151 La sfida dei microchip. La tecnologia indispensabile al giorno d’oggi.

I MICROCHIP e altro. La tecnologia indispensabile nel mondo d’oggi.

Ciao a tutti, spero stiate tutti bene. Qui a Busto Arsizio, la mia città, è arrivato un po’ il caldo, anche se a volte di sera e anche di mattino è fresco. Ma ormai è così fa caldo poi fa freddo poi torna il caldo… Va bene.

Dunque oggi il podcast tratta di un argomento molto attuale direi, lo si capisce già dal titolo. I microchip e un po’ di elettronica. Devo premettere che non sarà una “lezione” di elettronica, un po’ la conosco ma solo a livello amatoriale. Quindi se commetterò qualche errore non me ne vogliano…gli esperti, supposto che ci siano esperti di elettronica che ascoltano il podcast. Tutto qui.

(dire non me ne vogliano…significa che chi è più esperto di me in elettronica non si deve diciamo…così arrabbiare o scandalizzare se dico magari qualcosa di non preciso)

Devo aggiungere anche che se volete, sul mio sito Italiano per stranieri con Marco, troverete delle immagini,…………. delle foto che ho scattato io, nella mia collezione di radio, a valvole e a transistor, e ci sono anche delle foto dei circuiti integrati e dei CHIP.

 

Dunque, incominciamo.

Molti anni fa, io me lo ricordo, non esistevano i chip. Nella mia esperienza dell’elettronica, ormai abbastanza lunga, come ho già forse detto, ho incominciato ad occuparmi di elettronica a livello amatoriale da giovanissimo, a quattordici anni, ecco ho assistito a una grandiosa evoluzione dell’elettronica.

A 14, forse a 16 anni, e qualche anno dopo, mi divertivo con le valvole i tubi di vetro che ci sono all’interno delle vecchie radio. Ora le radio a valvole sono “vintage”, diciamo noi, roba da museo. Giustamente è una tecnologia superata, anche se andrebbe forse rivalutata. Ma non è questo il tema del podcast.

Oggi infatti come ho detto, voglio parlare dei MICROCHIP facendone un po’ la storia cercando di capire la situazione. Cercherò di spiegare, un po’ cosa sono e a cosa servono, come ho detto non sono un tecnico ma qualcosa ci capisco. (Ecco qui ho usato un’ espressione abbastanza diffusa. Ci capisco….a volte lo diciamo in senso negativo…io qui non ci capisco niente….oppure io qui ci capisco qualcosa …oppure diciamo …capirci qualcosa non è facile).

Ecco dunque cerchiamo di capirci qualcosa.

Dunque tutto è diciamo incominciato con la scoperta del transistor nei lontani anni ’50, negli anni 50.

 

VALVOLE DI VARIO GENERE DEGLI ANNI ‘60

 

 

MONTAGGIO IN “ARIA”, SENZA IL CIRCUITO STAMPATO (ANNI ‘50 e precedenti)

Ecco fino alla scoperta del transistor tutta diciamo l’elettronica era basata sulle valvole, cioè dei tubi di vetro con all’interno dei componenti, dei pezzi di metallo, fili, filamenti sottili, griglie di metallo. Questi tubi di vetro erano in grado di fare molte cose. Sostanzialmente potevano amplificare (rendere più grandi).……. correnti elettriche applicate ai vari componenti. Avevano però un difetto, erano ingombranti, grandi, delicate e difficilmente trasportabili. Gli americani che per loro natura si spostano e vogliono portare tutto in giro hanno incominciato a sentire l’esigenza di radio più piccole e soprattutto, trasportabili.

E le valvole non andavano bene per questo scopo.

C’era però un lato positivo nelle valvole, e cioè il fatto che le valvole venivano prodotte anche in Europa e in Italia. C’erano infatti aziende come la Geloso e anche altre, o la Telefunken, tedesca che collaboravano e producevano valvole. Quindi la produzione del cuore dell’elettronica era in Europa e negli Stati Uniti.

Ma le cose sono presto cambiate.

