Электронная промышленность возникла в 20 веке и сегодня является одной из крупнейших мировых отраслей. Современное общество использует огромное количество электронных устройств, созданных на автоматизированных или полуавтоматических заводах, эксплуатируемых отраслью. Продукты в основном собираются из металл-оксид-полупроводник (MOS) транзисторов и интегральных схем, последние в основном с помощью фотолитографии и часто на печатные платы.
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, который генерировал более 29 триллионов долларов в 2017 году. Наиболее широко производимым электронным устройством является полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET), изобретенный в 1959 году, который является «рабочей лошадкой» электронной промышленности.
Электроэнергетика началась в 19 веке, что привело к развитию таких изобретений, как граммафоны, радио передатчики, приемники и телевидение. электронная лампа использовалась в ранних электронных устройствах, а затем была вытеснена полупроводниковыми компонентами в качестве фундаментальной технологии в отрасли.
Первый рабочий транзистор, транзистор с точечным контактом, был изобретен Джоном Бардином и Уолтером Хаузером Браттейном в Bell Laboratories в 1947 году, что привело к значительным исследованиям в области твердого состояния полупроводников в течение 1950-х годов. Это привело к появлению индустрии домашних развлечений бытовой электроники, начавшейся в 1950-х годах, во многом благодаря усилиям Tokyo Tsushin Kogyo (сейчас Sony ) в успешном коммерциализация транзисторной технологии для массового рынка с доступными транзисторными радиоприемниками, а затем с транзисторными телевизорами.
Наиболее широко производимым электронным устройством является полевой транзистор на основе оксида металла и полупроводника (MOSFET), изобретенный Мохамедом М. Аталлой и Давоном Кангом в Bell Laboratories в 1959 году. Это «рабочая лошадка» электронной промышленности с масштабированием MOSFET и миниатюризация является основной причиной быстрого экспоненциального роста электронной полупроводниковой технологии с 1960-х годов. Полевой МОП-транзистор, на который приходится 99,9% всех транзисторов, является наиболее широко производимым устройством в истории: по оценкам, всего 13 секстиллионов (1,3 × 10) полевых МОП-транзисторов было произведено между 1960 и 2018.
В отрасли работает большое количество инженеров-электронщиков и техников-электронщиков для проектирования, разработки, тестирования, производства, установки и ремонта электрического и электронного оборудования. такое как оборудование связи, медицинские устройства наблюдения, навигационное оборудование и компьютеры. Обычно изготавливаются соединители, системные компоненты, системы ячеек, компьютерные аксессуары, и они изготавливаются из легированной стали, меди, латуни, нержавеющей стали, пластика, стальных труб и других материалов.
Потребительский сектор электроника - это продукты, предназначенные для повседневного использования, чаще всего в развлечениях, коммуникациях и офисах производительности. Радиовещание в начале 20 века принесло первый крупный потребительский товар - радиоприемник. Более поздние продукты включают персональные компьютеры, телефоны, MP3-плееры, аудиотехнику, телевизоры, калькуляторы., GPS автомобильная электроника, цифровые камеры, а также проигрыватели и записывающие устройства, использующие видео носители, такие как DVD, видеомагнитофоны или видеокамеры. Эти продукты все чаще основываются на цифровых технологиях и в значительной степени сливаются с компьютерной промышленностью в том, что все чаще называют ориентированием на потребителя информационных технологий.
CEA (Consumer Electronics Ассоциация ) прогнозирует, что годовой объем продаж бытовой электроники в США превысит 170 миллиардов долларов в 2008 году. Ожидается, что к 2020 году глобальные годовые продажи потребительской электроники достигнут 2,9 триллиона долларов.
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 крупнейшей свалкой электронных отходов для развитых стран. По оценке 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 осведомленности об окружающей среде привело к изменениям в конструкции электроники с целью уменьшения или устранения токсичных материалов и снижения потребления энергии. Директива об ограничении использования опасных веществ (RoHS) и Директива об отходах электрического и электронного оборудования (WEEE) были выпущены Европейской комиссией в 2002 году.
