Электронная промышленность - Electronics industry
Электронная промышленность возникла в 20 - м веке , и сегодня является одной из крупнейших отраслей мировой экономики. Современное общество использует огромное количество электронных устройств, созданных на автоматизированных или полуавтоматических заводах, эксплуатируемых отраслью. Продукты в основном собираются из металл-оксид-полупроводниковых (МОП) транзисторов и интегральных схем , последние в основном с помощью фотолитографии и часто на печатных платах .
Размер отрасли и использование токсичных материалов, а также сложность переработки привели к ряду проблем с электронными отходами . Международное регулирование и экологическое законодательство были разработаны в попытке решить эти проблемы.
Электронная промышленность состоит из различных секторов. Центральной движущей силой всей электронной промышленности является сектор полупроводниковой промышленности , годовой объем продаж которого по состоянию на 2018 год превысил 481 миллиард долларов . Крупнейшим отраслевым сектором является электронная коммерция , объем продаж которой в 2017 году превысил 29 триллионов долларов . Наиболее широко производимые электронные устройства представляет собой полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET), изобретенный в 1959 году и являющийся «рабочей лошадкой» электронной промышленности.
История
Электроэнергетика началась в 19 веке, что привело к разработке изобретений , таких как gramaphones , радио передатчиков, приемников и телевидения . Вакуумная трубка использовалась для ранних электронных устройств, прежде , чем позже быть в значительной степени вытеснены полупроводниковыми компонентами в качестве основной технологии отрасли.
Первый рабочий транзистор , точечный транзистор , был изобретен Джоном Бардином и Уолтером Хаузером Браттейном в Bell Laboratories в 1947 году, что привело к значительным исследованиям в области твердотельных полупроводников в 1950-х годах. Это привело к появлению индустрии бытовой электроники для домашних развлечений, начиная с 1950-х годов, во многом благодаря усилиям Tokyo Tsushin Kogyo (ныне Sony ) по успешной коммерциализации транзисторной технологии для массового рынка с доступными транзисторными радиоприемниками, а затем и с транзисторными телевизорами .
Наиболее широко производимым электронным устройством является полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET), изобретенный Мохамедом М. Аталлой и Давоном Кангом в Bell Laboratories в 1959 году. Это «рабочая лошадка» электронной промышленности с масштабированием MOSFET. а миниатюризация является основной причиной быстрого экспоненциального роста электронной полупроводниковой технологии с 1960-х годов. MOSFET, на который приходится 99,9% всех транзисторов , является наиболее широко производимым устройством в истории: в период с 1960 по 2018 год было произведено 13 секстиллионов (1,3 × 10 22 ) полевых МОП-транзисторов.
В отрасли занято большое количество инженеров- электронщиков и техников-электронщиков для проектирования, разработки, тестирования, производства, установки и ремонта электрического и электронного оборудования, такого как коммуникационное оборудование, устройства медицинского мониторинга, навигационное оборудование и компьютеры . Обычно производятся соединители, системные компоненты, системы ячеек, компьютерные аксессуары, которые изготавливаются из легированной стали, меди, латуни, нержавеющей стали, пластика, стальных труб и других материалов.
Бытовая электроника
Бытовая электроника - это продукты, предназначенные для повседневного использования, чаще всего в сфере развлечений , связи и офисной работы. Радиовещание в начале 20 века принесло первый крупный потребительский продукт - радиоприемник. Более поздние продукты включают персональные компьютеры , телефоны , MP3-плееры , сотовые телефоны , смартфоны , звуковое оборудование , телевизоры , калькуляторы , автомобильную электронику GPS , цифровые камеры, плееры и записывающие устройства, использующие видео носители, такие как DVD , видеомагнитофоны или видеокамеры . Все чаще эти продукты стали на основе цифровых технологий, и в основном объединены с компьютерной индустрией в том, что все чаще называют консьюмеризации в области информационных технологий .
