یک ابتکار ملی نیمه هادی فرصتی برای تولید انرژی در ایالات متحده فراهم می کند.
قانون چیپس و علم شامل سرمایه گذاری 13 میلیارد دلاری در تحقیق و توسعه تولید تراشه است. اگر درست انجام شود، این دستور العملی برای معرفی تکنیک های تولید مدرن به هر صنعتی و پرورش نیروی کار بسیار ماهر است.
صنعت نیمه هادی از پیچیده ترین فرآیندها و تجهیزات ساخت در تاریخ بشر استفاده می کند. برای تولید هر تراشه در یک ماشین یا کامپیوتر، صدها مرحله باید به طور کامل اجرا شوند که اکثر آنها اکنون با روباتیک خودکار هستند.
دولت ایالات متحده از صنعت پرسید که در کجا باید تلاش های خود را برای بهبود این بخش متمرکز کند. در پاسخ، NVIDIA یک سند 12 صفحه ای با بهترین ایده های خود منتشر کرد.
یک کارخانه مدرن با محاسبات سریع و هوش مصنوعی، معیاری برای سایر انواع تولید پیچیده – از ساخت گوشی‌های هوشمند گرفته تا کفش‌ها – به صورت انعطاف‌پذیر و کارآمد است.
گران ترین کارخانه های جهان
نیمه هادی ها در کارخانه هایی به نام فاب ساخته می شوند. ساخت و تجهیز یک جدید حدود 20 میلیارد دلار هزینه دارد.
جدیدترین کارخانه‌ها به شدت به رایانه‌هایی متکی هستند که توسط کارگران ماهر مجهز به یادگیری ماشین برای نسل بعدی فرآیندهای تولید ساخته، برنامه‌ریزی و کار می‌کنند.
برای مثال، هوش مصنوعی می‌تواند الگوهایی را پیدا کند که هیچ انسانی نمی‌تواند ببیند، از جمله نقص‌های کوچک در یک محصول در خط مونتاژ سریع. صنعت نیمه هادی برای ایجاد تراشه های بزرگ و پیچیده فردا به این فناوری نیاز دارد. سایر صنایع نیز می توانند از آن برای تولید سریعتر محصولات بهتر استفاده کنند.
کارایی از طریق شبیه سازی
اکنون می توانیم یک کپی دیجیتالی از کل کارخانه ایجاد کنیم. با استفاده از فناوری‌های NVIDIA، BMW در حال ساخت یک دوقلوی دیجیتالی از یکی از کارخانه‌های خودروسازی خود است تا کارایی‌های جدیدی را در کسب‌وکار خود بیاورد.
هیچ کس هنوز چیزی به پیچیدگی دوقلوی دیجیتالی یک کارخانه تولید تراشه نساخته است، اما این هدف در حال حاضر در دسترس است.
یک کارخانه مجازی به متخصصان این امکان را می دهد که بدون توقف تولید در یک کارخانه فیزیکی، فرآیندهای جدید را بسیار سریعتر و ارزانتر طراحی و آزمایش کنند. این شبیه‌سازی همچنین می‌تواند از هوش مصنوعی برای تجزیه و تحلیل داده‌های حسگرها در کارخانه‌های فیزیکی، یافتن راه‌های جدید برای مسیریابی موادی که ضایعات را کاهش می‌دهند و عملیات را سرعت می‌بخشد، استفاده کند.
به زودی، هر کارخانه تولیدی با دوقلو دیجیتال از نظر اقتصادی رقابتی تر از کارخانه بدون کارخانه خواهد بود.
کارخانه های مجازی، اپراتورهای واقعی
دوقلوهای دیجیتال به متخصصان از راه دور اجازه می‌دهند تا طوری با هم همکاری کنند که انگار در یک اتاق هستند. آنها همچنین آموزش کارگران را به سطح جدیدی می برند.
برخی از مهمترین ابزارهای این کارخانه به اندازه یک کانتینر حمل و نقل هستند و هر کدام تا 200 میلیون دلار قیمت دارند. دوقلوهای دیجیتال به کارگران این امکان را می دهند که حتی قبل از نصب بر روی این سیستم های گران قیمت آموزش ببینند.
پس از آموزش، کارگران می‌توانند واجد شرایط باشند، بدون نیاز به پا گذاشتن در اتاق‌های فوق‌العاده تمیزی که در آن نصب شده‌اند، کار کنند و به آنها خدمات ارائه دهند. این نوع کار نشان دهنده آینده تمام تولیدات است.
کارخانه‌هایی که با دوقلوهای مجازی طراحی شده‌اند می‌توانند بازده انرژی، مصرف آب و افزایش استفاده مجدد را بهینه کنند و اثرات زیست‌محیطی را کاهش دهند.
مورد نظر: عملکرد بیشتر در هر وات
کارخانه های فردا بیش از هر زمان دیگری به ماهیچه های محاسباتی نیاز دارند. برای دستیابی به این هدف، ما به سرمایه گذاری در فناوری های انرژی کارآمد در هر سطح نیاز داریم.
مدارهای داخل تراشه ها باید انرژی کمتری مصرف کرده و هدر دهند. سیگنال‌هایی که به تراشه‌های مجاور و شبکه‌های جهانی ارسال می‌کنند باید سریعتر حرکت کنند و در عین حال انرژی کمتری مصرف کنند.
کامپیوترها باید در عین افزایش کارایی، کارهایی که داده فشرده بیشتری دارند انجام دهند. برای طراحی و ساخت این سیستم ها، به تحقیق در مورد انواع جدید تراشه های شتاب دهنده، سیستم های شتاب دهنده و نرم افزارهایی که روی آنها اجرا می شود نیاز داریم.
انویدیا و دیگران در محاسبات سبز گام های بلندی برداشته اند. اکنون فرصتی برای برداشتن یک گام بزرگ دیگر به جلو داریم.
برنامه و مشارکت گسترده
اینها تنها تعدادی از راه هایی است که NVIDIA می خواهد به پیشرفت صنعت نیمه هادی ایالات متحده و به طور کلی همه تولید کنندگان کمک کند.
هیچ شرکتی به تنهایی نمی تواند این کار را انجام دهد. صنعت، دانشگاه و دولت باید برای تحقق این امر همکاری کنند.
NVIDIA در مرکز یک اکوسیستم پر جنب و جوش متشکل از 3.5 میلیون توسعه دهنده و بیش از 12000 استارت آپ جهانی است که در برنامه NVIDIA Inception ثبت نام کرده اند.
دانشگاه فلوریدا مدلی برای پیشرفت هوش مصنوعی و آموزش علوم داده در هر زمینه تحصیلی ارائه می دهد.
در سال 2020، طرحی را برای تبدیل شدن به یکی از اولین دانشگاه های هوش مصنوعی کشور راه اندازی کرد. امروزه، کل برنامه درسی خود را با یادگیری ماشینی القا می کند. در هسته خود، ابررایانه هوش مصنوعی UF در حال پیشبرد تحقیقات در زمینه هایی مانند مراقبت های بهداشتی، کشاورزی و مهندسی است.
این نمونه دیگری از قدرت تغییردهنده محاسبات تسریع شده و هوش مصنوعی است. ما مشتاقانه منتظر فرصتی برای شرکت در این ماجراجویی دیدنی در تولید ایالات متحده هستیم.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد ایده های NVIDIA برای آینده تولید نیمه هادی، از جمله اینکه چگونه هوش مصنوعی برای پیشرفت لیتوگرافی، ابزارهای طراحی الکترونیکی و فرآیندهای امنیت سایبری حیاتی است، بخوانید. سند کامل.