 

TRANSISTOR PER ALTA FEDELTA’  (HI FI)

 

 

 

E’ nato così il transistor, un componente costituito da vari elementi che sostituiscono le valvole e ne fanno le stesse funzioni praticamente. Il transistor visto dall’esterno è un piccolo pezzo di metallo…..di forma rotonda con attaccato tre pezzi di metallo, che si chiamano in diversi modi. Potete vedere la figura nel sito.

Nasce, così negli anni sessanta, la radio a transistor. La radio è molto più leggera, comoda e efficiente.

In realtà il transistor era stato inventato anni prima e brevettato esattamente nel 1947 da due fisici americani della Bell, Walter Brattain e John Barden che realizzarono il primo prototipo funzionante.

La prima radio a transistor fu prodotta però solo nel 1957 dalla Sony e commercializzata nel mercato americano.

I transistor vengono prodotti principalmente negli Stati Uniti e in Giappone dalla Sony. Ma anche in Italia, seppure in quantità limitate. Furono prodotti transistor da aziende come la Geloso e la CGE (Compagnia Generale Elettricità) e la Olivetti. Quindi il mercato era abbastanza frammentato, non c’era un solo paese produttore.

Dunque, in pochi anni le radio a valvole spariscono dal mercato completamente sostituite dalle radio a transistor. Sono radio più sofisticate che hanno molti componenti tipici anche delle radio a valvole, ma il cuore, il componente fondamentale ora non è più la valvola, a volte grossa e ingombrante, ora come detto, ci sono i transistor al silicio, un componente che si ricava sostanzialmente dalla sabbia.

Un’altra grande innovazione nella componentistica elettronica fu diciamo l’invenzione del circuito stampato, in pratica una lastra di rame sottile su cui vengono fissati, diciamo saldati, tutti i componenti elettronici utili per il funzionamento. L’invenzione risale al 1936 ma fu in pratica usata solo dopo la seconda guerra mondiale e soprattutto con l’uso dei transistor. Prima i componenti, i vari pezzi, cioè le valvole erano fissati a telai in alluminio, molto più ingombranti. Gli altri componenti erano fissati si diceva “in aria” cioè collegati tra di loro da dei fili di rame.

 

CURCUITO STAMPATO IN RAME (la base, con varie evoluzioni produttive, ancora oggi, dei modernissimi computer)

Io ho realizzato vare radio con componenti in aria, collegando appunto con fili elettrici i vari componenti. In pratica i fili elettrici sostituivano il circuito stampato, o meglio il circuito stampato negli anni 50 e 60 ha sostituito i fili.

Ovviamente i transistor erano usati non solo nelle radio ma in molti altri dispositivi elettronici, nell’industria, sulle automobili nelle calcolatrici nei televisori negli amplificatori per ascoltare musica.

Con l’uso più diffuso dei transistor e del circuito stampato l’uso si diffonde tanto che anche i modernissimi computer di oggi fanno ancora uso dei circuiti stampati. Ora sono tutti prodotti da macchine robotiche che fissano i vari componenti sulla lastra di rame.

Una volta c’erano dei tecnici che saldavano, uno alla volta, tutti i componenti sui circuiti stampati. Cosa che al giorno d’oggi sarebbe molto più costosa e ormai impossibile considerato come sono i microchip e i circuiti integrati.

 Per molti anni, dagli anni sessanta agli anni ottanta circa i transistor dominano il mercato.

Poi peerò le cose cambiano, c’è un evoluzione del transistor, nasce il circuito integrato, la tecnologia è ora in grado di produrre in pratica transistor più piccoli, e li mette insieme in un componente piccolo, una specie di scatoletta potremmo dire, che viene inserita nelle radio e in altri dispositivi, e che può fare le funzioni di dieci, venti cinquanta transistor o centinaia  e migliaia di transistor.

 E’ l’epoca appunto dei circuiti integrati.

 

 

 

I circuiti integrati vengono in quegli anni ancora prodotti negli Stati Uniti, dalla Intel, la Philips, olandese e poi ancora la Sony giapponese. Nascono fabbriche anche in Corea e in Cina. Assistiamo quindi in pratica a uno spostamento della produzione un po’ al di fuori dell’Europa e ancora di più fuori dall’Italia.

