Чип-арт

Чип-арт, также известный как кремниевое искусство, чип-граффити или кремниевый каракули, относится к микроскопическим произведениям, встроенным в интегральные схемы, также называемым чипами или микросхемами. Поскольку микросхемы печатаются с помощью фотолитографии, а не создаются компоненты за раз, нет никаких дополнительных затрат на включение функций в неиспользуемое пространство на чипе. Дизайнеры использовали эту свободу, чтобы нарисовать всевозможные произведения на самих чипах: от простых инициалов дизайнеров до довольно сложных рисунков. Чип-граффити иногда называют аппаратной версией пасхальных яиц.

Чип-арт относится к микроскопическим изображениям, которые печатаются в интегральных схемах. Когда микросхемы спроектированы и выложены, иногда есть пустые места, которые не заняты автобусами и другими компонентами; разработчики чипов часто берут на себя смелость использовать пустые пространства, чтобы добавить свои собственные подписи или другие изображения, начиная от простых инициалов и заканчивая более сложными рисунками.

Чип-арт включает в себя включение изображений и других значков или подписей в негатив (маску) чипа, который будет выгравирован в кремниевую пластину с помощью фотолитографии. Учитывая микроскопический размер частей чипов, чип-арт нельзя увидеть без микроскопа и тот факт, что дизайнеры не рекламировали, что они добавили что-то дополнительное или пасхальное яйцо к определенным фишкам, означает, что существует множество неоткрытых чипов произведения искусства.

Интегральные схемы построены из множества слоев материала, как правило, кремния, диоксида кремния (стекла) и алюминия. Состав и толщина этих слоев придают им свой особый цвет и внешний вид. Эти элементы создали непреодолимую палитру для инженеров по проектированию и компоновке ИС.

Творческий процесс, связанный с дизайном этих чипов, сильным чувством гордости в их работе и сочетанием художественного характера, заставляет людей хотеть отметить свою работу как свою собственную. Очень часто можно найти инициалы или группы инициалов на чипах. Это способ инженера-конструктора «подписать» свою работу.

До 1984 года эти каракули также служили практической цели. Если у конкурента был выпущен аналогичный чип, и экзамен показал, что он содержит те же каракули, то это было убедительным доказательством того, что дизайн был скопирован (нарушение авторских прав), а не независимо получен. Пересмотренный в 1984 году закон об авторском праве США (Закон о защите чипов полупроводников от 1984 года) сделал все чип-маски автоматически защищенными авторским правом, с исключительными правами на создателя, и аналогичные правила применяются в большинстве других стран, выпускающих ИС. Поскольку точная копия теперь автоматически нарушает авторские права, каракули не служат никакой полезной цели.

В 1984 году Конгресс США принял Закон о защите чипов полупроводников. До 1984 года граффити было единственным способом доказать копирование; тот факт, что остальная часть маски идентична, недостаточно доказана. После 1984 года идентичная копия рабочих частей маски была автоматическим нарушением авторских прав, а граффити не служили полезной цели.

Дизайнеры чипов часто травили причудливые образы на свои творения, но по мере того, как автоматизированные инструменты улучшались и сокращались циклы проектирования, так же терпимость компаний к импровизированным дополнительным услугам

Из-за скрытой природы чип-арта его существование не стало общеизвестным до тех пор, пока фотограф Майкл Дэвидсон случайно не наткнулся на него, фотографируя геометрические образцы микрочипов в 1998 году. У Смитсоновского института теперь есть большая коллекция чип-арта, благодаря Дэвидсону и другие участники, такие как Chipworks, поставщик услуг обратного инжиниринга.

Майк Дэвидсон знает искусство, когда видит. Но он не ожидал увидеть его на микрочипе. Чтобы сделать схему «поп» для более богатой детализированной фотографии, он зажег большие участки микросхемы лампочкой из вольфрамового галогена и увеличил увеличение до 600X. Внезапно он увидел лицо.

То, что начиналось как неожиданное открытие, стало страстью к Дэвидсону. Он начал искать и собирать изображения, найденные на других чипах, и помещать их в то, что он теперь называет частью Silicon Zoo веб-сайта Molecular Expressions. Поскольку слова о сайте обошли, инженеры-дизайнеры со всего мира отправили чипы и вафли Дэвидсона, надеясь сохранить их силиконовые существа для потомков. Теперь в зоопарке есть эрзац Уолдо, а также 300 других предметов, которые по-разному называют искусством чипа, артефактами или граффити.

Изображения включают в себя все: от имен дизайнеров чипов, рендеринга любимых домашних животных, персонажей мультфильмов, таких как Дилберт, и самолетов, поездов и автомобилей. Эти изображения изготавливаются вместе с транзисторами и межсоединениями на одном или нескольких металлических слоях поверх кремниевой пластины. Во-первых, изображение нарисовано на маске, используемой для создания рисунка в фоторезисте, лежащем над металлическим слоем, обычно первым. Через промежутки в маске ультрафиолетовый свет сияет на фоторезисте, затвердевая то, что он раскрывает. Растворитель смывает мягкий остаток, подвергая поверхности алюминия травлению в свою очередь. Наконец, закаленный фоторезист смывается кислотой, оставляя изображение в металле.

Многие из существ, размещенных в Silicon Zoo Davidson, нашли на небольших видео и графических чипах, появившихся в конце 1970-х и начале 1980-х годов. В то время чип-граффити был более распространенным, отчасти потому, что он сорвал незаконное копирование, сказал Луис Схеффер, бывший разработчик чипов с Hewlett-Packard Co., а теперь сотрудник Cadence Design Systems Inc., Сан-Хосе, Калифорния. Если кто-то украл чип-дизайн, просто скопировав маски, граффити тоже будет скопировано и отдать вора.

Часто инстинкт этого творческого художника распространяется на включение маленьких картин или значков. Это могут быть изображения значимости для дизайнеров, комментарии, связанные с функцией чипа, внутри шуток или даже сатирические ссылки. Из-за трудности в проверке их существования чип-арт также был предметом онлайн-мистификаций (например, никогда не замеченный комментарий «счет sux» на чипе Pentium — известная «фотография», показывающая надпись, является обманом).

Массовое производство этих произведений искусства как паразитов на теле коммерческого ИС остается незамеченным большинством наблюдателей и не поощряется полупроводниковыми корпорациями, в первую очередь из-за опасений, что наличие художественных работ (которые явно не нужны) будет мешать некоторым необходимым функции в чипе или потоке дизайна.

Некоторые лаборатории начали сотрудничать с художниками или напрямую производят книги и экспонаты с помощью микрофотографий этих чипов. Так обстоит дело с химиком Гарварда Джорджем Уайтсайдсом, который сотрудничал с пионерским фотографом Фелисисом Франкелем, чтобы опубликовать книгу «Поверхность вещей», высоко оцененную книгу фотографии об экспериментах (в основном) лаборатории Whitesides. Кроме того, лаборатория Альберта Фольча (который, возможно, не случайно, работает в BioMEMS, в той же области, что и Джордж Уайтсидес) в Университете Биоинженерии Университета Вашингтона, имеет очень популярную онлайн-галерею с более чем 1700 бесплатными микрофотографиями микрочипов, связанных с BioMEMS и уже выпустил три художественных выставки в районе Сиэтла с онлайн-продажами.