硅芯片设计中的艺术创作的兴衰

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日期:2022-07-13

如果我们看一个集成电路的内部,我们就能看到人类高耸的科学和技术成就的证据。我们大多数人也会惊讶地发现硅芯片设计的艺术表达方式。

光刻是一种芯片制造技术,允许芯片制造商创建惊人的小电路元件:IC需要的微观晶体管,电容器,互连等,以实现适当的电气功能。这是它在IC制造中的主要作用。它的次要作用-只是稍微不那么重要-是绘制蓝精灵,帆船,恐龙,中世纪武器以及隐藏在这些功利主义电子元件中的许多其他装饰品。

硅艺术肖像画中

迪尔伯特应该被包括在硅艺术肖像画中是再合适不过的了。照片由佛罗里达州立大学维护的分子表达“硅动物园”画廊提供。

硅艺术的起源

这些小型艺术品的存在是毋庸置疑的。佛罗里达州立大学(Florida State University)的迈克尔·戴维森(Michael Davidson)记录了各种令人眼花缭乱的人、动物、物体和刻在微芯片硅中的符号。您可以查看这些照片并阅读有关它们表达的有趣评论。

那么,问题就在于它们存在的原因。半导体设计和制造是一个昂贵且极其复杂的过程,涉及惊人的技术复杂性,需要杰出的科学家,工程师和技术人员的专业知识。这些艺术繁荣背后的动机是什么?管理层是否真的批准在IC布局中添加无聊的图像?

无处不在的个人表达冲动

第一种解释同样适用于硅艺术,也称为芯片艺术或芯片涂鸦,因为它适用于对其他行业和专业的艺术入侵。人类有一种天生的欲望,即个性化他们的手工艺品,认同他们的创造成就,并为功利物品注入文化意义。从这个角度来看,硅艺术与古代雅典花瓶画或生活在东欧的人们每天看到的精心雕刻的木门没有根本的区别。

尽管如此,工程师还是有一些令人惊讶和有趣的冲动,即用首字母缩写,文化符号,内部笑话或其他个人表达工具来“签署”他或她设计的集成电路。首先,这些图纸不仅是隐藏的,而且肉眼也是看不见的。要欣赏硅艺术,您需要打开IC并使用功能强大的显微镜。

其次,集成电路代表了“技术美德”的胜利高潮:跨学科协作,数学精度,科学严谨,艰苦分析,闭环推理。当你看到Daffy Duck的脸蚀刻在微处理器的表面上时,很难摆脱这种不和谐的感觉。

达菲并不是唯一一个获得芯片艺术再现的卡通人物

达菲并不是唯一一个获得芯片艺术再现的卡通人物。照片由佛罗里达州立大学维护的分子表达“硅动物园”画廊提供。

在IC生产的早期,半导体公司使用硅艺术作为保护知识产权的手段。IC布局不会自动获得版权,竞争设计团队可以检查集成电路,复制布局,并制造自己的芯片“版本”。如果随后生产的模具包含原始模具布局中不可否认的无功能部分,例如月球着陆器的图纸,则可以安全地假设IC的新“版本”是公然的副本,而不是逆向工程的结果。

我的直觉告诉我,公司并不经常使用硅艺术作为官方的知识产权保护技术。我可能是错的。无论如何,该技术在1984年变得不必要,当时《半导体芯片保护法》确保相同的IC布局将自动被视为侵犯版权。

环绕德州仪器(Texas Instruments)的肖特基数字双极逻辑IC的是航天飞机的蚀刻。

环绕德州仪器(Texas Instruments)的肖特基数字双极逻辑IC的是航天飞机的蚀刻。照片由佛罗里达州立大学维护的分子表达“硅动物园”画廊提供。

一个时代的终结

七十年代和八十年代是硅艺术的黄金时代。随之而来的是一段衰落时期,未来的调查人员似乎不太可能发现隐藏在二十一世纪IC中的多余的涂鸦和诙谐。

七十年代的半导体行业和今天的半导体行业之间的差异,也许类似于家族木工店和家具厂之间的区别。黄金时代的工程师在较小的团队中工作,专业化程度较低,软件在心理上与他们设计的IC保持距离(也许还经过测试或表征)。结果是一种自然的愿望,即个性化他们的创作并表达他们的创造性主人翁意识。

随着八九十年代末和九十年代行业的成熟,半导体生产变得更加标准化和自动化,经济风险更高。个别IC设计人员对最终产品没有强烈的认同感,工作环境发生了转变。芯片设计师Dan Zuras解释说:“随着芯片项目变得更大,越来越官僚化,并由软件驱动和控制,管理人员与设计师变得更加分离。他们开始害怕[硅艺术],因为它可能会破坏一些东西。

些火星人实际上在火星上

这些火星人实际上在火星上 - 这些图纸被蚀刻到精神和机遇号火星车中使用的图像传感器中。照片由佛罗里达州立大学维护的分子表达“硅动物园”画廊提供

世界上最小的艺术的不确定未来

令人沮丧的是,半导体行业不再有硅艺术的空间。企业文化已经改变,工作流程发生了变化,工具已经发生了变化,我认为在某些方面,工程师已经发生了变化。

也许这是一个积极的转变。也许工程师们已经找到了更好的——更个性化、更感性、更少秘密——的方法来培养想象力,表达异想天开,或探索审美敏感性。

尽管如此,很难不哀叹失去一种艺术形式,这种艺术形式将基本的(有时几乎是岩画)线条图与地球上最先进的技术并置在一起。