芯片艺术

芯片艺术(Chip art)也被称为硅艺术(silicon art),芯片涂鸦或硅涂鸦,是指集成在集成电路中的微观艺术品,也称为芯片或集成电路。由于集成电路是通过光刻技术印刷的,而不是一次构建一个组件,所以没有额外的成本在芯片上的未使用的空间中包含特征。设计师们已经利用这种自由将各种艺术作品放在芯片上,从设计师简单的首字母缩写到相当复杂的绘图。芯片涂鸦有时被称为软件复活节彩蛋的硬件版本。

芯片艺术是指在集成电路中印刷的微米级艺术品。芯片设计和布局时,有时候会有空间不被公载和其他部件占用;芯片设计人员经常冒昧地使用空白处添加他们自己的签名或其他图像,从简单的首字母缩写到更复杂的绘图。

芯片技术涉及将图像和其他图标或签名包含到将通过光刻蚀刻到硅晶片中的芯片的负(掩模)中。考虑到芯片部分的微观尺寸,芯片艺术在没有显微镜的情况下是不可见的,事实上设计者没有宣传他们在某些芯片上添加了额外的东西或者复活节彩蛋意味着存在许多未被发现的芯片在那里的艺术品。

集成电路由多层材料构成,通常是硅,二氧化硅(玻璃)和铝。这些层的成分和厚度赋予它们独特的颜色和外观。这些元素为IC设计和布局工程师创造了一个不可抗拒的调色板。

这些芯片设计所涉及的创作过程,强烈的工作自豪感和艺术气质的结合,迫使人们想把自己的作品标榜为自己的作品。在芯片上找到首字母缩写,或者一组缩写词是很常见的。这是设计工程师“签署”他或她的工作的方式。

在1984年以前,这些涂鸦也起到了实际的作用。如果一个竞争对手制作了类似的芯片,并且检查显示它包含相同的涂鸦,那么这就是设计被复制(版权侵犯)而不是独立衍生的有力证据。 1984年的美国版权法(1984年的半导体芯片保护法)修改后,所有的芯片掩模都自动拥有版权,并拥有创作者的专有权利,其他大多数制造IC的国家也适用类似的规则。由于现在确切的副本自动成为侵犯版权,所以涂鸦没有任何用处。

1984年,美国国会通过了“半导体芯片保护法”。在1984年以前,涂鸦是证明复制的唯一途径;掩模的其余部分是相同的事实并不足以证明。 1984年以后,同一份掩模的工作部分是自动侵犯版权,涂鸦没有任何用处。

芯片设计人员经常在他们的创作中刻画异想天开的图像,但随着自动化工具的改进和设计周期的缩短,公司对即兴演员的容忍

由于芯片艺术的隐藏性,它的存在直到1998年摄影师迈克尔·戴维森(Michael Davidson)在拍摄微芯片的几何图案时意外地偶然发现才成为公众所知。史密森学会现在拥有大量的芯片艺术,这要感谢戴维森和其他贡献者,如反向工程服务提供商Chipworks。

迈克·戴维森(Mike Davidson)在看到艺术的时候就知道。但他并不期望在微芯片上看到它。为了使电路“流行”以获得更丰富详细的照片,他用卤钨灯照亮了芯片的大片区域,并将放大倍数提高到600X。突然,他看到一张脸。

最初的一个偶然发现成了戴维森的激情。他开始寻找和收集他在其他芯片上找到的图像,并将其放在他现在称为Molecular Expressions网站的Silicon Zoo部分的图像上。随着有关该网站的消息传遍,各地的设计工程师发送了戴维森芯片和晶圆,希望能够保留它们的硅生物的后代。现在,动物园的特色沃尔多ersatz与300其他各种被称为芯片艺术,文物或涂鸦的其他片断。

这些图像包括芯片设计师的名字,最喜欢的宠物的渲染,迪尔伯特(Dilbert)等卡通人物,飞机,火车和汽车等。这些图像与晶体管一起制造,并且互连在覆盖硅晶片的一个或多个金属层上。首先,将图像绘制在掩模上,该掩模用于在覆盖金属层(通常是第一层)的光致抗蚀剂上形成图案。通过掩模中的间隙,紫外线照射到光致抗蚀剂上,使其暴露的硬化。溶剂将软剩余物洗去,将铝区域依次暴露于蚀刻。最后,硬化的光子

这些图像包括芯片设计师的名字,最喜欢的宠物的渲染,迪尔伯特(Dilbert)等卡通人物,飞机,火车和汽车等。这些图像与晶体管一起制造,并且互连在覆盖硅晶片的一个或多个金属层上。首先,将图像绘制在掩模上,该掩模用于在覆盖金属层(通常是第一层)的光致抗蚀剂上形成图案。通过掩模中的间隙,紫外线照射到光致抗蚀剂上,使其暴露的硬化。溶剂将软剩余物洗去,将铝区域依次暴露于蚀刻。最后,将硬化的光刻胶用酸洗掉,留下金属图像。

戴维森硅谷动物园中的许多动物发现了从20世纪70年代末到80年代初的小型视频和图形芯片。当时的芯片涂鸦更为丰富,部分是因为它阻止了非法拷贝,惠普公司前芯片设计师路易斯·舍费尔(Louis Scheffer),现在是加利福尼亚州圣何塞的Cadence设计系统公司的研究员,如果有人偷了通过简单地复制面具来进行芯片设计,涂鸦也会被复制,并且将小偷带走。

通常这个创意艺术家的本能延伸到包含小图片或图标。这些可能是对设计师意义重大的图像,与芯片功能有关的评论,内部笑话,甚至讽刺参考。由于难以验证它们的存在,芯片艺术也一直是网上恶作剧的主题(例如,奔腾芯片上从未见过的“费用麻烦”评论 – 着名的“照片”显示题词是一个骗局)。

这些艺术作品作为商业集成电路主体上的寄生虫大量生产,大多数观察者并不注意,半导体公司也不鼓励,主要是担心艺术品的存在(显然是不必要的)会干扰一些必要的功能在芯片或设计流程中。

一些实验室已经开始与艺术家合作,或者直接用这些芯片的显微照片制作书籍和展品。哈佛大学化学家乔治·怀特塞德(George Whitesides)就是如此,他与先驱摄影师费利切·弗兰克尔(Felice Frankel)合作出版了“物质的表面”(On the Surface of Things),这是一本高度赞扬的摄影书,主要是关于Whitesides实验室的实验。此外,华盛顿大学生物工程系的Albert Folch实验室(或许不是巧合的,在BioMEMS工作,与George Whitesides一样的领域)有一个非常受欢迎的在线画廊,拥有超过1,700种免费的BioMEMS相关的芯片艺术显微照片并已在西雅图地区制作了三件艺术展品,在线销售。