MAKALAH
PENERAPAN TEKNOLOGI PADA ELEKTRONIKA INDUSTRI DI BANTEN
Disusun oleh:
Lolie Myranis G.A (3333121261)
JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYSA
CILEGON – BANTEN
2014
Pendahuluan
Elektronika daya merupakan salah satu bidang ilmu dalam sistem kelistrikan yang mempelajari tentang konversi daya listrik. Tujuan dari artikel ini adalah membahas tentang peranan atau aplikasi elektronika daya dalam industri baja secara umum. Biasanya penggunaan elektronika daya dalam sebuah industry baja yaitu system penggerak motor listrik dan system kendali industrinya.
Dewasa ini, elektronika daya adalah teknologi yang cukup maju di bidang tenaga listrik yang membahas tentang konversi daya listrikdengan menggunakan prinsip utamanya yaitu proses penyaklaran (switching) pada komponen semikonduktor. Dengan pengembangan teknologi semikonduktor daya, batas daya yang dapat ditangani dan kecepatan penyaklaran dari komponen daya meningkat sangat pesat. Pengembangan teknologi mikroprosesor memberikan pengaruh yang sangat besat pada pengendalian strategi kendali pada peralatan semikonduktor daya.
"Peralatan daya modern menggunakan semikonduktor daya yang dapat diumpakan sebagai otot dan mikro elektronik yang memiliki kemampuan dan kecerdasan otak"[1]. Elektronika daya memiliki banyak aplikasi pada kehidupan di zaman sekarang, misalnya pada pengendalian motor listrik yaitu dengan VSD, catu daya system propulsi, system HVDC (High Voltage Direct Curent) dan sebagainya. Namun, pada artikel ini akan dibahas secara umum bagaimana peranan elektronika daya dalam sector industry baja khususnya tentang pengendalian pada Rolling Mill Drives.
Aplikasi Teknologi
ROLLING DAN TANUR LISTRIK
"Roliing is a metal forming process in which metal stock is passed through one or more pairs of roils to reduce the thickness and to make the thickness uniform."[2]. Menurut sumber yang telah kami kutip, Roliing adalah proses pembentukan logam yang mana stok logam dilewati leh satu atau banyak pasangan gulungan untuk mengurangi ketebalan.
Gambar 1. Skematik Rolling [1]
Selain itu, pada proses produksi baja juga digunakan Electric Arc Furnace (Tanur Listrik). Tanur listrik merupakan tanur (tempat pembakaran) yang memanaskan material dengan prinsip busur listrik.
Gambar 2. Tanur Listrik [3]
PENGENDALIAN ROLLING MILLS
Dalam industri baja, seringkali digunakan topologi AC-AC Converter (Cyclo-converter) sebagai pengendali dari Rolling Mills-nya. Dengan menggunakan sistem kendal Cyclo-converter ini terdapat beberapa keuntungan yaitu :
Mengurangi biaya lifetime (lifetime cost)
Mengurangi pemeliharaan (maintenance)
Selain digunakan dalam pengendalian motor listrik dalam Rolling Mills, aplikasi dari Cyclo-converter juga dapat digunakan pada sistem propulsi kapal laut, sistem penggilingan bijih dan Cement Mill Drives. Selanjutnya akan dibahas bagaimana prinsip kerja dari Cyclo-converter.
Gambar 3. Diagram Blok Cycloconverter[4]
Pada Cycloconverter, terdapat tiga prinsip kerja yaitu :
Single-phase to Single Phase (1f-1f) Cycloconverter
Three-Phase to Single-Phase (3f-1f)Cycloconverter
Three-Phase to Three-Phase (3f-3f) Cycloconverter
Namun, pada artikel ini akan dibahas hanya pada Single-phase to Single Phase (1f-1f) Cycloconverter.
