La industria de la electrónica surgió en el siglo XX y hoy es una de las industrias mundiales más grandes. La sociedad contemporánea utiliza una amplia gama de dispositivos electrónicos construidos en fábricas automatizadas o semiautomatizadas operadas por la industria. Los productos se ensamblan principalmente a partir de transistores semiconductores de óxido de metal (MOS) y circuitos integrados , estos últimos principalmente mediante fotolitografía y, a menudo, en placas de circuitos impresos .
El tamaño de la industria y el uso de materiales tóxicos, así como la dificultad del reciclaje, ha provocado una serie de problemas con los residuos electrónicos . La regulación internacional y la legislación ambiental se han desarrollado en un intento por abordar los problemas.
La industria electrónica se compone de varios sectores. La fuerza impulsora central detrás de toda la industria electrónica es el sector de la industria de semiconductores , [1] que tiene ventas anuales de más de $ 481 mil millones a partir de 2018. [2] El sector industrial más grande es el comercio electrónico , que generó más de $ 29 billones en 2017. [3] El dispositivo electrónico más fabricado es el transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico (MOSFET), inventado en 1959, que es el "caballo de batalla" de la industria electrónica.
Historia
La industria de la energía eléctrica comenzó en el siglo 19, lo que llevó al desarrollo de invenciones tales como gramaphones , de radio transmisores, receptores y la televisión . El tubo de vacío se utilizó para los primeros dispositivos electrónicos, antes de ser reemplazado en gran medida por componentes semiconductores como tecnología fundamental de la industria. [4]
El primer transistor en funcionamiento , un transistor de contacto puntual , fue inventado por John Bardeen y Walter Houser Brattain en Bell Laboratories en 1947, lo que condujo a importantes investigaciones en el campo de los semiconductores de estado sólido durante la década de 1950. [5] Esto llevó al surgimiento de la industria de la electrónica de consumo de entretenimiento en el hogar a partir de la década de 1950, en gran parte debido a los esfuerzos de Tokyo Tsushin Kogyo (ahora Sony ) para comercializar con éxito la tecnología de transistores para un mercado masivo, con radios de transistores asequibles y luego transistorizadas. televisores . [6]
El dispositivo electrónico más fabricado es el transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico (MOSFET), inventado por Mohamed M. Atalla y Dawon Kahng en Bell Laboratories en 1959. Es el "caballo de batalla" de la industria electrónica, con escala MOSFET y la miniaturización es la razón principal del rápido crecimiento exponencial de la tecnología de semiconductores electrónicos desde la década de 1960. [7] El MOSFET, que representa el 99,9% de todos los transistores , es el dispositivo más fabricado en la historia, [8] con un total estimado de 13 sextillones (1,3 × 10 22 ) de MOSFET fabricados entre 1960 y 2018. [ 8]
La industria emplea un gran número de ingenieros electrónicos y técnicos electrónicos para diseñar, desarrollar, probar, fabricar, instalar y reparar equipos eléctricos y electrónicos, como equipos de comunicación, dispositivos de monitoreo médico, equipos de navegación y computadoras . Las piezas comunes que se fabrican son conectores, componentes del sistema, sistemas de celdas, accesorios de computadora, y estos están hechos de acero aleado, cobre, latón, acero inoxidable, plástico, tubería de acero y otros materiales. [9]
Electrónica de consumo
La electrónica de consumo son productos destinados al uso diario, con mayor frecuencia en entretenimiento , comunicaciones y productividad de oficina . La radiodifusión a principios del siglo XX trajo el primer gran producto de consumo, el receptor de radiodifusión. Los productos posteriores incluyen computadoras personales , teléfonos , reproductores de MP3 , teléfonos celulares , teléfonos inteligentes , equipos de audio , televisores , calculadoras , aparatos electrónicos GPS para automóviles , cámaras digitales y reproductores y grabadoras que utilizan medios de video como DVD , VCR o videocámaras . Cada vez más, estos productos se han basado en tecnologías digitales y se han fusionado en gran medida con la industria informática en lo que se conoce cada vez más como la consumerización de la tecnología de la información .
La CEA ( Consumer Electronics Association ) proyectó que el valor de las ventas anuales de productos electrónicos de consumo en los Estados Unidos superará los 170.000 millones de dólares en 2008. [10] Se espera que las ventas mundiales de productos electrónicos de consumo anuales alcancen los 2,9 billones de dólares en 2020. [11]
Efectos sobre el medio ambiente
Los desechos eléctricos contienen materiales peligrosos pero también valiosos y escasos, y se pueden encontrar hasta 60 elementos en la electrónica compleja.
