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.