Gambar 4. Rangkaian dari 1ph-1ph Cycloconverter
Konverter ini terdiri dari rangkaian back-to-back connectiondan dua rangkaian penyearah gelombang penuh. Tegangan masukan vs adalah tegangan ac sinusoidal. Asumsi bahwa semua Thyristor memiliki sudut penyalaan a=0° yang artinya thyristor bekerja seperti layaknya dioda.Misalkan pada output, operasinya untuk mendapatkan satu per empat dari frekuensi input. Untuk dua siklus pertama, konverter positif beroperasi menyuplai arus pada beban. Dia menyearahkan tegangan input; sehingga, beban melihat 4 setengah siklus positif. Pada dua siklus selanjutnya, konverter negatif beroperasi menyuplai arus ke beban pada arah yang berlawanan. Hal di atas dapat dilihat pada gelombang pada gambar dibawah ini.
Gambar 5. Bentuk gelombang cycloconverter (a) Tegangan masukan (b) Tegangan keluaran pada sudut penyalaan nol (c) Tegangan keluaran dengan sudut penyalaan pi/3 rad (d) Tegangan keluaran dengan sudut penyalaan yang bervariasi
Frekuensi Vo dapat diubah dengan cara memvariasikan jumlah siklus positif dan negatifnya. Dengan operasi di atas, 1f-1f Cycloconverter dapat menyuplai tegangan tertentu pada sudut penyalaan tertentu.
Pengertian Elektronika
Ada beberapa definisi dari para ahli yang dapat memberikan gambaran pengertian tentang Elektronika, sebagai berikut :
Menurut Fitrzgerald, Higginbotham dan Grabel
"Electronics is the branch of Electronical Engineering which deals extensively with the transfer of information by means of electromagnetic energy".
Artinya : Elektronika adalah cabang ilmu listrik yang bersangkutan secara luas dengan alih informasi menggunakan tenaga elektromagnetik.
Menurut J. Millman
"Electronics is the science and the technology of the passage of charged particles in a gas, in a vaccum, or in a semiconductor". Artinya : Elektronika adalah ilmu dan teknologi tentang
melintasnya partikel bermuatan listrik didalam suatu gas atau suatu ruang hampa, atau suatu semikonduktor.
Menurut E. Carol Young
"The study, design, and use of devices that depend on the conduction of electricity through a vaccum, gas, or semiconductor".
Artinya : Elektronika meliputi studi, perancangan dan penggunaan piranti-piranti yang berdasar hantaran listrik di dalam suatu ruang hampa, gas dan semikonduktor.
Menurut H.C. Yohannes
Elektronika ialah ilmu yang mempelajari sifat-sifat dan pemakaian piranti ("devices" = alat) yang asas kerjanya ialah aliran elektron dalam ruang hampa atau gas (seperti dalam tabung-tabung radio) dan aliran elektron dalam semipenghantar (seperti misalnya dalam transistor).
Dari definisi-definisi tersebut pada hakikatnya Elektronika mempelajari pengendalian dan penerapan gerakan partikel pembawa muatan (elektron) dalam ruang hampa, gas atau semikonduktor.
b. Perkembangan Elektronika
Lahirnya elektronika sebenarnya mula-mula atas tuntutan kebutuhan manusia akan sarana telekomunikasi. Sarana
telekomunikasi menggunakan telepon yang ditemukan oleh A.G. Bell pada tahun 1876 masih terlalu sederhana, banyak keterbatasanketerbatasannya. Untuk memungkinkan hubungan yang mencapai jarak jauh dan mutu yang baik serta kapasitas saluran yang tinggi, dituntut adanya penguatan sinyal, modulasi, demodulasi serta multipleksi. Dan untuk mencapai jarak yang lebih jauh lagi dengan beaya yang lebih murah, diperlukan penggunaan media gelombang elektromagnetik.
Pada tahun 1896 Marconi berhasil menciptakan telegrap radio, telegrap tanpa kabel, tetapi menggunakan media gelombang elektromagnetik. Dengan demikian tuntutan jarak yang jauh dapat dipenuhi. Namun tuntutan-tuntutan yang lain belum dipenuhi, sehingga para ahli terus bekerja tanpa mengenal lelah.