Estados Unidos y China son los líderes mundiales en la producción de desechos electrónicos, y cada uno arroja alrededor de 3 millones de toneladas al año. [12] China también sigue siendo un importante vertedero de desechos electrónicos para los países desarrollados. [12] El PNUMA estima que la cantidad de desechos electrónicos que se producen, incluidos teléfonos móviles y computadoras, podría aumentar hasta en un 500 por ciento durante la próxima década en algunos países en desarrollo , como India. [13]
El aumento de la conciencia ambiental ha llevado a cambios en el diseño de la electrónica para reducir o eliminar materiales tóxicos y reducir el consumo de energía. La Directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas (RoHS) y la Directiva de Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos (WEEE) fueron publicadas por la Comisión Europea en 2002.
Sectores de la industria electrónica más grandes
Sector industrial | Ingresos anuales | Año | Árbitro |
---|---|---|---|
Comercio electrónico B2B ( empresa a empresa ) | $ 25,516,000,000,000 | 2017 | [3] |
Industria tecnológica (alta tecnología) | $ 4,800,000,000,000 | 2018 | [14] |
Tecnología móvil | $ 3,900,000,000,000 | 2018 | [15] |
Comercio electrónico B2C (de empresa a consumidor ) | $ 3,851,000,000,000 | 2017 | [3] |
Electrónica de consumo | $ 1,712,900,000,000 | 2016 | [11] |
La industria de semiconductores | $ 481,000,000,000 | 2018 | [2] |
Servicios de radiodifusión televisiva | $ 407,700,000,000 | 2017 | [dieciséis] |
Electrónica de potencia | $ 216,000,000,000 | 2011 | [17] |
Pantallas de cristal líquido TFT ( TFT LCD ) | $ 141,000,000,000 | 2017 | [18] |
Videojuegos | $ 137,900,000,000 | 2018 | [19] |
Industria del cine de video casero | $ 55,700,000,000 | 2018 | [20] |
Transmisión de música y descargas de música | $ 11.200.000.000 | 2018 | [a] |
Lista de dispositivos electrónicos más vendidos
Dispositivo electronico | Envíos ( est. Mil millones de unidades) | Años de producción incluidos | Árbitro | Tipo de producto |
---|---|---|---|---|
MOSFET (transistor de efecto de campo MOS) | 13.000.000.000.000 | 1964-2018 | [8] | Semiconductor |
MOSFET de puerta flotante ( celda de memoria flash ) | 2,321,000,000,000 | 1992-1997, 2000-2018 | [B] | |
Condensador MOS ( celda de memoria DRAM ) | 228.000.000.000 | 1965-2007, 2009-2013, 2018 | [C] | |
Dispositivo semiconductor discreto | 5,041 | 1954-1957, 1966-1971, 2002-2018 | [D] | |
Chip de circuito integrado (IC) | 4.044 | 1960–1997, 2000, 2002–2013, 2015–2018 | ||
Dispositivo optoelectrónico | 1,112 | 2002-2013, 2016 | ||
Transistor discreto | 798 | 1954-1957, 1966-1971, 2011, 2013-2018 | ||
Chip de circuito integrado analógico | 635 | 2002-2013, 2016 | ||
Diodo discreto | 593 | 2011, 2013-2015 | [25] | |
Producto estándar para aplicaciones específicas (ASSP) | 541 | 2002-2013 | [D] | |
Transistor de potencia | 363 | 2011, 2013-2018 | [mi] | |
Chip de memoria MOS | 357 | 1992–1997, 2002–2013, 2016 | [D] | |
Dispositivo lógico | 250 | 2002-2013, 2016 | ||
Microprocesador (MPU) / Microcontrolador (MCU) | 205 | 1971–1996, 2002–2014, 2016 | ||
Disco compacto (CD) | 200 | 1982-2007 | [28] | Consumidor |
Chip de memoria flash | 197 | 1987-2018 | [B] | Semiconductor |
Tiristor | 189 | 2013-2015 | [29] | |
Sistema en un chip (SoC) | 131 | 1976–2017 | [F] | |
Sensor / actuador | 87,7 | 2002-2013, 2016 | [D] | |