Промышленный сектор | Годовой доход | Год | Ref |
---|---|---|---|
B2B электронная коммерция (бизнес для бизнеса ) | 25 516 000 000 000 долл. США | 2017 г. | |
Промышленность (высокие технологии) | 4 800 000 000 000 долл. США | 2018 | |
Мобильные технологии | 3 900 000 000 000 долларов США | 2018 | |
B2C электронная коммерция (бизнес-потребитель ) | 3 851 000 000 000 долларов США | 2017 | |
Потребительская электроника | 1 712 900 000 000 долларов США | 2016 | |
Полупроводниковая промышленность | 481000000000 долларов | 2018 | |
Телевещание услуги | 407 700000000 долларов | 2017 | |
Энергия электроника | 218000000000 долларов | 2011 | |
TFT жидкокристаллические дисплеи (TFT LCD ) | 141000000000 долларов | 2017 | |
V ideo games | 137 900000000 долларов | 2018 | |
Домашнее видео киноиндустрия | 55 700000000 долларов | 2018 | |
Потоковое воспроизведение музыки и музыка загрузок | 11 200 000 000 долларов | 2018 |
Электронное устройство | Поставки. (оцен. миллиардов единиц) | Включая годы производства | Ссылка | Тип продукта |
---|---|---|---|---|
MOSFET (поле MOS- эффект транзистора) | 13,000,000,000,000 | 1964–2018 гг. | Semiconductor | |
MOSFET с плавающей запятой (флэш-память ячейка ) | 2,321,000,000,000 | 1992–1997, 2000–2018 гг. | ||
МОП-конденсатор (DRAM ячейка памяти ) | 228,000,000,000 | 1965–2007, 2009– 2013, 2018 | ||
Дискретный полупроводниковый прибор | 5,041 | 1954–1957, 1966–1971, 2002–2018 | ||
Интегральная схема (IC) чип | 4 044 | 1960–1997, 2000, 2002–20 13, 2015–2018 | ||
Оптоэлектронное устройство | 1,112 | 2002–2013, 2016 | ||
Дискретный транзистор | 798 | 1954–1957, 1966–1971, 2011, 2013–2018 | ||
Аналоговая интегральная схема микросхема | 635 | 2002–2013, 2016 | ||
Дискретный диод | 593 | 2011, 2013–2015 | ||
Стандартное изделие для конкретного приложения (ASSP) | 541 | 2002–2013 | ||
Силовой транзистор | 363 | 2011, 2013–2018 | ||
MOS-память микросхема | 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 | Потребитель | |
Флэш-память микросхема | 197 | 1987–2018 | Полупроводник | |
Тиристор | 189 | 2013–2015 | ||
Система на кристалле (SoC) | 131 | 1976–2017 | ||
Датчик / Привод | 87,7 | 2002–2013, 2016 | ||
Драйвер дисплея микросхема | 53.3 | 2003–2009, 2017–2018 | ||
Светодиод (LED) | 50 | 2009 | ||
Смарт-карта (интегральная схема карта) | 50 | 1977–2019 | Потребительский | |
CMOS датчик изображения | 34,5 | 2007–2018 гг. | Semiconductor | |
SIM-карта (универсальная карта на интегральных схемах ) | 34,1 | 1991–2018 гг. | Потребительский | |
Плоский дисплей (FPD) | 30,2 | 1999–2009, 2017–2018 | Потребитель | |
Аудиокассета | 30 | 1963–2019 | ||
Специализированная интегральная схема (ASIC) | 25,6 | 2002–2013 гг. | Semiconductor | |
Платежная карта | 22,1 | 1967–2018 | Потребитель | |
Универсальный цифровой диск (DVD) | 20 | 1996–2012 | ||
Мобильный телефон | 19,4 | 1994–2018 | ||
Смартфон | 10.1 | 2007–2018 | ||
Видеокассета | 10 | 1976–2000 | ||
Жесткий диск (HDD) | 9,15 | 1976–2018 гг. | ||
EMV (Чип и PIN-код ) smart платежная карта | 8,2 | 1995–2019 | ||
Транзисторный радиоприемник | 7 | 1954–2012 | ||
Персональный компьютер (ПК) | 6.93 | 1975–2019 | ||
NAND контроллер флэш-памяти микросхема | 5 | 2007–2017 | Полупроводник | |
RF CMOS (радиочастота CMOS ) переключатель | 5 | 2000–2017 | ||
Flip Chip | 4.81 | 1997–2001 | ||
Аудиокодек звуковой чип | 3.78 | 2013 | ||
Универсальная последовательная шина (USB) | 3.7 | 2011 | ||
Картридж для видеоигр | 3,4 | 1983–2013 гг. | Потребитель | |
Смарт платежная карта | 3,04 | 2018 | ||
Телевизор (TV) | 3 | 1936–2019 | ||
Синхронный SRAM микросхема памяти | 2.7 | 1995–2015 | Semiconductor | |
Графический процессор (GPU) | 2 | 1996–2014 | Consumer | |
Short -range беспроводной IC чип | 1,67 | 2009 | Semiconductor | |
Игровая консоль | 1,58 | 1976–2019 | Потребитель | |
Портативный компьютер | 1,45 | 2010–2017 годы | ||
DVD-плеер | 1,3 | 1996–2007 годы | ||
Вакуумная лампа | 1,3 | 1966–1970 | Вакуум | |
Стационарный телефон | 1,26 | 1950–2005 | Потребитель | |
Планшетный компьютер | 1,24 | 2010–2017 | ||
USB-контроллер | 1.2 | 1997–2011 | ||
Настольный компьютер | 1.14 | 2010–2017 | ||
Домашняя игровая консоль | 1.03 | 1976–2019 | ||
CD-проигрыватель | 1 | 1982–2004 | ||
Видеомагнитофон (VCR) | 1 | 1976–2006 |