Pada tahun 1904 Sir Ambrose Fleming menemukan tabung hampa dengan dua elektrode (tabung dioda), yang dinamakannya "valve" (katup). Katup ini dapat berfungsi sebagai detektor sinyalsinyal dari telegrap radio Marconi. Dua tahun kemudian yakni tahun 1906, De Forest meletakkan elektroda ketiga (kisi) pada katup Fleming sehingga ditemukanlah tabung trioda, yang ia beri nama audion. Audion ini dapat berfungsi antara lain untuk memperkuat sinyal-sinyal tersebut. Jadi mulai tahun 1904 ini sebenarnya orang sudah mulai mengendalikan gerakan-gerakan elektron dalam ruang hampa, sehingga tahun itu dapat dipandang sebagai tahun "kelahiran" Elektronika. Namun ada orang yang menyatakan tahun 1906 yakni tahun ditemukannya tabung trioda ini sebagai tahun "kelahiran" Elektronika, ada pula yang menyatakan tahun 1911 yakni tahun diperolehnya tabung trioda yang lebih handal (setelah disempurnakan tabung hampa udaranya dan digunakan katoda lapis oksida).
Dengan ditemukannya tabung trioda ini dan lebih-lebih dengan ditemukannya tabung iconoscope yaitu tabung hampa yang merupakan alat dasar dalam kamera televisi oleh Vladimir Zwonykin padaa tahun 1920, maka industri radio dan televisi berkembang pesat.
Ditinjau dari daya yang digunakan, kecepatan, ukuran geometrik, berat dan kemudahan rusak, tabung trioda diatas masih banyak keterbatasan-keterbatasannya. Oleh karena itu para ahli berusaha untuk memperoleh alat yang mempunyai fungsi sama, tetapi dengan keterbatasan-keterbatasan minimal.
Pada tahun 1948 John Bardeen, Walter H. Brattain dan William Shockley menemukan alat tersebut, yang diberi nama transistor. Transistor ini dibuat dari bahan semikonduktor, dan transistor ini dapat menggantikan fungsi tabung trioda. Karena tidak menggunakan filamen pemanas seperti pada tabung hampa, transistor tidak banyak memakan daya. Disamping itu ukurannya kecil dan tidak mudah pecah. Akibatnya radio yang menggunakan transistor dapat dibuat berukuran kecil dan dapat menggunakan baterai sebagai sumber daya listriknya. Disamping itu transistor dapat diproduksi secara massal sehingga harga menjadi murah. Demikian pula dengan menggunakan transistor orang dapat membuat komputer elektronika yang lebih kecil tetapi mempunyai kemampuan lebih tinggi daripada jika menggunakan tabung hampaa.
Hubungan antar komponen rangkaian Elektronika dalam era transistor ini pada umumnya menggunakan PCB (Printed Circuit Board = papan rangkai tercetak), melalui penyoldiran. Suatu kelemahan dari hubungan semacam ini adalah reliabilitas tidak prima disamping ukuran masih cukup besar, walaupun tidak sebesar pada rangkaian dengan tabung hampa. Karena itu para ahli berusaha untuk mengatasi keterbatasan-keterbatasan ini.
Pada tahun 1958 J.S. Kilby menemukan rangkaian terpadu (IC = "integrated circuit" = rangkaian terintegrasi), suatu keping (chip) silikon tunggal yang ukurannya sangat kecil ( 1 mm2) yang diatasnya berisi rangkaian Elektronika yang diproses dengan teknik-teknik difusi dan pengendapan. Semenjak ditemukan rangkaian terpadu tersebut, jumlah komponen per chip terus berkembang sehingga dewasa ini dikenal IC jenis SSI ("Small Scale Integration"), MSI ("Medium Scale Integration"), LSI ("Large Scale Integration"), VLSI ("Very Large
Scale Integration"), yang masing-masing mempunyai jumlah komponen (transistor) per chip 10-100, 100-1000, 1000-100.000, dan > 100.000. Dengan ditemukannya rangkaian terpadu ini sejarah Elektronika mengalami babak baru yaitu babak mikroelektronika.
Dengan semakin meningkatnya jumlah komponen per chip dalam rangkaian terpadu (IC) ini maka terdapat kecenderungan pemakaiannya menjadi makin khusus, sehingga tidak diproduksi secara besar-besaran, akibatnya harganya menjadi mahal.
