فناوری‌های نوظهور و روندهای آتی صنعت الکترونیک: – فناپ‌تک
خانه / نوآوری / فناوری‌های نوظهور و روندهای آتی صنعت الکترونیک:

فناوری‌های نوظهور و روندهای آتی صنعت الکترونیک:

صنعت الکترونیک، از بازیگران کلیدی در اقتصاد جهانی است که با بهره‌گیری از آخرین پیشرفت‌های فناوری؛ همچون استفاده از مواد پیشرفته و الکترونیک ارگانیک، به سرعت در حال پیشروی است. همچنین، ترندهای فناورانه‌ای مانند هوش مصنوعی (AI) و اینترنت اشیا (IOT)، محرک رشد صنعت الکترونیک هستند. شرکت‌ها نیز با هدف بهبود کارایی و انعطاف‌پذیری عملکرد خود، بیش از پیش، به نوآوری در طراحی و ساخت قطعات الکترونیکی می‌پردازند. برای مثال، از طریق چاپ سه بُعدی، فرایند تولیدی خود را پویاتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر می‌کنند و یا با استفاده از الکترونیک ارگانیک، موجب افزایش پایداری، دوام و کارایی محصولات الکترونیکی خود می‌شوند.

از نظر بازار هدف، می‌توانیم شرکت‌های فعال در صنعت الکترونیک را در چند بخش بگنجانیم که  لوازم الکترونیکی مصرفی (از جمله موبایل، دوربین کنترلی و …) فقط یکی از آن‌هاست. یکی دیگر از این بخش‌‌بندی‌ها، تولید تجهیزات شبکه‌سازی و ارتباطی است که شرکت‌های فعال در آن، به تولید سخت‌افزارهای شبکه‌ای مصرفی و صنعتی؛ مانند مودم، روتر، دستگاه کارتخوان، خودپرداز و … می‌پردازند. در ادامه، برخی از اثرات شیوع بیماری کرونا بر کل صنعت الکترونیک و به طور خاص، بر این دو بخش را بررسی می‌کنیم.

اثرات کووید-19:

پس از شروع همه‌گیری، طبق نمودار زیر، نرخ رشد صنعت الکترونیک، یک کاهش 3 درصدی را در سال 2020 تجربه کرد؛ اما هم اکنون در حال بهبود است؛ به ویژه در بخش لوازم الکترونیکی مصرفی؛ چرا که در اثر گسترش دورکاری، آموزش مجازی و گذراندن اوقات فراغت در خانه، تقاضا برای این لوازم بیشتر شده‌است[i]. از طرف دیگر، رونق لوازم الکترونیکی مصرفی در این دوران، منجر به افزایش تقاضا برای نیمه‌هادی‌ها و بروز مشکلاتی در زنجیره ارزش جهانی آن‌ها شده که در نهایت، بازار آن‌ها را دچار کمبود عرضه ساخته‌است[ii]. یکی از محصولات الکترونیکی در بخش تجهیزات شبکه‌سازی و ارتباطی، دستگاه کارتخوان (POS) است که طبق گزارش انجمن اروپایی تراکنش امن (EAST, 2021)، در پی شیوع کرونا و ممنوعیت واردات از چین، تولید سیستم‌های POS مبتنی بر اندروید که تقریباً تنها در چین تولید می‌شدند، دچار مشکلات عرضه و حتی فشار بر قیمت‌گذاری شد و این مسئله، فروشگاه‌های خرده‌فروشی را با کمبود ماشین‌های سوایپ برای پردازش پرداخت‌های دیجیتال، مواجه ساخت[iii].

از طرف دیگر، با توجه به عزم جدی جهانی در رفع مشکلات پیش‌آمده، استاتیستا در سال 2021 پیش ‌بینی کرد که نرخ رشد صنعت الکترونیک در سال 2022، معادل 5 درصد در قاره آمریکا و 6 درصد در سطح جهانی خواهد بود. نمودار زیر، برآورد نرخ رشد صنعت الکترونیک را از سال 2020 تا 2022 و بر اساس منطقه جغرافیایی نشان می‌دهد که اثرات همه‌گیری، در آن نمایان است[iv].

