Электронная промышленность мира

   Электронная  промышленность - промышленность, производящая электронные компоненты, такие, как транзисторы, интегральные микросхемы и электровакуумные приборы, а также изделия и оборудование, содержащие эти компоненты. Изделия электронной промышленности находят широкое бытовое, промышленное, учрежденческое и военное применение.

Электронные компоненты. Промышленность электронных компонентов выпускает полупроводниковые и электровакуумные приборы, конденсаторы, резисторы, катушки индуктивности, соединители, переключатели, источники питания, волноводы, антенны и пр. Такие компоненты поставляются изготовителям оборудования, используемого в компьютерах, средствах электросвязи, военной и авиационно-космической технике, бытовой аппаратуре, контрольно-измерительной технике, медицинском и транспортном оборудовании.

Полупроводниковые приборы. В середине 1990-х годов мировой рынок полупроводниковых приборов оценивался примерно в 90 млрд. долл., причем более 80% этой суммы составляли интегральные микросхемы (ИМС). Самый большой и наиболее быстрорастущий сектор рынка ИМС составляли ИМС запоминающих устройств. Наибольшим спросом пользовались ЗУ с МОП-структурами (металл – оксид – полупроводник), в частности динамические ЗУ с произвольной выборкой (ДЗУППВ) и ПЗУ с флэш-памятью. К началу 1990-х годов наибольшую долю рынка ДЗУППВ захватила Япония, но рынок продолжал расти, и США с Южной Кореей были его важными участниками. Спросом пользовались также видео-ЗУППВ, необходимые для видеографики высокого разрешения. Что касается ПЗУ с флэш-памятью, то для них имелись благоприятные перспективы широкого применения в портативных компьютерах и портативных средствах связи. Такие ПЗУ отличаются высоким быстродействием, малой потребляемой мощностью и способностью сохранять данные при отключении питания.

   Микропроцессоры, микроконтроллеры, цифровые процессоры сигналов и внешние (периферийные) микроустройства составляют второй по объему и быстроте роста сектор рынка полупроводниковых приборов. Микропроцессорные ИМС становятся все более сложными.

Цифровые процессоры сигналов (ЦПС) – это недорогие  микропроцессорные ИМС, широко применяемые  в измерительных приборах, средствах автоматики и управления технологическими процессами . На дискретные транзисторы и другие дискретные полупроводниковые приборы, в т.ч. оптоэлектронные, приходится около 15% мирового рынка полупроводниковых приборов.

Пассивные компоненты. К пассивным компонентам относятся резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и трансформаторы, соединители, переключатели и реле, а также пьезоэлектрические устройства.

Переход на бескорпусные конденсаторы, резисторы и резисторные  цепочки поверхностного монтажа  потребовал новых капитальных вложений. Автомобильный сектор рынка создал спрос на бескорпусные резисторы, а сектор переносного бытового и учрежденческого оборудования (портативных телефонов, электронных записных книжек и пр.) – спрос на бескорпусные конденсаторы.

   Катушки индуктивности и трансформаторы используются в основном в потребительской электронике и бытовой аппаратуре развлекательного характера, такой, как радиоприемники, аудиоаппаратура и телевизоры, а также в промышленном контрольно-регулирующем оборудовании.

   Соединители необходимы в любой электронной аппаратуре и образуют непрерывно растущий сектор рынка. Несмотря на кажущуюся простоту таких устройств, микроэлектроника предъявила новые требования к их конструкторам, и ожидается появление новых хитроумных конструкций.                   

   Компьютеры. Промышленность средств вычислительной техники – сектор электронной промышленности, намного опережающий другие и потребляющий наибольшую массу электронных компонентов.       

   Промышленность компьютерного оборудования охватывает компьютеры, ЗУ и накопители, терминалы и периферийное оборудование.

   Компьютеры можно разделить на следующие категории: супер-ЭВМ, большие ЭВМ, ЭВМ средней мощности, автоматизированные рабочие места (АРМ), персональные компьютеры (ПК) и портативные компьютеры. На рыночный сектор ПК приходится основная доля выручки, и объем сбыта ПК в штуках намного больше, чем компьютеров любой другой категории.