Chip controlador de pantalla | 53,3 | 2003-2009, 2017-2018 | [gramo] | |
Diodo emisor de luz (LED) | 50 | 2009 | [36] | |
Tarjeta inteligente ( tarjeta de circuito integrado ) | 50 | 1977-2019 | [37] | Consumidor |
Sensor de imagen CMOS | 34,5 | 2007-2018 | [h] | Semiconductor |
Tarjeta SIM ( tarjeta de circuito integrado universal ) | 34,1 | 1991-2018 | [I] | Consumidor |
Pantalla de panel plano (FPD) | 30,2 | 1999-2009, 2017-2018 | [j] | Consumidor |
Cinta de casete de audio | 30 | 1963-2019 | [52] | |
Circuito integrado de aplicación específica (ASIC) | 25,6 | 2002-2013 | [D] | Semiconductor |
Tarjeta de pago | 22,1 | 1967-2018 | [53] | Consumidor |
Disco versátil digital (DVD) | 20 | 1996–2012 | [54] | |
Teléfono móvil | 19,4 | 1994-2018 | [l] | |
Teléfono inteligente | 10.1 | 2007-2018 | [k] | |
Videocasetera | 10 | 1976–2000 | [58] [59] | |
Unidad de disco duro (HDD) | 9.15 | 1976–2018 | [60] | |
Tarjeta de pago inteligente EMV ( Chip & PIN ) | 8.2 | 1995-2019 | [37] | |
Radio de transistores | 7 | 1954–2012 | [61] | |
Computadora personal (PC) | 6,93 | 1975-2019 | [metro] | |
Chip controlador de memoria flash NAND | 5 | 2007-2017 | [62] | Semiconductor |
RF CMOS ( radiofrecuencia CMOS ) del interruptor | 5 | 2000-2017 | [63] | |
Flip chip | 4.81 | 1997-2001 | [64] | |
Chip de sonido de códec de audio | 3,78 | 2013 | [sesenta y cinco] | |
Bus serie universal (USB) | 3,7 | 2011 | [31] | |
Cartucho de videojuego | 3.4 | 1983-2013 | [norte] | Consumidor |
Tarjeta de pago inteligente | 3,04 | 2018 | [37] | |
Televisor (televisor) | 3 | 1936-2019 | [o] | |
Chip de memoria SRAM síncrono | 2,7 | 1995-2015 | [71] | Semiconductor |
Unidad de procesamiento de gráficos (GPU) | 2 | 1996-2014 | [pag] | Consumidor |
Chip IC inalámbrico de corto alcance | 1,67 | 2009 | [74] | Semiconductor |
Consola de videojuegos | 1,58 | 1976-2019 | [q] | Consumidor |
Ordenador portátil | 1,45 | 2010-2017 | [metro] | |
Reproductor de DVD | 1.3 | 1996-2007 | [75] | |
Tubo vacío | 1.3 | 1966-1970 | [76] | Aspiradora |
Telefono fijo | 1,26 | 1950-2005 | [77] | Consumidor |
Tableta | 1,24 | 2010-2017 | [metro] | |
Controlador USB | 1.2 | 1997–2011 | [31] | |
Computadora de escritorio | 1,14 | 2010-2017 | [metro] | |
Consola de videojuegos doméstica | 1.03 | 1976-2019 | [q] | |
reproductor de CD | 1 | 1982-2004 | [78] | |
Grabadora de casetes de video (VCR) | 1 | 1976-2006 | [79] |
Ver también
- Electrónica de consumo
- Ingeniería Electrónica
- Electrónica
- Microelectrónica
- MOSFET
- Circuito integrado
- Nanoelectrónica
- Electrónica de potencia
- Semiconductor
- Silicio
- Tecnología
Notas
- ^ Música digital - $ 11,2 mil millones [21]
- Transmisión de audio : $ 8,9 mil millones
- Descargas pagas - $ 2.3 mil millones
- ^ a b Consulte Memoria flash § Envíos .
- ^ Condensador MOS ( la celda de memoria RAM dinámica consta de uncondensador MOSFET y MOS)
- 1965-2007 - 1 exabyte ( est. ) [22] - 8 trillones de células
- 2009-2013: 113,6 mil millones de gigabits [23] - 113,6 trillones de celdas
- 2018 - 106,34 mil millones de gigabits [24] - 106,34 trillones de celdas
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enlaces externos
- Joint Electron Device Engineering Council (JEDEC)
- Electronic Industry Citizenship Coalition
- Global Electronics Industry: Poster Child of 21st Century Sweatshops and Despoiler of the Environment?, Garrett Brown