Son Düşünceler: Yaratıcı Mühendislik ve Aşılması Gereken Yeni Tehditler
Elektronik bileşenlerin tüketici, endüstriyel, ticari ve askeri ürün ve sistemlerde yer almaya başlamasından bu yana, giderek daha zorlu ortamlarla başa çıkmak bir sorun olmuştur. Bunun büyük ölçüde nedeni, elektroniğin birçok sisteme kazandırabildiği performans artışıdır; bu da her tür uygulamada elektroniğin faydasının, popülerliğinin ve nihayetinde zorunluluğunun giderek artmasına yol açmıştır.
1897 yılında J.A. Fleming vakum diyodu icat ederek elektronik çağını başlattı. Triyotlar, ardından tetrot ve pentot tüpler İkinci Dünya Savaşı'na kadar bunu takip etti. Savaşın teknoloji gelişimindeki teşvik edici etkisi hakkında çok şey yazılmıştır ve savaş çabaları, 1948'de jonksiyon transistörün icadıyla elektronikte yeni bir çağın doğmasına yardımcı oldu.
Entegre devreler 1950'lerde ortaya çıkarak, tüm bir devreyi tek bir çip üzerine sığdırmak suretiyle tasarımı daha da alt üst etti. Bu, maliyet, boyut ve ağırlık açısından muazzam tasarruflar sağladı; elbette bu da hem askeri hem de endüstriyel sektörler için ürün ve sistemlere daha fazla işlevsellik kazandırılabileceği anlamına geliyordu. JFET ve MOSFET'lerin 1950'lerdeki gelişimi, transistörlerin güvenilirliğini ve gücünü artırdı.
Sonraki 20 yıllık dönemde, dijital ve analog entegre devrelerin seri üretimine olanak tanıyan üretim tasarım teknolojilerindeki ilerlemeyle birlikte, tek bir çip üzerindeki bileşen ve devre yoğunluğu giderek arttı. 1969'da Intel tarafından mikroişlemci tanıtıldı; bu da bağımsız ürünlere bilgisayar zekâsının girmesine ve kişisel bilgisayarların ile mobil bilişimin yükselişine yol açtı.
Bilgi işlem gücündeki gelişmeyle eş zamanlı olarak, tüm bu işlem kapasitesini barındıran, koruyan, destekleyen, iletişim kurmasını sağlayan, soğutan, bağlayan ve besleyen çevresel sistem bileşenlerinde de büyük bir artış yaşandı.
Temel elektronik bileşenlerdeki bu evrim, ürün ve sistemlerin işlevselliğini daha da değiştirmiş ve genişletmiş, genellikle zorlu ve elverişsiz ortamlarda çok daha fazla görevi yerine getirebilmelerini sağlamıştır. Artan işlem zekâsı ve bileşen işlevselliği, elektronik içerikli sistemler için uygulama olanakları listesini de büyük ölçüde genişletmiş ve daha küçük, daha dayanıklı ve daha uygun maliyetli bileşen ve sistemlerin geliştirilmesini gerekli kılmıştır. Bir bakıma teknoloji kendi büyümesini beslemektedir.
Günümüzde zorlu bir ortam, darbeye, titreşime, neme ve ısıya dayanacak şekilde tasarlanmış dayanıklı bir devre kartına sahip bir polis vücut kamerası anlamına gelebilir. Kıvılcımlara, titreşime, kalıntılara, dumanlara ve kimyasallara dayanacak şekilde tasarlanmış bir robotik montaj hattındaki sensör ağı da olabilir. Ya da modern bir çelik fabrikasının çalışmasını destekleyen ve kontrol eden dayanıklı kablolar, konektörler, kablo tesisatı, sensörler, röleler ve anahtarlar da olabilir.
Örnek olarak, genellikle zorlu bir ortam örneği olarak görülmeyen tüketici otomotiv alanı, bileşenlerin gerçek anlamda ağır koşullar altında çalışması gereken alanlardan biridir. Otomotiv sistemleri -40°C ile +160°C arasında bir sıcaklık aralığında ve %0 ile %100 arasında bir nem aralığında çalışır; hedeflenen arıza oranı ise özellikle güvenlik sistemlerinde %0'dır. Tüketici araçlarındaki elektronik sistem içeriğinin 2030 yılına kadar bir aracın toplam maliyetinin %50'sine ulaşması beklendiğinden, ne kadar büyük bir bileşen geliştirme çalışmasının gerekeceğini anlamak zor değildir.
Endüstri genelinde, malzeme bilimciler, yazılım mühendisleri ve üretim uzmanlarının desteğiyle tasarım mühendisleri, zorlukların üstesinden gelmek ve özellikle zorlu koşullarda çalışan gelişmiş elektronik sistemlere sahip ürünler alanında ilerleme kaydetmek için yaratıcılık, uyum sağlama becerisi ve yoğun emek harcamışlardır. Giderek artan sayıda uygulamada gelişmiş performansa duyulan bu talep yalnızca artmaya devam edecektir.