Ma nei primi anni ottanta le cose cambiano ancora nascono i chip. Componenti fondamentali dei primi PC dei primi computer. Sono sostanzialmente una ulteriore miniaturizzazione…….. dei circuiti integrati e quindi alla base della tecnologia abbiamo ancora una volta i transistor. Quindi i microchip non sono una nuova cosa ma sono l’evoluzione e la miniaturizzazione di un’invenzione degli anni ’50. Ovviamente un microchip può fare la funzione di centinaia, centinaia di migliaia di transistor e quindi la loro potenza è molto maggiore di quella che si otterrebbe con i transistor.

 

    CIRCUITO STAMPATO CON COMPONENTI E  MICROPROCESSORE.

Il problema dei microchip è che per produrli ci vogliono, sono necessari, componenti molto sofisticati (cioè non facili da produrre) oltre a silicio usato nei transistor. Infatti nei microchip ci sono anche alluminio, tungsteno e altri metalli. Sono anche necessari macchinari molto complessi e altrettanto sofisticati. Una fabbrica di microchip non si mette in piedi (a volte si dice così, non si mette in piedi, non si crea… dall’oggi al domani). Ci vogliono ingegneri, tecnici altamente specializzati, che in Europa non è facile trovare.

 Oltretutto per produrre altri materiali usati nei componenti elettronici attuali, sono necessari materiali che si possono estrarre da quelle che si chiamano le “terre rare”. Ne ho già parlato in un altro podcast.

E’ a questo punto e poi ancora di più con la globalizzazione che la produzione dei microchip lascia l’Europa ma lascia anche gli Stati Uniti.

Tutto si concentra in pratica su TAIWAN. E da qui nascono e nasceranno i problemi.

Purtroppo l’Europa, compresa l’Italia non ha sviluppato la tecnologia, molto complessa, per produrre i micro chip. La produzione è concentrata come ho detto, quasi tutta a Taiwan e in parte in Corea del Sud

Ovviamente questo è stato ed è un errore madornale. (madornale significa enorme con grandi conseguenze).

Mai lasciare una tecnologia ad un solo paese. Qualunque esso sia. Ancora peggio se si tratta di una nazione come TAIWAN da anni viene rivendicata dalla Cina. Rivendicata significa che la Cina vuole che TAIWAN si unisca politicamente appunto alla Cina.

Ora tutti stanno correndo ai ripari (un’espressione che si usa quando succede, o potrebbe succedere, qualcosa di grave, qualcosa non funziona come dovrebbe e allora si fanno delle azioni, insomma si fa qualcosa per cercare di limitare i danni…)

Già i danni. In questo caso potrebbero essere di portata incredibile. Tutta l’industria europea e americana, diciamo di tutto il mondo, sì basa sull’uso massiccio, forse a volte esagerato, di microchip…..

Già adesso la mancanza dei microchip sta creando grandi problemi alle case automobilistiche. Due mesi fa sono andato in una concessionaria della Fiat per vedere una auto. La Jeep Renegade, un piccola diciamo SUV, un po’ da fuorisrada, ma non troppo in realtà. Bene mi è stato detto che, appunto per la mancanza dei Microchip che sono indispensabili per il buon funzionamento dell’auto, le consegne sono lunghissime. Cioè mi hanno detto che la macchina mi sarebbe stata consegnata (qui uso il condizionale passato per indicare il futuro…), dunque mi sarebbe stata consegnata dopo circa nove mesi dall’ordine.

Ecco questa è già la situazione. Bene quindi è giusto come detto correre ai ripari.

E’ da notare poi che i microchip sono usati per produrre: computer, telefoni cellulari, dispositivi usati negli ospedali, radio televisori. In sostanza ormai tutta l’elettronica, che è diventata digitale ha bisogno dei microchip. Cioè in pratica l’elettronica è diventata talmente complicata che per funzionare ha bisogno di centinaia di migliaia di transistor collegati tra di loro.

