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Storia dell' Elettronica
Negli
ultimi decenni la società ha subito un rapido cambiamento a
causa della sempre più vasta applicazione dell'elettronica non
solo nei settori produttivi, nel lavoro, ma anche nella vita quotidiana.
L'utilizzo
ormai frequente di acronimi come e-commerce, e-businness o di
denominazioni che contengono l'aggettivo "elettronico" (controllo
elettronico, apertura elettronica, guida elettronica, naso
elettronico…) sono entrati nell'accezione comune ad indicare
come l'elettronica venga applicata nei settori più disparati:
dall'automobile alla telefonia, dall'informatica all'automazione
industriale, nel consumer nei giochi e così via.
E'
ormai
universalmente accettato che l'aggettivo "elettronico" qualifica un
oggetto per prestazioni e capacità superiori e addirittura
introduce un certo grado di "intelligenza" intendendo con
ciò che la macchina possiede una certa logica che le permette di
prendere decisioni.
L'introduzione
dell'elettronica ha portato alla
nascita di quella che oggi viene chiamata società
dell'informazione, dove lo scambio e l'elaborazione dell'informazione
(voce, immagini,dati….) avviene in modo ormai estremamente
veloce e in quantità sempre più elevate.
Sebbene
la società dell'informazione si sia
sviluppata grazie anche ad altre discipline, e in particolare
all'informatica e le telecomunicazioni, l'elettronica rappresenta
ancora oggi l'elemento fondamentale che è alla base del
progresso delle tecnologie dell'informazione.

La storia dell'Elettronica ha inizio nei primi anni del 1900 con
l'invenzione del diodo a vuoto, il primo dispositivo elettronico a 2
terminali (1904).
Successivamente con
l'invenzione nel 1906 del triodo, tubo a vuoto a tre terminali,
l'elettronica si sviluppò notevolmente sia nel campo dei computer, con
la realizzazione nel 1943-1945 dell’EINIAC, un computer digitale, che
nel campo delle telecomunicazioni con la realizzazione di apparati
radio e radar.
Nel
1947 si ebbe però la vera rivoluzione dell'Elettronica con la
nascita del primo transistor a semiconduttore ad opera di tre
ricercatori, W.Shockley, W.Brattain e J.Bardeen, dei laboratori
Bell.
Ciò porto a una rapida
sostituzione dei tubi a vuoto in quanto il transistor possedeva ridotte
dimensioni e i bassi consumi di potenza, aprendo così la
strada alla Microelettronica o elettronica dei componenti
miniaturizzati.
Nel 1955, sempre ai laboratori Bell,
fu realizzato il primo computer a soli transistori (circa 800) a
semiconduttore, sostituendo definitivamente i tubi a
vuoto.
L'integrazione su larga scala prese l'avvio nel 1958-1959
con l'invenzione di circuiti contenenti più dispositivi realizzati
sullo stesso substrato di semiconduttore, i circuiti integrati.

Il
1971 è un'altra data molto importante per l'elettronica poiché fu
proposto e realizzato il primo microprocessore, l'Intel 4004,
contenente 4004 transistori e in grado di processare 60.000
operazioni per secondo.
A
partire da quella data l'evoluzione dei microprocessori è stata
estremamente rapida, al giorno d’oggi si hanno microprocessori con
più di 30 milioni di transistori.
L'elettronica è nata
dallo studio e realizzazione di singoli dispositivi allo stato
solido, successivamente la sua evoluzione ha consentito la
realizzazione di sistemi sempre più complessi determinando la
nascita di altre discipline ad essa collegate, per cui l'elettronica
moderna si può considerare come multidisciplinare.
La fisica e la
chimica rappresentano le fondamenta dell'elettronica, mentre
l'informatica e le telecomunicazioni sono discipline che si sono
sviluppate soprattutto grazie ad essa e nel contempo contribuiscono
esse stesse alla sua evoluzione. Basti pensare ad esempio ai
linguaggi necessari a programmare una macchina digitale
(microprocessore) o al software di progettazione di sistemi digitali
divenuto indispensabile a causa della complessità di tali
sistemi.
Anche per quanto riguarda le telecomunicazioni il
collegamento con l'elettronica è molto stretto in quanto gli
apparati per le telecomunicazioni sono essenzialmente sistemi
elettronici atti ad effettuare una serie di operazioni molto
complesse su segnali di ricezione e trasmissione.
L'evoluzione
della tecnologia elettronica, che è alla base del progresso nel
settore dell'informazione, è stabilita da un documento ( the
international technology
roadmap for semiconductors
-ITRS) che ogni anno viene redatto da esperti delle maggiori
industrie di dispositivi a semiconduttore d'Europa, Stati Uniti,
Giappone, Corea e Taiwan.
La roadmap rappresenta un documento
importante nel settore dell'elettronica in quanto formula, sulla base
di uno studio dettagliato, delle previsioni sul trend dell'industria
dei semiconduttori per i prossimi 15 anni.
Uno dei risultati di
questa analisi di previsione è la cosiddetta legge di Moore
che stabilisce un raddoppio del numero dei componenti per chip ogni
diciotto.
A tutt'oggi la stragrande maggioranza dei dispositivi a
semiconduttore ( microprocessori, memorie, ecc…) viene realizzata
con un'unica tecnologia (denominata CMOS) e secondo le previsioni
questo trend dovrebbe continuare nei prossimi anni.
Sicuramente
l'elettronica entrerà con più facilità in tutta una serie di
prodotti e applicazioni, anche di basso
Nei 30 anni passati
la tecnologia del silicio ha consentito l'implementazione di sistemi
sempre più complessi, grazie alla continua riduzione delle
dimensioni dei dispositivi elementari: si è passati da dimensioni
dell'ordine del centinaio di micron a dimensioni dell'ordine della
frazione di micron.
Ciononostante è previsto entro il 2016 il
raggiungimento di una dimensione minima oltre la quale non sarà
possibile scendere.
Pertanto stanno emergendo nuovi dispositivi
in grado di superare questa barriera.
Mentre per dispositivi con
dimensioni dell'ordine di 10E-6 metri si parlava di microelettronica,
in questo caso essendo le dimensioni dell'ordine di 10E-9 metri si
parla di nanoelettronica o di nanotecnologie.
A questo proposito
vanno ricordate due classi principali di dispositivi: i dispositivi
quantistici e i dispositivi molecolari. Allo stato attuale nessuna
delle due soluzioni è in grado di sostituire la ancora valida
tecnologia del silicio. Ci vorranno ancora molti anni perché queste
tecnologie emergenti possano definitivamente decretare la fine del
transistor.
Il comportamento dei dispositivi molecolari come
elementi logici si basa sulle proprietà del trasporto elettronico
attraverso una singola molecola mentre i dispositivi quantici
sfruttano invece effetti evidenti solo a dimensioni atomiche, e
quindi ben modellati dalla fisica delle particelle o meccanica
quantistica.
Senza entrare nel dettaglio è evidente che le
possibilità di realizzare dispositivi su scala atomica apre nuove
frontiere per l'evoluzione dell'elettronica.
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