Pada tahun 1971 perusahaan Elektronika Intel Inc di Amerika Serikat berhasil membuat IC mikroprosesor, yang merupakan "otak" dari komputer. IC mikroprosesor ini bersifat fleksibel, mempunyai fungsi hampir mirip tak terbatas. Dengan perangkat keras yang sama dapat diperoleh berbagai fungsi, hanya dengan merubah program. Akibatnya dapat diproduksi dalam jumlah cukup banyak dengan harga relatif murah.
Jika diamati perkembangan Elektronika dari sejak "kelahirannya" sampai sekarang, nampak bahwa perkembangan tersebut menuju miniaturisasi komponen. Bahkan dewasa ini telah ditemukan "one chip micro computer" atau mikro komputer dalam satu chip. "Komponen" baru ini terdiri atas mikroposesor, memori baca tulis, memori baca, dan unit input-output yang seluruhnya terletak dalam satu chip. Disamping itu perkembangan menuju ke arah peningkatan kemampuan, dan "intelegensi".
Gambar I-1 menunjukkan perkembangan komponen tersebut.
Bidang-bidang Elektronika
Dewasa ini produk Elektronika telah menyentuh hampir seluruh aspek atau bidang kehidupan manusia dari alat-alat rumah tangga, mainan anak-anak, hiburan (rekreasi), pendidikan, administrasi, perdagangan, kedokteran, transportasi sampai pada alatalat perang dan penyelidikan ruang angkasa.
Bidang-bidang yang berkecimpung dalam elektronika telah berkembang pesat. Bidang-bidang itu antara lain :
Bidang Instrumentasi dan Kontrol
Bidang ini berkecimpung pada peralatan seperti pengembangan alat ukur elektronik, instrumentasi penelitian, alat pemroses data serta alat kontrol atau otomatisasi seperto sistem mikroprosesor untuk kontrol dan sebagainya.
Bidang Telekomunikasi
Bidang ini berkecimpung pada alih informasi jarak jauh baik menggunakan kabel maupun tidak. Sebagai contoh pengembangan komunikasi telepon menggunakan relay elektronik, komunikasi data menggunakan komputer dan telepon, komunikasi berita dan gambar melalui satelit, komunikasi menggunakan gelombang radio frekuensi tinggi dan gelombang mikro dan sebagainya.
Bidang Elektronika Konsumer
Bidang ini berkecimpung pada produksi peralatan-peralatan kebutuhan umum seperti radio, televisi, perekam kaset audio maupun video, penyedia daya serta komponen-komponen elektronika.
Industri atau perusahaan Elektronika dewasa ini dapat dikelompokkan dalam 4 K, yaitu komponen, komunikasi, kendali dan komputasi.
Bidang Elektronika Kuantum
Bidang ini berkecimpung dalam pengembangan Elektronika yang menyangkit interaksi antara cahaya, gelombang mikro atau gelombang elektromagnetik yang lain. Dari bidang ini dewasa ini telah dikembangkan sinar laser untuk berbagai keperluan, komunikasi dengan menumpangkan sinyal pada cahaya yang
dijalarkan dalam serat (fiber) optik dan sebagainya.
Ruang Lingkup Elektronika
Sering timbul kerancuan antara Elektronika dengan kelistrikan. Namun dari definisi dan pengertian dimuka sebenarnya kerancuan ini tidak perlu terjadi. Sebagai contoh pengen dalian dan penerangan gerakan elektron dalam logam saja belum termasuk dalam kelistrikan. Lebih jauh pada umumnya elektronika menggunakan komponen aktif sedang kelistrikan hanya menggunakan komponen pasif saja.
Di dalam elektronika dikenal istilah komponen, rangkaian dan sistem. Komponen adalah unsur pembentuk rangkaian, sedang rangkaian adalah unsur pembentuk sistem. Berdasarkan kemampuannya memperkuat sinyal, komponen elektronika dibagi menjadi komponen aktif yaitu komponen yang dapat memperkuat sinyal dan komponen pasif yaitu komponen yang tidak dapat memperkuat sinyal. Sebagai contoh komponen aktif adalah tabung trioda, transistor dan sebagai contoh komponen pasif adalah resistor, induktor dan kapasitor.