   В конце 20 в. рынок больших ЭВМ и ЭВМ средней мощности постепенно сокращался при одновременном расширении рынка АРМ и ПК. Однако предполагается, что достигшая высокого развития промышленность больших ЭВМ будет существовать и в 21 в., а производители ЭВМ средней мощности будут продолжать наращивать функциональность своей продукции, снижая в то же время цены под давлением конкуренции.

   АРМ, в которых используются быстродействующие микропроцессоры, первоначально привлекли внимание ученых и конструкторов. В конце 20 в. автоматизированные рабочие места угрожали вытеснить ЭВМ средней мощности в качестве сетевых серверов (потребителей учрежденческого оборудования АРМ заинтересовали вначале как электронные издательские системы и т.п.). АРМ основаны на микропроцессорах с архитектурой RISC (на основе упрощенного набора команд).

   Промышленность средств связи. Промышленность средств связи составляют производители телефонного и телеграфного, а также вещательного и связного радио- и телевизионного оборудования. Телефонное и телеграфное оборудование – это линии передачи и коммутаторы, а также терминальное и абонентское оборудование. К вещательному радио- и телевизионному оборудованию относятся радиопередатчики, приемопередатчики, небытовые радиоприемники, студийное вещательное оборудование, замкнутые и кабельные телевизионные системы, спутниковые системы связи, системы радиосвязи с подвижными объектами и радиотелефоны сотовой связи. Предполагается, что и в 21 в. еще долгие годы будет расширяться как аналоговая, так и цифровая система сотовой связи.

Функциональные  возможности радиотелефонных персональных систем связи (ПСС) будут расширяться от простой речевой связи до высокоскоростного обмена данными и подключения к системам электронной почты и радиофаксимильной связи.

   К терминальному оборудованию относятся учрежденческие телефонные станции (с исходящей и входящей связью с городом), телефонные аппараты, системы ввода с клавиатуры, факсимильные аппараты (факсы), модемы, системы обработки речевого сигнала и видеоаппаратура.

   Военная и авиационная электроника. Этот сектор рынка обеспечивают изготовители поисковых систем и систем обнаружения целей, а также навигационных систем, как мореходных, так и авиационных, соответствующих приборов и видов оборудования. В конце 20 в. фирмы военного профиля делали попытки осуществить конверсию своих технологических ноу-хау, применив их к решению задач мирного характера, таких, как создание радиолокатора, предотвращающего автомобильные дорожные наезды.

   Измерительная аппаратура. Промышленность, производящая электрическую контрольно-измерительную аппаратуру, выпускает генераторы сигналов, осциллографы, анализаторы спектра и универсальные электроизмерительные приборы, а также автоматическое испытательное оборудование для контроля полупроводниковых приборов, печатных плат и пр. Особенно большой спрос прогнозируется на быстродействующие системы проверки средств связи.

   Медицинское электронное оборудование. Эта отрасль промышленности выпускает мониторы для контроля за состоянием здоровья пациента, водители ритма, ультразвуковые сканеры и магнитно-резонансные томографы. Кроме того, она производит аппараты для миоэлектрического контроля и функционального стимулирования, имплантируемые стимуляторы и системы контроля, а также радиологическое оборудование (терапевтическое и диагностическое). 

Структура мирового электронного рынка в 1996 - 2003  
годах

6. Историческое развитие  и современное  состояние отрасли.

