Considerazioni finali: ingegneria creativa e nuove minacce da superare
Fin dall'avvento dei componenti elettronici nei prodotti e sistemi di consumo, industriali, commerciali e militari, affrontare ambienti sempre più ostili è stato un problema. Ciò è dovuto in gran parte all'aumento delle prestazioni che l'elettronica può apportare a molti sistemi, da cui la sua crescente utilità, popolarità e, infine, la sua necessità in ogni tipo di applicazione.
Nel 1897, il diodo a vuoto fu inventato da J.A. Fleming, dando inizio all'era dell'elettronica. Seguirono i triodi, insieme ai tubi tetrodo e pentodo, fino alla Seconda Guerra Mondiale. Molto è stato scritto sullo stimolo della guerra nello sviluppo della tecnologia, e lo sforzo bellico contribuì a dare vita a una nuova era dell'elettronica con l'invenzione del transistor a giunzione nel 1948.
I circuiti integrati seguirono negli anni '50, rivoluzionando ulteriormente la progettazione racchiudendo un intero circuito in un singolo chip. Ciò comportò enormi risparmi in termini di costo, dimensioni e peso, il che significava naturalmente che una funzionalità sempre maggiore poteva essere integrata nei prodotti e nei sistemi sia per il settore militare che per quello industriale. Lo sviluppo dei JFET e dei MOSFET negli anni '50 aumentò l'affidabilità e la potenza dei transistor.
Nei successivi vent'anni si assistette a una crescente densità di componenti e circuiti su un singolo chip, di pari passo con i progressi nelle tecnologie di progettazione della fabbricazione, che permisero la produzione di massa di circuiti integrati digitali e analogici. Nel 1969, il microprocessore fu introdotto da Intel, portando all'introduzione dell'intelligenza informatica nei prodotti autonomi e alla nascita dei personal computer e del mobile computing.
Di pari passo con lo sviluppo della potenza di calcolo, si è verificata un'esplosione dei componenti di sistema circostanti che alloggiano, proteggono, supportano, fanno comunicare, raffreddano, collegano e alimentano tutta quella capacità di elaborazione.
Questa evoluzione dei componenti elettronici di base ha ulteriormente cambiato e arricchito la funzionalità di prodotti e sistemi, consentendo loro di svolgere molte più attività, spesso in ambienti ostili e sfavorevoli. L'aumento dell'intelligenza di elaborazione e della funzionalità dei componenti ha inoltre ampliato notevolmente l'elenco delle applicazioni reali per i sistemi con contenuto elettronico, rendendo necessario lo sviluppo di componenti e sistemi sempre più piccoli, più robusti e più convenienti. In un certo senso, la tecnologia alimenta la propria crescita.
Oggigiorno un ambiente ostile può significare una body cam per la polizia, con una scheda a circuito robusta progettata per resistere a urti, vibrazioni, umidità e calore. Potrebbe anche significare una rete di sensori su una linea di assemblaggio robotica, progettata per resistere a scintille, vibrazioni, detriti, fumi e sostanze chimiche. O ancora i cavi, connettori, cablaggi, sensori, relè e interruttori robusti che supportano e controllano il funzionamento di una moderna acciaieria.
Come esempio, il settore automobilistico di consumo, solitamente non considerato un ambiente ostile, è uno di quelli in cui i componenti devono letteralmente funzionare in condizioni estreme. I sistemi automobilistici operano in un intervallo di temperatura da -40°C a +160°C e in un intervallo di umidità dallo 0% al 100%, con un tasso di guasto obiettivo, in particolare nei sistemi di sicurezza, dello 0%. Con il contenuto dei sistemi elettronici nei veicoli di consumo previsto raggiungere il 50% del costo totale di un'auto entro il 2030, basta poco per rendersi conto della quantità di sviluppo dei componenti che sarà necessaria.
In tutto il settore, gli ingegneri progettisti, supportati da scienziati dei materiali, ingegneri software e specialisti della produzione, hanno impiegato creatività, adattabilità e duro lavoro per superare le sfide e portare avanti il progresso, in particolare nell'area dei prodotti con sistemi elettronici avanzati che funzionano in situazioni impegnative. Questa domanda di prestazioni avanzate in un numero crescente di applicazioni continuerà solo a crescere.