EN EL MUNDO:

Cuando se trata la actualidad y la prospectiva de la electrónica no se puede omitir el tema de la microelectrónica, un sector considerado como el factor dirigente de la industria electrónica

La Electrónica en el mundo

Los Equipos Electrónicos:

La  industria  electrónica  suministra  a  la  sociedad,  en  principio,  equipos  que  se utilizan  en  el  hogar,  en  la  oficina,  en  la  industria  o  en  cualquier  otro  ámbito  en donde se desarrolle la actividad humana.

En  1992  las  ventas  de  equipos  electrónicos  en  el  mundo  fueron  de  660.000 millones de dólares[1], distribuidas de la siguiente manera:

    ·         Procesamiento de datos 43 %
    ·         Electrónica de consumo 22 %
    ·         Telecomunicaciones 18 %
    ·         Electrónica industrial 8 %
    ·         Electrónica automotriz 3 %
    ·         Otros 6 %

Como  se  aprecia  en  la  tabla  anterior,  las  tres  clases  de  equipos  electrónicos  de mayor venta en el mundo representan en conjunto más del 80 % del mercado, y corresponden en su orden a los computadores, los equipos de consumo y los de telecomunicaciones.

Los computadores, por su parte, constituyen más del 40 % del mercado global de equipos  electrónicos,  pero  aclarando  que  esta  cifra  se  obtuvo  contabilizando solamente los equipos, o sea el hardware, sin haber tenido en cuenta el mercado de los programas (software), que hoy día es casi de igual volumen al primero. En los últimos años el software ha venido adquiriendo una importancia creciente, bien sea  por  haberse  convertido  en  el  cuello  de  botella  en  el  desarrollo  de  muchos productos, o bien sea por que las novedades en el campo del hardware no logran despertar  la  acogida  del  público  hasta  tanto  no  cuenten  con  el  soporte  lógico suficiente  (software),  tal  como  acontece  cuando  se  lanza  al  mercado  un  nuevo microprocesador,  o  cuando  aparece  un  nuevo  dispositivo  como  el  multimedia,  o cuando  se  mejora  el  desempeño  de  alguno  de  los  periféricos,  como  sucede cuando se eleva la resolución de los monitores.

La  electrónica  de  consumo,  que  ocupa  el  segundo  lugar  en  ventas  de  equipos, suministra los aparatos asequibles a las grandes masas y que son utilizados en el hogar  para  el  entretenimiento  y  la  cultura,  como  televisores,  radios,  grabadoras, equipos de sonido, juegos, relojes y calculadoras.

El sector de las telecomunicaciones se remonta a los orígenes de la electrónica a partir  de  la  segunda  mitad  del  siglo  XIX,  con  la  telegrafía  primero  y  luego  con  la telefonía  y  la  radio.  Hoy  día  las  telecomunicaciones  abarcan,  además  de  los sistemas  tradicionales,  nuevas  tecnologías  como  la  fibra  óptica,  los  sistemas satelitales y la telefonía móvil celular. Mientras en el mundo las telecomunicaciones ocupan el tercer lugar en ventas de equipos, en Colombia ocupan el primer lugar, sin tener en cuenta la electrónica de consumo, según un estudio realizado en 1988[2].

A  la  par  con  el  tradicional  y  permanente  interés  de  la  industria  por  elevar  su productividad, en las ultimas 3 décadas del siglo XX han surgido otros paradigmas a  nivel  industrial,  como  los  de  aumentar  la  eficiencia  energética  y  reducir  la contaminación ambiental. De la solución de estos problemas se ocupa, junto con otras disciplinas, la electrónica industrial. Por ejemplo, para elevar la productividad de  las  industrias  de  procesos,  la  electrónica  industrial  ofrece  equipos  como  los sistemas de control distribuido, los transmisores inteligentes y los analizadores en línea;  mientras  que  para  elevar  la  productividad  de  la  industria  manufacturera ofrece equipos como robots y sistemas de control numérico.

El  último  sector  que  figura  en  la  tabla  de  equipos  electrónicos  es  el  de  la electrónica  automotriz,  que  aunque  todavía  se  cataloga  por  el  volumen  de  sus ventas entre los más modestos, es uno de los de mayor crecimiento. Los modelos nuevos de los vehículos automotores incorporan, cada vez con mayor frecuencia, sistemas  microprocesadores  o  sea  microcomputadores  de  propósito  especial,  para el manejo de sensores, indicadores, alarmas y especialmente para el manejo de la inyección   electrónica,   que   está   desplazando   al   viejo   carburador,   permitiendo aumentar la eficiencia del motor.

Los Componentes Electrónicos

Los  equipos  electrónicos  se  fabrican  con  insumos  denominados  componentes, empleando un proceso que se inicia con la labor de soldar los semiconductores y demás componentes sobre los circuitos impresos, para formar las tarjetas, y luego seguir  con  el  montaje  de  dichas  tarjetas  dentro  de  las  cajas,  quedando  de  esta manera construidos los instrumentos. Los componentes electrónicos son de dos tipos:

• Semiconductores o componentes activo

• Componentes pasivos

Los  semiconductores  pueden  ser  de  tres  tipos: Circuitos  Integrados,  dispositivos discretos y dispositivos optoelectrónicos.