Qui nasce ovviamente il problema. L’Europa ma come detto anche gli USA e anche il Giappone si basano su microchip prodotti per lo più a Taiwan. Considerata la situazione dello stato di Taiwan non è certamente una cosa diciamo…bella.

Quindi gli USA stanno ora finanziando in maniera massiccia le industrie che producono microchip, per riportare la produzione negli Stati Uniti. Stiamo parlando di qualcosa come cinquanta miliardi di dollari dollari, il programma di finanziamento si chiama CHIP PLUS.

Con il CHIP plus gli Stati Uniti finanzieranno anche altri settori importanti tutti legati all’elettronica e alla ricerca scientifica con una cifra pari a 200 miliardi di dollari.

Anche l’Europa si sta muovendo in questa direzione e sta cercando di riportare in Europa la produzione di micro chip.

E veniamo all’ultima frontiera,………… (si dice spesso così quando in un discorso si arriva a parlare della cosa più avanzata) l’intelligenza artificiale. Come tutti ormai sappiamo l’intelligenza artificiale è costituita da computer estremamente avanzati e da programmi di software altrettanto complessi. In pratica la progettazione di questi computer è diciamo quasi monopolio delle NVIDIA.

La NVIDIA è una società californiana della famosa Silicon Valley. E’ nata trent’anni fa e all’inizio si occupava solo di fare programmi per videogiochi. Ora è in pratica la società che è in grado di progettare i computer, o meglio i chip, che usano l’intelligenza artificiale, come ChatGPT e altri. La NVIDIA però non produce materialmente i microchip che vengono invece prodotti quasi tutti, ancora una volta, a TAIWAN.

E’ chiara quindi l’importanza strategica di TAIWAN ma è altrettanto chiaro ormai che bisogna assolutamente puntare a una produzione europea e americana dei microchip. Anche l’Italia  con il suo governo si sta muovendo in questa direzione. Ci sono trattative in corso con INTEL per la realizzazione di una fabbrica di microchip in Italia.

Ma non c’è al momento nessuna certezza che la cosa vada a buon fine, cioè che si faccia la fabbrica in Italia. Io me lo auguro come mi auguro del resto che il governo italiano  faccia tutto il possibile che creare aziende italiane in grado di produrre microchip.

In Italia, al momento  qualcosa comunque c’è, c’è anche una società italo francese, la STMicroelectronics che produce CHIP.

Per concludere vorrei parlare un po’ proprio dell’intelligenza artificiale e del suo funzionamento.

Ho provato ad usare BING con Skype e ho fatto delle domande all’ IA. Ho chiesto prima cose semplici. Come si fa il ragù alla bolognese o il sugo all’amatriciana. L’IA ha risposto subito e correttamente dando le ricette esatte. Beh le avrà cercate in GOOGLE. Se avessi fatto la stessa cosa con GOOGLE la risposta sarebbe stata la stessa solo che io avrei dovuto andare a cercare e quindi leggere i vari siti. Così ho risparmiato tempo. Poi ho chiesto all’ IA di risolvere un problema di matematica usando il teorema di Pitagora, tutto bene.

Poi ho cercato di mettere in difficoltà l’IA. Ho chiesto se un certo tipo di antenna, che si chiama DISCONE è adatto per ricevere le onde corte. A questo punto l’IA si è confusa. Mi ha detto che l’antenna era adatta. In realtà non lo è affatto. Questo è successo secondo me perché l’IA ha letto, diciamo un chat in cui c’era un tizio che diceva di usare quell’antenna per ascoltate le onde corte. L’IA mi ha anche dato il link al sito. Peccato che nella stessa chat, c’era qualcun altro che ha risposto dicendo che quell’antenna non era adatta. L’IA non ha capito e ha diciamo pensato (anche se pensare non credo sia il termine giusto) che l’antenna fosse adatta perché un tizio l’aveva usata. In pratica ha copiato la risposta senza ragionare…

 Bocciata, in questo caso.

Bene, l’ho fatta un po’ lunga, (è un modo per dire che ho parlato molto) spero non vi siate annoiati.