Berdasarkan hubungan antara tegangan (V) dan arus yang melaluinya (I), komponen elektronika dibagi menjadi komponen linier dan komponen tak linier. Pada umumnya linier hubungan antara V dan I linier, sedang pada komponen tak linier hubungan antara V dan I tak linier. Jadi suatu resistor yang mengikuti hukum Ohm adalah komponen linier. Sedang tabung trioda dan transistor adalah komponen tak linier, walaupun dalam banyak penerapan diadakan pendekatan linier. Untuk komponen tak linier dibedakan tak linier kontinue dan tak linier tak kontinue. Komponen tak linier tak kontinue dapat digunakan sebagai saklar elektronis. Keadaan ini terjadi jika sifat sebuah komponen berubah pada saat tegangan atau arus pada komponen tersebut melewati nilai tertentu. Sebagai contoh dioda atau transistor yang dipakai sebagai saklar.
Untuk rangkaian elektronika dibedakan menjadi rangkaian diskrit yaitu rangkaian yang hubungan antar komponennya melalui PCB, kabel atau penyoldiran dan rangkaian terpadu (IC) yang hubungan antar komponennya terpadu dalam suatu chip atau keping (pada umumnya silikon).
Berdasarkan cara pengolahan dan penampilan data atau informasinya, maka sistem dibedakan menjadi sistem analog dan sistem digital. Pada sistem analog data atau informasi yang diolah atau ditampilkan dinyatakan dalam suatu variabel rangkaian yang harganya dapat berubah secara kontinue, sedang pada sistem digital data atau informasi yang diolah atau yang ditampilkan dinyatakan dalam suatu variabel rangkaian yang harganya diskrit dengan dua keadaan atau dua harga yang berbeda. Sebagai contoh pengukuran arus listrik dengan sistem analog dinyatakan dengan variabel simpangan galvanometer yang kedudukannya dapat disetiap tempat (kontinue) antara simpangan nol dan maksimum. Sedang dengan sistem digital dinyatakan dengan variabel hidup dan matinya dioda pada peraga "seven segment" yang menyatakan angka-angka besarnya arus listrik tersebut.
PERUSAHAAN ELEKTRONIKA
Implementasi ERP pada perusahaan menggunakan ERP MFG Pro yang digunakan untuk menggantikan sistem informasi yang dikembangkan sendiri perusahaan dengan menggunkan konsultan lokal. Kesulitan yang dialami perusahaan ketika menggunakan ERP yang dikembangkan sendiri sangat tergantung pada keberadaan perusahaan.
Perusahaan menerapkan sistem ERP pengembangan sendiri oleh perusahaan pada seluruh cabang perusahaan di Indonesia khususnya dalam bidang distribusi. Kelemahan kedua yang dimiliki perusahaan dengan pengembangan sendiri adalah tidak adanya standard antara cabang satu dengan cabang lainnya sehingga ketika induk organisasi meminta laporan cabang tidak memiliki standard yang jelas. Induk organisasi menetapkan untuk menggunkan MFG Pro.
Perusahaan melakukan BPR (Business Process Engineering) dibidang distribusi. Perusahaan merubah sistem pembayaran, sistem penerimaan barang dari pusat, sistem pengiriman barang ke agen atau distributor, sistem kredit dan lainnya. Perusahaan menggunkan tenaga kerja baru yang telah memiliki kemampuan dasar teknologi informasi dan memahami sistem distribusi dilatih oleh vendor MFG PRO selama enam bulan bersama-sama dengan IT manajer. Implementasi pada bagian distribusi selama satu tahun tujuh bulan untuk seluruh wilayah Indonesia. Perusahaan tidak mengimplementasikan ERP pada bagian lain perusahaan karena perusahaan kurang mampu membeli semua modul disebabkan omzet perusahaan pertahun tidak cukup besar untuk membeli sistem ERP yang mahal. Pada perusahaan fungsi key user dibawah departemen teknologi informasi yang membangun konsep analisa bisnis dan menyelesaikan permasalahan-permasalahan dilapangan serta pengembangan sistem.