Los  componentes  pasivos  involucran  una  variada  gama  de  dispositivos  tales como: circuitos impresos, resistores, condensadores, conectores, cables, fuentes y tubos  de  rayos  catódicos;  estos  últimos  de  uso  todavía  como  pantallas  en  los televisores y en los monitores de los computadores.


El   mercado   mundial   de   componentes   electrónicos   en   1992   fue   de   160.000 millones de dólares (ver referencia (2)), distribuidos de la siguiente forma: Semiconductores US $ 90.000 millones Componentes pasivos US $ 70.000 millones del  total  de  ventas  de  semiconductores,  el  75  %  corresponde  a  los  Circuitos Integrados,  que  son  los  dispositivos  que  encierran  dentro  de  una  misma  cápsula muchos transistores, variando su número entre unas pocas decenas para el caso de  los  circuitos  lógicos  más  sencillos,  hasta  más  de  16  millones  para  el  caso  de las   memorias   de   16   Megabits.   Circuitos   que   de   otra   manera   tendrían   que construirse con elementos discretos ocupando grandes espacios e incrementando proporcionalmente su costo y su vulnerabilidad.


La Microelectrónica


La  microelectrónica  es  la  tecnología  de  desarrollo  y  de  producción  de  Circuitos Integrados, con el fin de lograr empacar dentro de unas pastillas de silicio de unos pocos centímetros cuadrados de extensión miles y hasta millones de transistores, reduciendo  cada  vez  más  las  dimensiones  de  estos  transistores,  que  en  el momento actual pasan por el orden de las 0.5 micras.

Aunque   en   electrónica   los   diferentes   sectores   son   interdependientes   y   se complementan unos con otros, - por ejemplo el hardware requiere del software y viceversa, los equipos electrónicos requieren de los componentes y estos a su vez requieren  de  los  primeros  porque  de  otra  manera  no  tendrían  mercado,  -  sin embargo,   es   un   hecho,   algunas   veces   aceptado   tácitamente   y   otras   veces planteado  explícitamente,  que  la  microelectrónica  constituye  el  factor  clave,  el decisivo dentro de la electrónica.

Pero  ¿por  qué  la  microelectrónica  constituye  el  factor  dirigente  de  la  industria electrónica,  siendo  que  su  mercado  apenas  representa  el  7  %  del  total?  Porque quien  domine  la  microelectrónica  está  en  capacidad  de  dominar  toda  la  industria electrónica y por esa vía, bien sea los países independientes tratan de asegurar su desarrollo  autónomo  y  sostenido,  o  bien  sea  las  potencias  tratan  de  asegurar  su predominio  sobre  las  demás.  La  carrera  en  la  electrónica  entre  los  países  más avanzados  o  entre  las  empresas  más  poderosas  de  esos  países,  radica  en  ver quien saca primero al mercado la siguiente generación de memorias, o la siguiente generación de microprocesadores de mayor velocidad y desempeño.

Siendo  la  electrónica  una  de  las  tecnologías  más  dinámicas,  las  compañías  de vanguardia deben innovar continuamente sus productos con el fin de no quedarse rezagadas,  ya  que  usualmente  los  equipos se  vuelven  obsoletos en  pocos  años, como sucede por ejemplo con los computadores personales.

Paralelamente  a  este  proceso  de  crecimiento  de  las  memorias,  se  ha  venido presentando  otro  no  menos  espectacular,  el  de  los  microprocesadores.  Mientras los primeros microprocesadores producidos por INTEL en 1971, manejaban 4 bits, operaban a una velocidad inferior a 1 megaciclo y contenían 2300 transistores, los microprocesadores  de  hoy,  como  el  Pentium,  manejan  64  bits,  operan  a  100 megaciclos y contienen más de 3 millones de transistores

Entre   las   tecnologías   de   fabricación   de   Circuitos   Integrados   predomina   la tecnología CMOS con un 74 % del mercado, seguida de la bipolar con un 12 %. De  las  restantes  vale  la  pena  mencionar  la  de  arseniuro  de  galio,  que  por  ser  la más rápida es la que se utiliza en altas frecuencias (como en telecomunicaciones), pero   todavía   no   se   vislumbra   ninguna   tecnología   que   pueda   disputarle   el predominio a la tecnología CMOS.

Como   cada   vez   se   hace   más   difícil   con   el   proceso   de   fabricación   actual (fotolitografía),  reducir  las  dimensiones  de  los  transistores,  se  están  ensayando otras alternativas, como el montaje de varios chips dentro de una misma envoltura y el empaquetamiento de las memorias en 3 dimensiones

Los costos que ahora acarrea el desarrollo de la microelectrónica se han elevado tanto,  que  resultan  onerosos  aún  para  los  grandes  fabricantes,  siendo  esta  la razón  de  los  múltiples  convenios  pactados  en  años  recientes  entre  los  gigantes norteamericanos, japoneses y europeos para la Investigación y el Desarrollo (I&D) de nuevos productos, tal como el celebrado entre IBM, Toshiba y Siemens para la I&D del chip de 256 Megabits a un costo de 1000 millones de dólares. Cifra esta a  la  que  se  debe  agregar  otra  inversión  de  aproximadamente  1000  millones  de dólares  para  el  montaje  de  la  planta  de  fabricación  de  tales  chips,  empleando tecnologías de 0.3 a 0.35 micras.

