硅艺术的兴衰

光刻是一种制造技术，它使芯片制造商能够制造出小得惊人的电路元件：IC需要的微型晶体管、电容器、互连等，以实现适当的电气功能。这是其在IC制造中的主要作用。它的次要作用只是画蓝精灵、帆船、恐龙、中世纪的武器，以及神秘地隐藏在这些实用电子元件中的许多其他装饰。

 

迪尔伯特应该被包括在硅艺术肖像画中，这是非常合适的。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。经许可使用。

 

硅艺术的起源

这些小巧的艺术品的存在是毫无疑问的。佛罗里达州立大学的迈克尔·戴维森记录了蚀刻在微芯片硅中的各种令人愉快、困惑的人、动物、物体和符号。你可以看到照片，阅读关于分子表达的有趣评论。

那么，问题是为什么？它们是存在的。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度，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？

 

对个人表达的无所不在的渴望

第一种解释同样适用于硅艺术，也被称为芯片艺术或芯片涂鸦，就像它适用于对其他行业和职业的艺术入侵一样。人类有一种自然的愿望，希望将自己的手工作品个性化，认同自己的创作成就，并赋予实用物品以文化意义。从这个角度来看，硅艺术与古代雅典花瓶画或我在东欧生活时每天看到的精心雕刻的木门没有本质区别。

尽管如此，工程师渴望用首字母缩写、文化符号、内部笑话或其他个人表达工具来“签署”他或她的集成电路，这还是令人惊讶和有趣的。首先，这些图纸不仅是隐蔽的，而且肉眼看不见。要欣赏硅艺术，你需要打开集成电路并使用强大的显微镜。

其次，集成电路代表了“技术美德”的胜利顶点：跨学科协作、数学精确、科学严谨、细致分析、闭环推理。当你看到Daffy Duck的脸刻在微处理器表面时，你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表演奖的卡通人物。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。经许可使用。

 

知识产权保护

在集成电路生产的早期，半导体公司使用硅艺术作为保护知识产权的手段。IC布局并没有自动获得版权，竞争的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非功能部分，例如月球着陆器的图纸，那么可以放心地假设新的IC“版本”是公然复制的，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IP保护技术。我可能错了。无论如何，这项技术在1984年变得没有必要，当时《半导体芯片保护法》确保了相同的IC布局将自动被视为侵犯版权。

 

环绕得克萨斯仪器公司的肖特基数字双极逻辑IC就是对航天飞机的蚀刻。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。经许可使用。

 

一个时代的终结

70年代和80年代是硅艺术的黄金时代。随后是一段衰落时期，未来的研究人员似乎不太可能发现21世纪IC中隐藏的多余涂鸦和俏皮话。

七十年代的半导体行业和今天的半导体行业之间的差异可能类似于家族木工店和家具厂之间的差异。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（也许也进行了测试或表征）。其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所有权。

随着该行业在80年代末和90年代的成熟，半导体生产变得更加标准化和自动化，经济风险也更高。个别集成电路设计师对最终产品没有强烈的认同感，工作环境发生了变化。芯片设计师Dan Zuras解释说，“随着芯片项目变得越来越大，越来越官僚，越来越受软件的驱动和控制，管理者与设计师之间变得越来越分离。他们开始害怕（硅艺术），因为它可能会破坏一些东西。”

 

这些火星人实际上在火星上，图纸被刻在勇气号和机遇号火星车使用的图像传感器上。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。经许可使用。

 

世界上最小艺术的不确定未来

想到半导体行业不再有硅艺术的空间，我感到很沮丧。企业文化已经改变，工作流程已经改变，工具已经改变，我认为在某些方面，工程师已经改变了。

也许这是一个积极的转变。也许工程师们已经找到了更好、更个性化、更感性、不那么隐秘的方法来培养想象力、表达奇思妙想或探索美感。

尽管如此，很难不为失去一种将基本的、有时几乎是岩画的线条画与地球上最先进的技术并置的艺术形式而哀叹。