Le triomphe de l'électronique industrielle a débuté en 1941 avec l'invention du premier ordinateur entièrement automatisé, le Z3. Lors de la troisième révolution industrielle, qui a commencé en 1970, elle a constitué le socle indispensable de toutes les formes d'automatisation. Et pour la quatrième révolution industrielle, elle représente la technologie clé. En effet, dans presque tous les secteurs industriels, elle assure la transition numérique entre le monde physique des machines, des systèmes et des dispositifs, et le monde virtuel d'Internet, grâce aux progrès considérables réalisés dans les domaines de la microélectronique et des technologies de l'information et de la communication.
L'électronique industrielle est soumise aux mêmes exigences constantes : « plus rapide, plus économique, plus compacte, moins chère ». Elle doit également être robuste et capable de supporter des années de variations de tension cycliques, 24 heures sur 24. De plus, l'humidité, les vibrations, la chaleur et les effets des produits chimiques ne doivent pas entraver son fonctionnement.
Cependant, les semi-conducteurs industriels ne peuvent rivaliser dans la course mondiale aux nanomètres. Selon la ZVEI, l'Association allemande de l'industrie électronumérique, leur production reste majoritairement comprise entre 65 et 800 nm. Cette finesse de gravure est non seulement moins coûteuse, mais elle garantit également une robustesse et une fiabilité accrues sur le long terme. À titre de comparaison, les processeurs de nouvelle génération d'Apple pour MacBook et iPhone atteignent une finesse de gravure de 3 nm. Les principaux fabricants mondiaux de puces pour l'électronique industrielle présenteront l'état de l'industrie lors du salon electronics 2022 : Bosch, Infineon, NXP, Renesas, STMicroelectronics, Texas Instruments, Toshiba Electronics et Vishay Intertechnology en sont des exemples.
Électronique de puissance en Europe
Selon ZVEI, l'industrie représente 26 % de la consommation de semi-conducteurs en Europe, et l'électronique de puissance en constitue une part importante. Contrairement aux composants conventionnels, l'électronique de puissance supporte des courants et des tensions extrêmement élevés lors de la commutation, du contrôle et de la conversion de l'énergie électrique. Cette performance est supérieure avec le carbure de silicium (SiC) et le nitrure de gallium (GaN) qu'avec le silicium traditionnel (Si). En effet, ces semi-conducteurs à large bande établissent de nouvelles normes en matière de fréquence de commutation, de rendement, de rigidité diélectrique, de dissipation thermique et de taille. Pour les applications haute tension dans l'automatisation industrielle, cela se traduit par un gain d'efficacité énergétique et une réduction des coûts. Bosch, Infineon, Onsemi, Renesas, Rohm, STMicroelectronics et Vishay, les principaux fabricants d'électronique de puissance, seront présents à electronica 2022. Par ailleurs, le Forum sur l'électronique de puissance, qui se tiendra le mercredi 16 novembre de 10h00 à 13h30, abordera également la tendance des semi-conducteurs à large bande.
Organes sensoriels pour l'industrie
La production automatisée, grâce à ses processus flexibles, a avant tout besoin de données. Le cabinet d'analyse IDC prévoit que le volume de données générées dans le monde atteindra 163 zettaoctets (Zo) d'ici 2025. Les entreprises devraient représenter 60 % de ces données. Cette croissance est due à l'Internet industriel des objets (IIoT) et à ses innombrables capteurs, filaires et sans fil. Ces derniers impliquent des exigences élevées en matière de précision, de plage de fréquences de fonctionnement et de robustesse.
Les capteurs IIoT sont généralement capables de fonctionner en temps réel et, outre l'enregistrement de mesures avec des fonctions d'IA intégrées, ils préparent et traitent de plus en plus les signaux sur site (informatique de périphérie). Cela réduit la consommation d'énergie et les transferts de données vers le cloud. Le capteur d'inclinaison MEMS IIS2ICLX de STMicroelectronics, par exemple, possède un cœur d'apprentissage automatique programmable. Parmi les applications typiques, on trouve l'automatisation industrielle et la surveillance des structures par la mesure de vibrations faibles et de basse fréquence.
Capteurs pour jumeaux numériques
Les capteurs intelligents simplifient la création et l'utilisation des jumeaux numériques en éliminant la transmission de données brutes, une opération coûteuse et gourmande en ressources. Les images numériques accompagnent les machines, les systèmes et les produits tout au long de leur cycle de vie. Parmi les applications typiques, citons la surveillance en temps réel et la maintenance prédictive.
Par exemple, le jumeau numérique de Bosch pour la gestion intégrée des performances des actifs (IAPM), lauréat du prix Microsoft Intelligent Manufacturing Award 2021, prend en charge des projets d'automatisation complexes. Cette solution basée sur le cloud collecte les données générées par les machines et envoie automatiquement des notifications concernant les besoins de maintenance via l'Internet industriel des objets (IIoT). Elle permet ainsi aux entreprises manufacturières de réduire leurs besoins en matières premières et en énergie, un avantage considérable, notamment sur le marché actuel.
Lors d'electronica 2022, le Forum IIoT et Cybersécurité illustrera comment les applications industrielles peuvent être rendues encore plus intelligentes grâce à des concepts tels que l'Internet industriel des objets (IIoT), l'intelligence artificielle (IA) et la 5G.