 

برآورد نرخ رشد صنعت الکترونیک را از سال 2020 تا 2022 (منبع: گزارش استاتیستا در سال 2021)

 

فناوری‌های نوظهور و روندهای آتی صنعت الکترونیک:

شناسایی روندهای فناورانه، همواره مورد توجه متخصصان و مدیران صنایع مختلف بوده‌است؛ چرا که در تصمیم‌گیری استراتژیک، به آن‌ها کمک شایانی ‌می‌کند. پلتفرم StartUs Insights، در سال 2021 به کمک هوش مصنوعی، داده‌های 1112 استارتاپ و شرکت تازه تاسیس را تحلیل کرد و به یک تصویر کلی از فناوری‌ها و استارتاپ‌های نوظهور صنعت تولید الکترونیک برای سال 2022 رسید که در ادامه، هرکدام از این موارد را به طور مختصر توضیح می‌دهیم[i]:

  • مواد پیشرفته (Advanced Material): صنعت نیمه هادی، برای دهه‌ها به سیلیکون متکی است که محدودیت‌های متعددی از جمله در لیتوگرافی دارد. استارتاپ‌ها و شرکت‌های تازه‌تاسیس، در حال توسعه جایگزین‌هایی برای سیلیکون و سایر مواد نیمه‌رسانا؛ مانند گرافن و نانومواد هستند که عملکرد و کارایی بیشتری دارند.
  • لوازم الکترونیکی ارگانیک (Organic Electronics):  افزایش آگاهی برای توسعه پایدار و تولید سازگار با محیط زیست، تولیدکنندگان را به سمت انتخاب لوازم الکترونیکی ارگانیک، سوق می‌دهد. آن‌ها نسبت به لوازم الکترونیکی غیرآلی، مقرون به صرفه‌تر، انعطاف‌پذیرتر و سبک‌تر هستند و مصرف انرژی کمتری دارند. همچنین، طراحی مدارهایی با اجزای میکروبی یا تولید دستگاه‌هایی با مواد زیست تخریب‌پذیر و قابل بازیافت، یکی از روندهای آتی تولید لوازم الکترونیکی است.
  • هوش مصنوعی (AI):  روش‌های مرسوم، محدودیت‌هایی در تغییر چرخه‌های توسعه محصول، بهبود فرایندهای طراحی محصول، کاهش نقص‌ها و ارائه سریع‌تر محصولات به بازار دارند؛ اما هوش مصنوعی، این محدودیت ها را برطرف می‌کند.
  • اینترنت اشیا (IOT): رشد سریع اینترنت اشیا، فرصتی بی سابقه برای صنعت الکترونیک است و موجب خودپردازش و ذخیره داده‌ها توسط ماشین‌های تولید الکترونیکی می‌شود. از آنجایی که حسگرها یکی از اجزای کلیدی اینترنت اشیا هستند، بهبود مستمر در تولید آن‌ها نیز یک ضرورت است. بعلاوه، گذار به دستگاه‌های مجهز به 5G نیازمند تراشه‌هایی با معماری کارآمدتر و به صرفه‌تر است.
  • سیستم‌های تعبیه‌شده (Embedded Systems): امروزه، سیستم‌های تعبیه‌شده،‌ بخشی جدائی‌ناپذیر از هر وسیله الکترونیکی هستند که بر سرعت، امنیت، اندازه و قدرت دستگاه، تاثیر می‌گذارند. گذار به یک دنیای متصل (connected)، تقاضای این سیستم‌ها را افزایش می‌دهد. این سیستم‌ها کنترل و نظارت بر تجهیزات تولید لوازم الکترونیکی را نیز بهبود می‌دهند.
  • لوازم الکترونیکی چاپ‌شده (Printed Electronics): چاپ قطعات الکترونیکی بر روی بستر نیمه‌هادی، موثرترین راه برای کاهش هزینه کلی فرایند تولید است. برخلاف نیمه‌هادی های سنتی که از سیم‌های ریز به عنوان مدار استفاده می‌کردند، در لوازم الکترونیکی چاپی، از جوهرهای رسانا و فیلم‌های انعطاف‌پذیر، استفاده می‌شود. علاوه بر این، پیشرفت در فناوری‌های چاپی، به حوزه لوازم الکترونیکی هیبریدی انعطاف‌پذیر نیز کمک می‌کند.