   Электронная промышленность развилась из радиотехнической промышленности, начало которой положило изобретение электронной лампы. Вакуумный триод был изобретен в 1906, за этим последовал более чем десятилетний «инкубационный» период коммерциализации радиотехники. Параллельно этому шло развитие военной электроники, промышленной электроники и техники телефонной связи. С изобретением транзистора в 1947 стало возможным развитие промышленности средств вычислительной техники. Хотя электронные лампы и применялись в первых вычислительных устройствах, из-за больших размеров таких ламп, их высокой потребляемой  
мощности и низкой надежности эти вычислительные устройства были вытеснены компьютерами.  
   Электроника прошла несколько этапов развития, за время которых сменилось несколько поколений элементной базы: дискретная электроника электровакуумных приборов, дискретная электроника полупроводниковых приборов, интегральная электроника микросхем (микроэлектроника), интегральная электроника функциональных микроэлектронных устройств (функциональная микроэлектроника).  
   Элементная база электроники развивается непрерывно возрастающими темпами. Каждое из приведенных поколений, появившись в определенный момент времени, продолжает совершенствоваться в наиболее оправданных направлениях. Развитие изделий электроники от поколения к поколению идет в направлении их функционального усложнения, повышения надежности и срока службы, уменьшения габаритных размеров, массы, стоимости и потребляемой энергии, упрощения технологии и улучшения параметров электронной аппаратуры.  
   Современный этап развития электроники характеризуется широким применением интегральных микросхем (ИМС). Это связано со значительным усложнением требований и задач, решаемых электронной аппаратурой, что привело к росту числа элементов в ней. Число элементов постоянно увеличивается. Разрабатываемые сейчас сложные системы содержат десятки миллионов элементов. В этих условиях исключительно важное значение приобретают проблемы повышения надежности аппаратуры и ее элементов, микроминиатюризация электронных компонентов и комплексной миниатюризации аппаратуры. Все эти проблемы успешно решает микроэлектроника.  
   Становление микроэлектроники как самостоятельной науки стало возможным благодаря использованию богатого опыта и базы промышленности, выпускающей дискретные полупроводниковые приборы. Однако по мере развития полупроводниковой электроники выяснились серьезные ограничения применения электронных явлений и систем на их основе. Поэтому микроэлектроника продолжает продвигаться быстрыми темпами как в направлении совершенствования полупроводниковой интегральной технологии, так и в направлении использования новых физических явлений.  
   Разработка любых ИМС представляет собой довольно сложный процесс, требующий решения разнообразных научно-технических проблем. Вопросы выбора конкретного технологического воплощения ИМС решаются с учетом особенностей разрабатываемой схемы, возможностей и ограничений, присущих различным способам изготовления, а также технико-экономического обоснования целесообразности массового производства.  
   Эти вопросы находят решение путем использования двух основных классов микросхем - полупроводниковых и гибридных. Оба эти класса могут иметь различные варианты структур, каждый из которых с точки зрения проектирования и изготовления обладает определенными преимуществами и недостатками. По своим конструктивным и электрическим характеристикам полупроводниковые и гибридные интегральные схемы дополняют друг друга и могут одновременно применяться в одних и тех же радиоэлектронных комплексах.  
   Изделия микроэлектроники: интегральные микросхемы различных степеней интеграции, микросборки, микропроцессоры, мини- и микро-ЭВМ -позволили осуществить проектирование и промышленное производство функционально сложной радио- и вычислительной аппаратуры, отличающейся от аппаратуры предыдущих поколений лучшими параметрами, более высокой надежностью и сроком службы, меньшими затратами потребляемой энергии и стоимостью. Аппаратура на базе изделий  
микроэлектроники находит широкое применение во всех сферах деятельности человека. Созданию систем автоматического проектирования, промышленных роботов, автоматизированных и автоматических производственных линий, средств связи и многому другому способствует микроэлектроника.  
   За последние несколько лет мировая электроника продемонстрировала высокие темпы роста и большую жизнеспособность. Причем в долгосрочной перспективе рынок проводниковой отрасли растет достаточно быстро, тогда как тенденции в краткосрочной перспективе могут быть иными. Как свидетельствует статистка, в среднем ежегодный прирост в электронной промышленности с 1978г. по 1998г. составил 16 %. Однако в течение указанного периода наблюдается два периода спада электронной промышленности. Это промежутки времени: 1981 - 1982, 1985, 1989 - 1992 и 1996 - 1998 года (скорость роста ниже среднего). Соответственно периоды, когда прирост был выше среднего, составляют промежутки времени: 1978 -1980, 1983 - 1984, 1986-1988 и 1993 - 1995 [97].  
С 1995 года в полупроводниковой промышленности наблюдается значительный избыток производственных мощностей. Также необходимо отметить, что мировая электронная промышленность подвержена циклическим изменениям.  
   В среднем темпы развития полупроводниковой отрасли в развитых странах опережают темпы роста валового продукта в 5-10 раз, при этом вложенные средства, направленные на развитие отрасли, по рентабельности в 3-4 раза больше по сравнению с другими отраслями.

7. Главные районы  и центры размещения  основных производств  отрасли.

