技術のブラック スワン

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これはプリント基板の終焉か?

TE Connectivity (TE) VP 兼 CTO である Phil Gilchrist が技術のブラック スワン (世界の可能性を変える予想外の技術開発) について考察します。

グラスゴーで起こっていることは...

この世界が素晴らしいのは、物事が予想もできない方法で進化するからです。私がこれを再認識したのは、現在のグラスゴー (スコットランド) が小型人工衛星の製造事業に携わっていることを知った 2 か月前です。この記事を読んだとき、私は自分が 1970 年代にグラスゴーの東端で育ったことを思い出しました。この街は貿易と発明で栄えた歴史を持つにもかかわらず、当時は荒れ果てた場所でした。私が育った場所には、雨風にさらされ廃墟と化した大きな赤レンガの建物や、巨大なクレーン、錆びた私鉄の支線があり、そこからこの街の過去の様子が伺えました。産業界のポンペイのようなものでした。昔はグラスゴーのクライド川沿いに 50 か所を超える造船所があり、「ルシタニア」や「クイーン エリザベス」(1、2) などの有名な客船がそこで製造されました。1970 年代になると、残る造船所はわずか 3 ~ 4 か所になり、主に王室海軍への奉仕と採掘業を維持するだけになりました。まるで産業革命が突然止まり、皆が去って行ったかのようでした。とにかく幸せな時ではありませんでした。

...再定義できる

Clyde Space (clyde-space.com) は現在、人工衛星を 1 基 5 万ドルで製造しており、誰でもネットで購入することができます。この発想を衝撃的であると同時に楽しいと思わないなら、考え方が不十分なのかもしれません。1970 年代のグラスゴー市民にならなくても、再定義と想像というこの対となる肯定的なメッセージを正しく理解することはできます。

冷却

PCB より優れた熱効率を実現

頑丈

過酷な (高熱) 環境でも信号性能を維持

簡単

取り外しと交換が簡単

ブラック スワン

再び想像された技術

技術のブラック スワン – 世界の可能性を変える予想外の技術開発 – が他を圧倒します。技術のブラック スワンのおかげで、グラスゴーは宇宙競争に参入することができました。トランジスタとインターネットは明らかにブラック スワンですが、マスコミで取り上げられることが少ないものもあります。新しい素材や化学薬品、安価なワイヤレス通信、1 つのナットやボルトを購入して組み立てるずっと以前に複雑な製品をシミュレートするソフトウェアなどがこれに当たります。3D 印刷は、わずか 100 ドルほどで机上に装置の試作実験室を所有できるチャンスをあらゆる人に与えました。また非常に安価な GPS チップを使用すれば、誰でも必要に応じてほぼすべての物の位置を特定できます。

PCB の終焉?

電力とデータ ケーブル ベースのアーキテクチャの登場

技術のブラック スワンの他の可能性を考えてみてください。それは、プリント基板 (PCB) の価値や有用性を無にする、電力とデータがケーブル化されたアーキテクチャの登場です。PCB は、思いつくほぼすべての電子製品に機械的支保を与え、これらを電子的に接続します。導電性のある配線が従来の緑色の素材に織り込まれ、はんだ付けされたコンポーネントをつないでいます。PCB の欠点は、設計に制約があること (結局は平らな硬い板です)、扱いが難しいこと、修理が難しいこと、製造コストが高いこと、距離によってかなり急速に信号強度を失うことです。何年もの間、PCB はほとんど変わっていないため、私たちはただ、PCB はいつもそこにあるだろうと思い込んでいるのです。

ケーブル ベースのアーキテクチャなら、設計者は、製品の中央にある平らな板を中心に構築する必要がなくなります。 設計者は PCB を外すだけで、上記の問題を回避することができます。電力とデータのコネクタは、必要な場所にただ「差し込む」だけです。平らな PCB の制約から解放されると、コネクタ間の最大長は、パッシブ ケーブルの場合 (電力のない銅ケーブルやファイバ ケーブル) では 4 倍以上になり、アクティブ光ケーブルなどのアクティブ ケーブルでは数キロメートルになります。PCB では必ずコプラナ アーキテクチャになりますが、ケーブル化されたアーキテクチャではコンポーネントが任意の方向に接続されます。物理的構造を小さくしたり、大幅に変えることができます。アーキテクチャの設計者は、標準だと思ってきたことを一から再定義することができます。このことが、スマート テキスタイルなどのウェアラブル機器や携帯機器のように、一日中私たちの近くにあるように意図されている電子機器にどのような影響を与えるかを考えてみてください。

プラグ アンド プレイ

エネルギ消費、運用コスト、および環境的影響の軽減

大きい電気設備では、PCB は冷却気流を大幅に制限します。気流は PCB の壁に当たって跳ね返ります。こうした制約関連の設計を行うため、熱専門のエンジニアが雇われています。この壁を取り除いたらどうなるでしょうか?ケーブル アーキテクチャには壁はありません。空気だけでなく、水でさえも装置内を自由に動き回ることができるので、熱効率が向上し、その結果、エネルギと運用コストが削減され、地球環境への影響も軽減されます。

 

またケーブルは一般的に PCB よりも丈夫で、PCB では歪んでしまうような高熱になる過酷な環境でも、信号性能を維持します。多くの場合、ケーブルは補修や修理が容易です。不具合が出た場合でも、繊細なコードが絡まり合い、コンポーネントがはんだ付けされたボードを引き剥がす必要はありません。完全にケーブル化されたアーキテクチャの可能性を考えてみてください。すべきことは、コンポーネントを取り外して交換するだけです。

技術のブラック スワンの素晴らしいところは、たいてい人が気づかないうちに起こるところです。
Phil Gilchrist,
副社長兼最高技術責任者

要約

それは完全に固定されていると思われていて、誰も他の方法で行われると想像もしていないときに、ブラック スワンはそれを完全にひっくり返し、新しい成長の流れが始まります。NASA の工業連合企業は 20 年前、人工衛星のビジネスでグラスゴーのスタートアップと競合することになるとは想像もしていなかったでしょう。ケーブル化されたアーキテクチャには、製造されるすべての電子製品の設計を変える力もあります。電子設計にどのような技術革新がもたらされるのかを想像してみてください。