓶颈。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的合作，以开发更节能的计算架构和流程。
ASU 的作用并不局限于国内。认识到建立强大而安全的全球供应链的必要性，该大学正在积极建立国际合作关系，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 研究园区最近被指定为第三个“芯片法案（CHIPS for America）”研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“西南可持续发展创新引擎”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。
人才培养：赋能未来
除了技术创新和国际合作，ASU 还积极参与劳动力发展。该大学推出了针对整个半导体领域专业人士的“半导体生态系统大师班”，并与应用材料公司（Applied Materials）等公司合作，为工程专业的学生提供奖学金和研究机会。通过这种方式，ASU 不仅为行业输送人才，也为未来的科技发展奠定了坚实的基础。
总结而言，亚利桑那州立大学不仅仅是在响应半导体行业的增长，更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定位在更具韧性、更安全、更环保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》，表明了其对创新的持续承诺，以及对解决这一关键行业所面临的挑战和机遇的主动方法。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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