   В США сложились наиболее благоприятные научные, производственные, рыночные и другие предпосылки создания электронной промышленности. В отличие от разоренных Второй мировой войной Западной Европы и Японии США сразу захватили лидерство в становлении отрасли. Ее развитие стимулировали емкий внутренний рынок на разнообразные изделия электроники, а также крупные военные заказы, составлявшие в отдельные периоды до 15-17% общего объема продукции отрасли. До сих пор на научные исследования в США расходуются огромные средства. Поэтому электронная промышленность превратилась в одну из ведущих в индустрии. 
США достигли наибольшего уровня электронизации всех сфер общественной жизни. В стране создан самый обширный в мире информационный комплекс. Она – первая по общему количеству имеющихся компьютеров, по насыщенности ими быта и сферы бизнеса. Свыше половины их имеют выходы в различные локальные, региональные и общенациональные компьютерные сети и практически все подключены к глобальной международной компьютерной сети Интернет. Благодаря этому США оказывают 2/3 мировых информационных услуг. 
   В США сформировалась самая сложная, наиболее развитая структура электронной промышленности. В ней представлены все разнообразные производства современной электроники, но роль каждого из них неодинакова. Важнейшими являются выпуск компьютеров (около 25% стоимости продукции отрасли) и компонентов (до 22%). Эти два ключевых производства дают почти половину всей электронной продукции страны. По 8-12% приходится на изготовление средств связи, медицинского, контрольно-измерительного и навигационного оборудования. Доля сравнительно простой и дешевой бытовой электронной аппаратуры невелика и составляет всего около 4%. 
   Особенности создания электронной промышленности США отразились и на формировании ее территориальной структуры. Последняя в гораздо меньшей степени оказалась связанной с давно сложившимися индустриальными очагами и центрами, чем большинство других обрабатывающих отраслей. В значительной мере именно электроника впервые стимулировала организацию в стране промышленных парков, приведших в конечном итоге к возникновению технополисов (среди них знаменитая Силиконовая долина с ее многими десятками электронных фирм). Вне индустриальных центров образовались и другие ареалы электронных производств, например, около Бостона вдоль окружного шоссе № 128, у Филадельфии вдоль федеральной автострады № 202. 
Выраженная специализация отрасли на выпуске самой наукоемкой и дорогостоящей продукции определила основные черты экспорта и импорта. Экспортная квота изделий электронной промышленности США в 90-е гг. – наименьшая среди ведущих регионов и стран: всего 12%. Импорт постоянно и заметно превышает экспорт. 
   Япония – второе в мире государство по уровню развития электронной промышленности. По сравнению с США и Западной Европой она не обладала какими-либо заметными сырьевыми, научными или финансовыми предпосылками для создания и мощного развития данной отрасли. После Второй мировой войны производственный аппарат индустрии и внутренний рынок страны были дезорганизованы. Уникальным ростом своей экономики Япония обязана решительной ориентацией индустрии на внешние рынки. Это позволило быстро восстановить и обновить производственный потенциал электротехнической промышленности, в недрах которой возникла электронная. В немалой степени этому способствовало наличие многочисленных высококвалифицированных кадров рабочей силы. В электронной промышленности страна последовательно осуществляла переход от производства простых электронных экспортных товаров ко все более сложным. Так, в середине 60-х гг. Япония обогнала США и захватила лидерство в мире по выпуску радиоприемников, в конце 60-х гг. – телевизоров (их производство началось только в 1953 г.), а в 80-е гг. – видеомагнитофонов, видеокамер. В начале 80-х гг. Япония, совершившая технологический прорыв в электронике, обогнала Западную Европу и быстро приближается к США в изготовлении наиболее сложной наукоемкой продукции: сначала полупроводников, а затем интегральных схем и компьютеров. 
   По степени электронизации хозяйства и быта Япония уступает среди крупных государств только США, а по некоторым позициям превосходит и их. Так, в японской промышленности задействовано около половины всех роботов в мире. Страна – вторая по общему количеству используемых компьютеров и другой сложной электронной техники. Велика насыщенность японского общества и бытовой электронной аппаратурой. В немалой мере это обусловлено высоким уровнем производства электронной продукции в расчете надушу населения – 3653 долл. в 1996 г., тогда как в США этот показатель составлял 1932, а в Западной Европе 538 долл. 