CEA ( Ассоциация потребительской электроники ) прогнозирует, что годовой объем продаж бытовой электроники в США превысит 170 миллиардов долларов в 2008 году. Ожидается, что к 2020 году глобальные ежегодные продажи бытовой электроники достигнут 2,9 триллиона долларов .
Воздействие на окружающую среду
Электрические отходы содержат опасные, но также ценные и дефицитные материалы, а в сложной электронике можно найти до 60 элементов.
Соединенные Штаты и Китай являются мировыми лидерами по производству электронных отходов, каждый из которых выбрасывает около 3 миллионов тонн каждый год. Китай также остается одной из основных свалок электронных отходов для развитых стран. По оценкам ЮНЕП , количество производимых электронных отходов, включая мобильные телефоны и компьютеры, может вырасти на целых 500 процентов в течение следующего десятилетия в некоторых развивающихся странах , таких как Индия.
Повышение экологической осведомленности привело к изменениям в конструкции электроники, чтобы уменьшить или исключить токсичные материалы и снизить потребление энергии. Ограничение веществ Директивы опасных (RoHS) и об отходах электрического и электронного оборудования (WEEE) были освобождены Европейской комиссией в 2002 году.
Крупнейшие секторы электронной промышленности
Промышленный сектор | Годовой доход | Год | Ссылка |
---|---|---|---|
Электронная коммерция B2B ( business-to-business ) | 25 516 000 000 000 долларов США | 2017 г. | |
Технологическая промышленность (высокие технологии) | 4 800 000 000 000 долларов США | 2018 г. | |
Мобильные технологии | 3 900 000 000 000 долларов США | 2018 г. | |
Электронная коммерция B2C ( бизнес-потребитель ) | 3 851 000 000 000 долл. США | 2017 г. | |
Бытовая электроника | 1 712 900 000 000 долл. США | 2016 г. | |
Полупроводниковая промышленность | 481 000 000 000 долл. США | 2018 г. | |
Услуги телевещания | 407 700 000 000 долл. США | 2017 г. | |
Силовая электроника | 216 000 000 000 долл. США | 2011 г. | |
Жидкокристаллические TFT -дисплеи ( TFT LCD ) | 141 000 000 000 долл. США | 2017 г. | |
Видеоигры | 137 900 000 000 долл. США | 2018 г. | |
Домашнее видео киноиндустрия | 55 700 000 000 долл. США | 2018 г. | |
Музыка потоковая и загрузка музыки | 11 200 000 000 долл. США | 2018 г. |
Список самых продаваемых электронных устройств
Электрическое устройство | Поставки ( оцен. Млрд единиц) |
Годы производства включены | Ссылка | Тип продукта |
---|---|---|---|---|
MOSFET (МОП-полевой транзистор) | 13 000 000 000 000 | 1964–2018 | Полупроводник | |
MOSFET с плавающим затвором ( ячейка флэш-памяти ) | 2 321 000 000 000 | 1992–1997, 2000–2018 гг. | ||
Конденсатор MOS ( ячейка памяти DRAM ) | 228 000 000 000 | 1965–2007, 2009–2013, 2018 | ||
Дискретный полупроводниковый прибор | 5 041 | 1954–1957, 1966–1971, 2002–2018 гг. | ||
Микросхема (IC) | 4 044 | 1960–1997, 2000, 2002–2013, 2015–2018 гг. | ||
Оптоэлектронное устройство | 1,112 | 2002–2013, 2016 | ||
Дискретный транзистор | 798 | 1954–1957, 1966–1971, 2011, 2013–2018 гг. | ||