  • بسته بندی مدار مجتمع پیشرفته (Advanced IC Packaging): امروزه، تولیدکنندگان نیمه‌هادی، به فناوری‌های جدید بسته بندی مدار مجتمع پیشرفته روی آورده‌اند تا یکپارچگی بیشتری را در بسته‌های بسیار کوچک، فراهم کنند. این روند، از طریق چیدمان عمودی اجزای ماژولار، موجب بهبود سفارشی‌سازی و بازدهی نیز می‌شود.
  • لوازم الکترونیکی مینیاتوری (Miniaturized Electronics): نوآوری‌هایی برای کوچک‌سازی اجزای الکترونیک؛ تا جایی که سرعت، قابلیت اطمینان و کارایی آن‌ها حفظ شود، در حال رخ دادن است. یکی دیگر از جنبه‌های کوچک‌سازی، ادغام بیشتر مشخصات درون یک جزء مشخص است. برای مثال، حسگرهای نانونت (Nanoner Sensors)، یک نوآوری جدید در این حوزه هستند.
  • تولید افزوده یا چاپ سه بُعدی (3D Printing): چاپ سه بعدی در تولید لوازم الکترونیکی، نیاز به مدارهای تخت را از بین می برد و تولید طرح‌های نوآورانه جدیدی را امکان پذیر می‌کند. چاپ‌گرهای سه‌بعدی، قطعات الکترونیکی را به عنوان یک قطعه یکپارچه می‌سازند و نیاز به مونتاژ را کاهش می‌دهند یا کاملا از بین می‌برند. در نتیجه، فرایند نمونه‌سازی (prototyping) را سرعت می‌بخشند و موجب سفارشی‌سازی انبوه (mass customization) می‌شوند.
  • فناوری‌های چندبُعدی (Immersive Technologies): استفاده از نیروی انسانی در مراحل ساخت لوازم الکترونیکی، احتمال خطای انسانی را بالا می‌برد و تاثیر منفی بر راندمان کلی دارد. فناوری‌های چندبُعدی، این مشکل را حل می‌کنند؛ به این صورت که قبل از شروع فرایند تولید، خطاهای رایج تولید و خطاهای طراحی را در مدارها شناسایی می‌کنند. علاوه بر این، موجب تسهیل آموزش پرسنل، توسعه نمونه اولیه (prototype) و تعمیر و نگهداری شده و امکان تجسم جریان کار را قبل از تنظیم خطوط تولید، برای اپراتورها فراهم می‌کنند.

 

نویسندگان:

نازنین دانش خواه؛ متخصص نوآوری شرکت فناپ تک و دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی فناوری اطلاعات (IT)

زهرا مرادی؛ کارشناس نوآوری و کارشناس ارشد رشته مدیریت تکنولوژی و نوآوری از دانشگاه تهران

[i] https://www.startus-insights.com/innovators-guide/electronics-manufacturing-trends/

[i] https://www.statista.com/statistics/268396/estimated-growth-rates-for-the-electronics-industry-by-region/

[ii] Digital economy report 2021 (United Nations)

[iii] https://www.researchandmarkets.com/reports/5275222/pos-system-market-growth-trends-covid-19

[iv] رفرنس اول

همچنین ببینید

اینترنت اشیا در صنعت الکترونیک 

اینترنت اشیا در صنعت الکترونیک  (بازار اینترنت اشیا)     همگرایی دنیای دیجیتال و فیزیکی …

 طراحی سایت