Perkembangan teknologi elektronika
Perkembangan teknologi elektronika dilihat dari sudut pandang ukuran komponen yang digunakan dari orde mikro meter hingga nano meter. Perkembangan teknologi elektronika ini dilihat dari perkembangan komponen semikonduktor yang dihasilkan oleh produsen komponen yang semakin kecil ukurannya hingga orde nano meter. Orde mikro (m) dalam satuan menunjukkan nilai sepersejuta (10-6). Satu mikrometer (1mm) misalnya, nilainya sama dengan sepersejuta meter (10-6 m). Sedang nano (n) menunjukkan nilai seper satu milyar (10-9). Satu nano gram (1 ng) nilainya sama dengan seper satu milyar gram (10-9 g). Orde mikro adalah 1000 kali lebih besar dibandingkan orde nano, atau sebaliknya orde nano adalah seperseribu dari orde mikro. Kalau dalam dunia elektronika kita mengenal komponen yang disebut mikrochip, berarti di dalam chip elektronik itu terdapat ribuan bahkan jutaan komponen renik berorde mikro. Jika teknologi elektronika kini mulai bergeser dari mikroelektronika ke nanoelektronika, hal ini berarti bahwa komponenkomponen elektronik yang digunakan berode nano atau setingkat molekuler, bagian terkecil dari suatu materi. Berarti pula seribu kali lebih kecil dibandingkan ukuran komponen yang ada dalam mikrochip saat ini. Sekitar tahun 1920-an, lahir konsep baru di beberapa pusat penelitian fisika di Heidelberg, Gottingen, dan Kopenhagen. Konsep baru tersebut adalah kuantum mekanika atau kuantum fisika yang semula dipelopori oleh Max Planck dan Albert Einstein, kemudian dilanjutkan oleh ilmuwan seperti Niels Bohr, Schrodinger, Max Born, Samuel A. Goudsmith, Heisenberg dan lain-lain. Konsep ini secara fundamental mengubah prinsip kontinuitas energi menjadi konsep diskrit yang benar-benar mengubah fikiran yang sudah berjalan lebih dari satu abad. Sisi lain yang tak kalah mengejutkan sebagai akibat lahirnya konsep kuantum in adalah lahirnya fisika zat padat oleh F. Seitz dan fisika semikonduktor oleh J. Bardeen di Amerika Serikat, W.B. Sockley di Inggris dan Love di Rusia pada tahun 1940. Kemajuan riset dalam bidang fisika telah mengantarkan para fisikawan dapat meneliti dan mempelajari berbagai sifat kelistrikan zat padat. Dari penelitian ini telah ditemukan bahan semikonduktor yang mempunyai sifat listrik antara konduktor dan isolator. Penemuan bahan semikonduktor kemudian disusul dengan penemuan komponen elektronik yang disebut transistor. Dalam perjalanan berikutnya, transistor tidak hanya mengubah secara mencolok berbagai aspek kehidupan moderen, tetapi transistor tergolong salah satu dari beberapa penemuan moderen yang memajukan teknologi dengan biaya rendah. Transistor dapat dihubungkan pada rangkaian elektronik sebagai komponen terpisah atau dalam bentuk terpadu pada suatu chip. Pada tahun 1958, insinyur di dua perusahaan elektronik, Kilby (Texas Instrument) dan Robert Noyce (Fairchild) telah memperkenalkan ide rangkaian terpadu monolitik yang dikenal dengan nama IC (integrated circuit). Kemajuan dalam bidang mikroelektronika ini tidak terlepas dari penemuan bahan semikonduktor maupun transistor. Komputer digital berkecepatan tinggi bisa terwujud berkat penggunaan transistor dalam IC yang merupakan kumpulan jutaan transistor renik yang menempati ruangan sangat kecik, yang semula hanya bisa ditempati oleh sebuah transistor saja.