   Структура электронной промышленности Японии отражает особенности ее формирования, достигнутые успехи науки, технологии и техники, приоритетное значение внешнеторговых связей для страны. Ведущие позиции заняли в производстве наукоемкие экспортные товары: компоненты – до 35% и компьютеры – около 25%. Их суммарная доля (примерно 3/5 стоимости всей продукции отрасли) даже несколько выше, чем в США. Очень четко подчеркивает традиционную экспортную роль японской бытовой электроники ее все еще высокий удельный вес в структуре – до 20%. Однако и для нее характерно преобладание выпуска сравнительно дорогостоящих инновационных изделий: Япония дает 100% видеодисковых проигрывателей в мире, 89% – видеокамер, 62% – видеомагнитофонов, 52% – компакт-дисковых проигрывателей. 
   Размещение производств японской электронной промышленности четко отражает все особенности развития отрасли. С середины 80-х гг. идут активные процессы перемещения многих трудоемких производств в зарубежные страны с дешевой рабочей силой или устойчивым рынком сбыта японских электронных товаров. Вне Японии работает около 800 предприятий ее электронных фирм: 400 в странах Азии, почти 130 в США, более 100 в Европе. Только одна фирма «Мацусита» создала более 100 заводов в 40 странах. В Юго-Восточной Азии сначала выпускали массовую аудио- и видеоаппаратуру, а затем и более сложные изделия – кинескопы, полупроводники, видеомагнитофоны. В самой Японии сохраняются лишь самые высокотехнологичные производства, например, изготовление интегральных схем и компьютеров новых поколений, телевизоров высокой четкости изображения. Производства именно этой продукции чаще всего переносятся из перенасыщенных промышленностью городов тихоокеанского индустриального пояса Японии в ее новые центры, в том числе в уже существующие и создаваемые технополисы. 
   Западная Европа в целом обладает не меньшими научными, финансовыми, техническими и другими предпосылками для развития электронной промышленности. Так, в Европе впервые в мире были проведены научные исследования в области электротехники и электроники, созданы производства продукции этих отраслей. Суммарная потенциальная емкость европейского рынка для электронных товаров гораздо больше, чем в США или Японии. Сравнительно медленное послевоенное развитие отрасли в регионе было обусловлено: 
    1)отсутствием единого регионального рынка, относительной изолированностью и узостью многих национальных рынков Западной Европы; 
     2)слабым участием отрасли во внерегиональном экспорте ее продукции; 
     3)затянувшейся структурной, технической и организационной перестройкой электронных производств в Западной Европе в 1955-1965 гг.; 
     4)мощной конкуренцией бурно растущей электроники США и Японии. 
   Степень электронизации хозяйства и быта в Западной Европе остается для большинства государств региона меньше, чем в США. Ее в значительной мере сдерживал недостаточный уровень производства продукции электронной промышленности. Это видно из сравнения стоимостных показателей потребления электронных товаров надушу населения в Японии, США и Западной Европе. В 1990 г. оно составляло (учитывая производство, экспорт и импорт продукции): Япония – 1200 долл., США – 1100 долл., Западная Европа – 900 долл. Отдельные государства региона сильно отличаются по этому показателю и лишь немногие из них (Германия, Франция, Швейцария, Швеция и некоторые другие) достигли или даже превзошли уровень Японии и США. 
   В структуре электронной промышленности региона очень высока доля телекоммуникационной аппаратуры – до 38%, значительна роль вычислительной техники – более 20%, различных электронных приборов (в том числе оборудования для производств самой отрасли, электронной медицинской аппаратуры и т.д.) – 20%. С 80-х гг. сложилось мощное производство мобильных средств связи в Финляедии и Швеции (43% выпуска мобильных телефонов в мире в 1998 г). Доля бытовой электроники (12%) была больше, чем в США, но меньше, чем в Японии. Весьма невелика доля активных компонентов – всего 6%. 
   География электронной промышленности Западной Европы определяется размещением отрасли в таких ведущих государствах, как Германия, Франция, Великобритания, Италия и Нидерланды. На них приходится около 90% продукции отрасли региона.