Estado del arte y prospectiva de los equipos electrónicos

Al   contrario   de   lo   que   sucede   con   las   novedades   en   microelectrónica, que usualmente pasan inadvertidas para el gran público que se beneficia de ellas, las novedades en equipos si causan gran impacto y son las que más impresionan al lego en la materia.

Las       herramientas     computacionales que  se están perfeccionando para          el reconocimiento  y  la   síntesis  de  la  voz  así  como  para el  reconocimiento  de imágenes, y que involucran tanto hardware como software, prometen interesantes logros  en  el  futuro  próximo.  Con  estas  herramientas  será  posible  librarnos  de  la tiranía  del  teclado,  se simplificara el  manejo de  aviones,  helicópteros  y vehículos automotores, lo mismo que la operación de las plantas industriales, y se cumplirá el sueño de incorporar visión en los robots.

Desde  comienzos  de  los  80  varias  compañías  japonesas  y  europeas  vienen trabajando  independientemente  en  la  televisión  de  alta  definición.  Esta  será  sin duda  la  televisión  del  siglo  XXI,  manejando,  además,  las  señales  digitalizadas  e integrada  a  un  computador,  de  tal  forma  que  será  interactiva,  permitiendo  al usuario escoger el programa deseado en cualquier momento, sin estar sometido a los caprichos de la programación.

Las nuevas tecnologías están originando toda una revolución en el campo de las telecomunicaciones,  que  ha  causado  un  remezón  en  las  tradicionales  y  a  veces paquidérmicas compañías del ramo, a las que les está brotando competencia por doquier,  gracias  a  la  irrupción  de  tecnologías  como  la  telefonía  móvil  celular,  los sistemas satelitales y la fibra óptica. Esta ultima aunque es menos popular que las dos  primeras, es la que ofrece mayor capacidad de transmisión, permitiendo enviar por  un  mismo  haz  más  de  10.000  conversaciones  telefónicas  o  muchas  señales de  video  simultáneamente.  La  última  generación  de  fibras  ópticas,  que  emplea amplificadores de fibra dopados con Erbio, puede transmitir más de 1000 km a la fantástica velocidad de 100 Gigabits por segundo[3].

La  unión  entre  los  computadores  y  las  telecomunicaciones  ha  dado  lugar  a  un sinnúmero  de  aplicaciones,  especialmente  en  los  sectores  de  la  banca  y  el comercio,  pero  también  en  los  campos  de  la  educación  y  de  la  cultura  gracias  a las  redes  de  computadores,  como  la  ya  popular  INTERNET.  Esta  unión  también ha hecho posible la oficina virtual, para lo cual solo se requiere de un computador dotado de un módem.

En  las  industrias  de  procesos  se  están  usando  desde  la  década  pasada  los transmisores inteligentes, que son instrumentos de medición dotados de microprocesadores,   que   por   medio   de   programas   (software)   pueden   realizar funciones   adicionales   como:   autodiagnóstico,   linealización,   compensación   por cambios  en  las  condiciones  de  operación  y  control  del  proceso.  Con  la  próxima entrada  en  vigencia  de  la  norma  conocida  como "bus  de  campo", se  consolidara este tipo de instrumentos, pero ya no transmitiendo en forma análoga sino digital y obteniendo  otras  ventajas  como:  extensión  del  control  distribuido  por  toda  la planta, menos posibilidades de degradación por ruido, empleo de menor cantidad de cables en el sistema de control y posibilidad de interconectar entre si equipos de diferentes fabricantes.

En la industria manufacturera se continuará con la tendencia a dotar a los robots de sensores, especialmente para el reconocimiento de imágenes y de voz.

 

Las perspectivas para las industrias que se aferren a los sistemas tradicionales de producción no son nada halagüeñas. Las industrias que no se modernicen, que no incorporen  las  tecnologías  avanzadas  a  sus  procesos  de  producción,  perderán competitividad y estarán condenadas irremediablemente a desaparecer.

[1] Cita el Autor: CURTOIS, Bernard. "CAD and testing of ICs and systems: Where are we going?" Estudio realizado para el Centro Nacional de Investigaciones Científicas (CNRS) de Francia. Grenoble. 1993

[2] MARTÍNEZ, Demetrio. "Visión general del sector electrónico en Colombia". Seminario sobre políticas y experiencias en sectores económicos de tecnologías avanzadas en América Latina y en Colombia. Manizales. 1988.

 

[3] El autor hace referencia a: DESURVIRE. "Comunicaciones ópticas: La quinta generación". Investigación y Ciencia Marzo. 1992.