Ukuran Komponen Serba Kecil
Berbagai produk monumental dari perkembangan teknologi elektronika hadir di sekeliling kita. Namun teknologi mikroelektronika bukan sekedar menghadirkan produk, tetapi juga menampilkan produk itu dalam bentuk dan ukuran yang makin lama makin kecil dengan kemampuan kerja yang lebih tinggi. Dapat kita sebut disini sebagai contoh adalah munculnya komputer dan telepon seluler (ponsel). Bentuk dini komputer moderen telah menggunakan elektronika pada rangkaian-rangkaian logika, memori dan sistim angka biner. Komputer yang dibuat oleh J. Presper Eckert dan John W. Mauchly itu diberi nama ABC (Atonosoff-Berry Computer) yang diperkenalkan pada tahun 1942. Komputer ini berukuran sangat besar, sebesar salah satu kamar di rumah kita, karena di dalamnya menggunakan 18 ribu tabung hampa. Komputer elektronik generasi pertama yang diberi nama ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) dikembangkan pada zaman Perang Dunia Kedua dan dipakai untuk menghitung tabel lintasan peluru dalam kegiatan militer. Pergeseran penting dalam elektronika telah terjadi pada akhir tahun 1940-an. Fungsi tabung-tabung elektronik saat itu mulai digantikan oleh transistor yang dibuat dari bahan semikonduktor. Penggunaan transistor yang mulai mencuat ke permukaan pada tahun '70-an ternyata memiliki beberapa kelebihan dibandingkan tabung hampa elektronik, antara lain :
Transistor lebih sederhana sehingga dapat diproduksi dengan biaya lebih rendah.
Transistor mengkonsumsi daya yang lebih rendah dibandingkan tabung hampa.
Transistor dapat dioperasikan dalam keadaan dingin sehingga tidak perlu waktu untuk pemanasan.
Ukuran transistor jauh lebih kecil dibandingkan tabung hampa.
Daya tahan transistor lebih lama dan dapat mencapai beberapa dasawarsa.
Transistor mempunyai daya tahan yang tinggi tehadap goncangan dan getaran.
Komputer generasi kedua yang telah menggunakan transistor adalah IBM 1401 yang diluncurkan oleh IBM pada tahun 1959. Sebelumnya juga telah diluncurkan IBM 701 pada tahun 1953 dan IBM 650 pada tahun 1954. Munculnya rangkaian terpadu atau integrated circuit (IC) ternyata telah menggusur dan mengakhiri riwayat keberadaan transistor. Komputer generasi ketiga adalah sistim 360 yang juga diluncurkan oleh IBM. Dalam komputer ini telah menggunakan IC, yang kemudian disusul dengan penggunaan large scale integration (LSI), dan selanjutnya very large scale integration (VLSI). Pada tahun 1971, MITS Inc. meluncurkan ALTAIR, komputer mikro pertama yang menggunakan mikroprosesor Intel 8080. Komputer elektronik generasi berikutnya dikembangkan dengan menggunakan mikroprosesor yang makin renik sehingga secara fisik tampil dengan ukuran yang lebih kecil, namun dengan kecepatan kerja yang jauh lebih tinggi. Pengaruh kemajuan dalam teknologi elektronika ini demikian pesatnya mengubah wajah teknologi dalam bidang telekomunikasi dan automatisasi. Kemajuan dalam kedua bidang tersebut menyebabkan kontribusi sain ke dalam teknologi yang sangat besar, hampir mencapai 50 % dalam proses, sehingga teknologi semacam ini disebut High-Technology. Selain pada komputer, kita juga bisa menyaksikan produk elektronik berupa ponsel yang proses miniaturisasinya seakan tak pernah berhenti, baik dalam aspek disain produknya maupun dalam aspek teknologi mikroelektronikanya. Sebagai anak kandung jagad mikroelektronika, kehadiran ponsel selalu mengikuti perkembangan teknologi mikroelektronika sehingga dapat tampil semakin mungil dan lebih multi fungsi dibandingkan generasi sebelumnya. Mengecilnya ponsel juga didukung oleh kemampuan para ahli dalam mengintegrasikan berbagai komponen baru yang ukurannya lebih kecil seperti mikrochip, yang kemampuannya selalu meningkat seiring dengan perjalanan waktu, dan semakin banyak fungsi yang dapat dijalankannya. Kini ponsel dengan berbagai fasilitas di dalamnya bisa masuk ke dalam genggaman tangan.
