Laatste gedachten: creatieve engineering & nieuwe uitdagingen om te overwinnen
Sinds de opkomst van elektronische componenten in consumenten-, industriële, commerciële en militaire producten en systemen, is het omgaan met steeds zwaardere omgevingen een probleem geweest. Dit komt grotendeels door de toename van de prestaties die elektronica aan veel systemen kan bieden, waardoor het steeds nuttiger en populairder wordt en uiteindelijk noodzakelijk voor alle soorten toepassingen.
In 1897 werd de vacuümdiode uitgevonden door J.A. Fleming, waarmee het tijdperk van de elektronica werd ingeluid. Triodes volgden, samen met tetrode- en pentodebuizen, tot de Tweede Wereldoorlog. Er is veel geschreven over de stimulans die oorlogsvoering geeft aan de ontwikkeling van technologie, en de oorlogsinspanning hielp een nieuw tijdperk in de elektronica tot stand te brengen met de uitvinding van de junctietransistor in 1948.
Geïntegreerde schakelingen volgden in de jaren vijftig en verstoorden het ontwerp nog verder door een volledig circuit op één chip te proppen. Dit betekende enorme besparingen op kosten, omvang en gewicht – wat natuurlijk betekende dat steeds meer functionaliteit kon worden ingebouwd in producten en systemen, zowel voor de militaire als de industriële sector. De ontwikkeling van JFET en MOSFET gedurende de jaren vijftig verhoogde de betrouwbaarheid en het vermogen van transistoren.
De daaropvolgende periode van 20 jaar kende een toenemende dichtheid van componenten en schakelingen op één chip, gelijk opgaand met de vooruitgang in fabricageontwerptechnologieën die massaproductie van digitale en analoge geïntegreerde schakelingen mogelijk maakten. In 1969 introduceerde Intel de microprocessor, wat leidde tot de introductie van computerintelligentie in standalone producten en de opkomst van personal computers en mobiel computergebruik.
Gelijk met de ontwikkeling van computervermogen is er een explosie geweest in de omringende systeemcomponenten die al die verwerkingscapaciteit huisvesten, beschermen, ondersteunen, laten communiceren, koelen, verbinden en voeden.
Deze evolutie van basiselektronische componenten heeft de functionaliteit van producten en systemen verder veranderd en uitgebreid, waardoor ze veel meer taken kunnen uitvoeren, vaak in zware en onvriendelijke omgevingen. Verhoogde verwerkingsintelligentie en componentfunctionaliteit hebben ook de lijst met toepassingsrealiteiten voor systemen met elektronische inhoud sterk uitgebreid, waardoor de ontwikkeling van steeds kleinere, robuustere en kosteneffectievere componenten en systemen noodzakelijk werd. In zekere zin voedt de technologie haar eigen groei.
Tegenwoordig kan een zware omgeving een bodycam van de politie betekenen, met een robuuste printplaat die is gebouwd om schokken, trillingen, vocht en hitte te weerstaan. Het kan ook een sensornetwerk op een robotica-assemblagelijn betekenen, ontworpen om vonken, trillingen, puin, dampen en chemicaliën te weerstaan. Of zelfs de robuuste kabels, connectoren, bedrading, sensoren, relais en schakelaars die de werking van een moderne staalfabriek ondersteunen en besturen.
Als illustratie: de sector van consumentenauto's, doorgaans niet een voorbeeld van een zware omgeving, is er een waarin componenten letterlijk moeten functioneren onder zware omstandigheden. Automotive systemen werken binnen een temperatuurbereik van -40°C tot +160°C, en binnen een vochtigheidsbereik van 0% tot 100%, met een streeffoutpercentage, vooral in veiligheidssystemen, van 0%. Met een verwachte elektronische systeeminhoud in consumentenvoertuigen die tegen 2030 50% van de totale kostprijs van een auto zal bereiken, is het niet moeilijk in te zien hoeveel componentontwikkeling er nodig zal zijn.
Binnen de sector hebben ontwerpingenieurs, ondersteund door materiaalwetenschappers, softwareontwikkelaars en productiespecialisten, creativiteit, aanpassingsvermogen en hard werken ingezet om uitdagingen te overwinnen en vooruitgang te realiseren, vooral op het gebied van producten met geavanceerde elektronische systemen die functioneren in nauwkeurige situaties. Deze vraag naar geavanceerde prestaties in een toenemend aantal toepassingen zal alleen maar blijven groeien.