Аналоговая интегральная микросхема | 635 | 2002–2013, 2016 | ||
Дискретный диод | 593 | 2011, 2013–2015 гг. | ||
Стандартный продукт для конкретного применения (ASSP) | 541 | 2002–2013 гг. | ||
Силовой транзистор | 363 | 2011, 2013–2018 гг. | ||
Микросхема памяти MOS | 357 | 1992–1997, 2002–2013, 2016 | ||
Логическое устройство | 250 | 2002–2013, 2016 | ||
Микропроцессор (MPU) / Микроконтроллер (MCU) | 205 | 1971–1996, 2002–2014, 2016 | ||
Компакт-диск (CD) | 200 | 1982–2007 гг. | Потребитель | |
Чип флэш-памяти | 197 | 1987–2018 гг. | Полупроводник | |
Тиристор | 189 | 2013–2015 гг. | ||
Система на кристалле (SoC) | 131 | 1976–2017 гг. | ||
Датчик / Привод | 87,7 | 2002–2013, 2016 | ||
Микросхема драйвера дисплея | 53,3 | 2003–2009, 2017–2018 | ||
Светодиод (LED) | 50 | 2009 г. | ||
Смарт-карта ( карта на интегральной схеме ) | 50 | 1977–2019 | Потребитель | |
CMOS датчик изображения | 34,5 | 2007–2018 гг. | Полупроводник | |
SIM-карта ( универсальная интегральная карта ) | 34,1 | 1991–2018 гг. | Потребитель | |
Плоский дисплей (FPD) | 30,2 | 1999–2009, 2017–2018 | Потребитель | |
Аудиокассета | 30 | 1963–2019 | ||
Специализированная интегральная схема (ASIC) | 25,6 | 2002–2013 гг. | Полупроводник | |
Карта оплаты | 22,1 | 1967–2018 гг. | Потребитель | |
Универсальный цифровой диск (DVD) | 20 | 1996–2012 | ||
Мобильный телефон | 19,4 | 1994–2018 гг. | ||
Смартфон | 10.1 | 2007–2018 гг. | ||
Видеокассета | 10 | 1976–2000 гг. | ||
Жесткий диск (HDD) | 9.15 | 1976–2018 гг. | ||
Смарт- платежная карта EMV ( Chip & PIN ) | 8,2 | 1995–2019 | ||
Транзисторное радио | 7 | 1954–2012 | ||
Персональный компьютер (ПК) | 6,93 | 1975–2019 | ||
NAND флэш - памяти контроллера чип | 5 | 2007–2017 гг. | Полупроводник | |
Переключатель RF CMOS ( радиочастотный CMOS ) | 5 | 2000–2017 гг. | ||
Перевернуть чип | 4.81 | 1997–2001 | ||
Звуковой чип аудиокодека | 3,78 | 2013 | ||
Универсальная последовательная шина (USB) | 3,7 | 2011 г. | ||
Картридж для видеоигр | 3,4 | 1983–2013 гг. | Потребитель | |
Смарт- платежная карта | 3,04 | 2018 г. | ||
Телевизор (телевизор) | 3 | 1936–2019 | ||
Синхронная микросхема памяти SRAM | 2,7 | 1995–2015 гг. | Полупроводник | |
Блок обработки графики (GPU) | 2 | 1996–2014 | Потребитель | |
Микросхема беспроводной связи малого радиуса действия | 1,67 | 2009 г. | Полупроводник | |
Игровая приставка | 1,58 | 1976–2019 | Потребитель | |
Ноутбук | 1,45 | 2010–2017 гг. | ||
ДВД плеер | 1.3 | 1996–2007 | ||
Вакуумная труба | 1.3 | 1966–1970 | Вакуум | |
Стационарный телефон | 1,26 | 1950–2005 | Потребитель | |
Планшет | 1,24 | 2010–2017 гг. | ||
USB-контроллер | 1.2 | 1997–2011 | ||
Настольный компьютер | 1.14 | 2010–2017 гг. | ||
Домашняя игровая консоль | 1.03 | 1976–2019 | ||
CD-проигрыватель | 1 | 1982–2004 гг. | ||
Видеомагнитофон (VCR) | 1 | 1976–2006 |
Смотрите также
- Бытовая электроника
- Электронная инженерия
- Электроника
- Микроэлектроника
- МОП-транзистор
- Интегральная схема
- Наноэлектроника
- Силовая электроника
- Полупроводник
- Кремний
- Технология