Beralih ke Nanoteknologi
Perkembangan teknologi telah mengantarkan elektronika beralih dari orde mikro ke nano, yang berarti komponen elektronika kelak dapat dibuat dalam ukuran seribu kali lebih kecil dibandingkan generasi mikroelektronika sebelumnya. Pada awal tahun '90-an, Dr. Rohrer, penemu tunneling electron microscope dan pemenang hadiah Nobel bidang fisika tahun 1986, meramalkan bahwa mikroelektronika akan segera digantikan oleh nanoelektronika atau quantum dot. Sedang prof. Petel (president UCLA) meramalkan bahwa teknologi photonik akan menggantikan mikroelektronika di awal abad 21 ini. Feyman pada akhir tahun 1959 juga telah meramalkan akan hadirnya teknologi ini pada abad 21. Para perintis nanoteknologi, suatu bidang baru teknologi miniatur, telah melihat kemungkinan penggunaan materi seukuran molekul untuk membuat komponen elektronika di masa depan. Dalam teknologi ini, ukuran sirkuit-sirkuit elektronika bisa jadi akan lebih kecil dibandingkan garis tengah potongan rambut atau bahkan seukuran dengan diameter sel darah manusia. Ukuran transistor di masa mendatang akan menjadi sangat kecil berskala atom yang disebut quantum dot. Suatu ketika di bulam Mei 1988, dalam acara konferensi pengembangan antariksa di Pittsburg, K. Eric Drexler, pakar komputer dari Universitas Stanford, Amerika Serikat, mengemukakan tentang peluang pengembangan nanoteknologi di masa mendatang. Teknologi ini didasarkan pada kemampuan membuat perangkat elektronika dengan ketelitian setingkat ukuran atom. Drexler melihat bahwa makhluk hidup merupakan bukti adanya nanoteknologi. Dexler menguraikan kemungkinan pembuatan alat seukuran molekul yang proses kerjanya menyerupai molekul dari protein yang menjalankan fungsinya di dalam tubuh manusia. Drexler juga meramalkan bahwa zaman nanoteknologi akan dimulai memasuki awal milenium tiga ini. Dengan beralih ke nanoteknologi ini, tentu saja bidang yang paling banyak dipengaruhi adalah dalam disain komputer. Molekul-molekul akan dihimpun sehingga membentuk komponen elektronika yang mampu menjalankan tugas tertentu. Suatu terobosan besar akan terjadi bila para pakar dapat mewujudkan hal tersebut untuk membuat nanokomputer. Dengan komponen seukuran molekul, nanokomputer dapat masuk ke dalam kotak seukuran satu mikrometer. Komputer ini mampu bekerja ratusan ribu kali lebih cepat dibandingkan mikrokomputer elektronik yang ada saat ini. Penelitian yang kini sedang dilakukan oleh para pakar adalah mengembangkan metode penggantian dengan materi protein terhadap molekul, alat memori dan struktur lain yang kini ada di dalam komputer. Jacob Hanker, profesor rekayasa biomedik dari Universitas North Caroline, AS, telah berhasil melakukan percobaan membuat komponen semikonduktor dengan bahan-bahan biologis. Mesin-mesin elektronik yang dinamai juga kuantum elektronik akan memiliki kemampuan mengolah pulsa yang jauh lebih besar. Kuantum teknologi ini akan mampu menerobos keterbatasan dan kejenuhan mikroelektronika yang ada saat ini. Perusahaan komputer IBM saat ini sedang merancang komputer dengan teknologi kuantum yang disebut kuantum komputer. Jika komputer tersebut telah memasuki pasar, maka komputer generasi pendahulu yang masih menggunakan teknologi mikroelektronika bakal tersingkir. Teknologi baru ini bakal segera mengubah sistim jaringan telekomunikasi di awal milenium tiga ini. Teknologi ini juga akan membawa dunia kepada ciri-ciri baru dalam perangkat teknologinya, yaitu: berukuran sangat kecil, berkerapatan tinggi, kecepatan kerjanya tinggi, bermulti fungsi, memiliki kontrol yang serba automatik, hemat dalam konsumsi energi dan ramah lingkungan.
