Pluralities of Scale

Benjamin Earl, Lamps In Video Games Use Real Electricity, 2023

De zin ‘Lamps In Video Games Use Real Electricity’ (‘lampen in videogames gebruiken echte elektriciteit’) is voor het eerst gepubliceerd op een subreddit op 28 november 2019. Sindsdien circuleert de zin op het internet als een ware meme. De kwestie die erin besloten ligt is die van de scheiding tussen het digitale en het fysieke domein, en of deze scheiding wel bestaat. Benjamin Earl heeft voor deze tentoonstelling de meme naar de fysieke wereld vertaald. In Lamps in Video Games Use Real Electricity wordt de virtuele lamp uit de videogame een fysiek elektrisch exemplaar. Deze tastbare aanwezigheid roept vragen op over wat echt is, en wat virtueel is – en wat ‘digitaal’ in beginsel betekent.
Collectie Stichting LINK

Karaf met ongeveer 50.000 afgemonteerde discrete transistoren in een SOT23 verpakking

Dit type verpakking wordt op het oppervlak van een Printed Circuit Board (PCB) gemonteerd, zowel bovenop als eronder, en is zo klein en zo dun mogelijk. Met een afmeting van slechts 2,9 x 1,3 x 1 mm is deze gemaakt om in een mobiele telefoon te passen.

Stolp met ongeveer 100.000 onverpakte diodes

Hier zien we het actieve stukje silicium zonder aansluitingen en zonder verpakking, na het loszagen uit de plak. De afmetingen van deze diodes zijn ongeveer 0,20 x 0,15 mm waardoor er na aftrek van de zaagbanen nog steeds meer dan 400.000 van op een plak van 200 mm passen. Aangezien er van deze types miljarden stuks per jaar afgenomen worden, betreft het nog steeds een flink aantal plakken.

Grote fles met verschillende IC’s in diverse DIL omhullingen

In tegenstelling tot de transistoren in de eerdere karaf met chips zijn deze veel groter en hebben ze meer aansluitingen. De aansluitpootjes zitten in twee rijen elk aan één kant de verpakking (vandaar de Engelse benaming ‘Dual In-Line’), en gaan door het Printed Circuit Board heen. Hierdoor kunnen ze alleen aan de bovenkant gemonteerd worden.

Siliciumstaven van verschillende diameter

Voor 1980 werden veel halffabrikaten, zoals siliciumplakken, nog binnenshuis gemaakt. De staven, ook wel ‘ingots’ of ‘boules’ genoemd, werden aan een zogenaamd ‘entkristal’ van slechts enkele vierkante millimeters uit gesmolten silicium (van ongeveer 1400°C) getrokken, gepolijst en in plakken gezaagd. De vorm van de staaf geeft meteen het antwoord op de veel gestelde vraag waarom de plakken rond zijn. Rond 1980 ontstonden er gespecialiseerde bedrijven die door de grotere volumes veel goedkoper konden produceren tegen dezelfde of soms hogere kwaliteit.

Transportcontainers voor siliciumplakken van 300 mm en 200 mm

Door de super kleine details op een chip is het productieproces heel gevoelig voor stof. Eén stofdeeltje op de verkeerde plaats zorgt ervoor dat de hele chip niet meer werkt. Daarom vindt de productie in een zogenaamde ‘schone ruimte’ ofwel clean room plaats. Omdat het onpraktisch is om de hele productieruimte van stof te ontdoen, concentreert men zich tegenwoordig op de machines en het transport. Deze twee containers zijn hermetisch afgesloten zodat er geen stof van buitenaf bij de plakken kan komen. De containers worden op de productiemachines gezet waar een robotarm ze onder ultraschone condities opent en verwerkt.

Michelle Feelders, Through The Microscope Glass, 2020

Chips, microchips: vrijwel iedereen gebruikt ze, maar bijna niemand heeft ze ooit gezien. Het is moeilijk voor te stellen hoe iets kleins als een printplaat effect heeft op het dagelijks leven van zovelen. In deze korte film blaast Michelle Feelders de kleine schaal van de chip op tot grote proporties: het printplaatje transformeert tot een wondere wereld waar je in kunt ronddwalen. De microscopische wereld van de elektronica wordt in een ander licht geplaatst. De voice-over is ontleend aan interviews met medewerkers van NXP, waarin zij vertellen hoe zij het werken met elektronica op microscopische schaal ervaren.
ArtEZ / NXP Semiconductors

One-Chip TV bouwtekening (layout), rond 1996

Dit IC (Integrated Circuit, in het Nederlands ook ‘geïntegreerde schakeling’) van 4,8 x 4,9 mm bevat alle benodigde elektronica voor het aansturen van een analoge kleurentelevisie. In de jaren 1970 verving het ongeveer tien losse circuits en maakte veel handmatig afstelwerk in de fabriek overbodig. Daarnaast was het een samenvoeging van twee technologieën: BiMOS, de combinatie van een bipolair- en een CMOS-proces. Dit circuit is in onbruik geraakt, nu alle televisies digitaal zijn.

Bouwtekening (layout) van de TDA 4504BN1 chip, rond 1984

Deze chip combineerde verschillende kleinere circuits voor een multi-standaard analoge kleurentelevisie in één geïntegreerde schakeling. Het is een typisch voorbeeld van verdergaande integratie waarbij meer en meer chips tot één circuit werden omgevormd. Voor de analoge televisie leidde dat uiteindelijk tot de ‘ultimate one-chip TV’: een complete televisie op één enkele chip

Handgemaakte bouwtekening (layout) van een deel van de ‘Octopus’-chip voor een 100 Hz televisie uit 1968

In de jaren 1960, de begindagen van de chip, werden alle chips met de hand ontworpen. Computers waren er nog niet en het aantal te tekenen elementen per chip was niet zo groot. Zodra het kon, werden computers voor het ontwerpproces ingeschakeld. In de begintijd was de capaciteit daarvan echter nog beperkt en moest men soms voor complexe chips toch weer handmatig ontwerpen, zoals in dit geval. Dit kleine deel van de complete bouwtekening is al maar liefst 488 x 168cm. Hier en daar is goed te zien hoe er correcties uitgevoerd zijn, en waar de koffie gestaan heeft.

Foto van een IC bouwtekening uit 1982

De ontwerpers van een chip lieten vaak hun namen achter op de bouwtekening. Op deze foto zijn de namen van H. Veendrick, G. Postuma en M. Lecoutre te ontdekken. De eerste, H. Veendrick, is ook medeverantwoordelijk voor de grote papieren plattegrond (de handgemaakte bouwtekening uit 1968) die ook in deze tentoonstelling te zien is.

Foto’s van de ‘Octopus’-chip voor een 100 Hz televisie uit 1968

Linksboven: deel van de bouwtekening (layout) op de speciaal hiervoor gemaakte lange tafel.
Rechtsboven: twee van de ontwerpers, onder wie Harry Veendrick, kruipend over de tekening.
Beneden: foto van de complete chip met 300 kbit CCD beeldgeheugen in acht blokken: 2 x 2 links en 2 x 2 rechts, plus de controle logica in het midden. Deze chip diende ook als achtergrondgeheugen voor teletekst. Bij de eerste 100 Hz televisies werd het 50 Hz beeld eerst in een geheugen opgeslagen en met de dubbele snelheid – 100 Hz – naar het scherm geschreven.

Folie masker met zes gelijke Integrated Circuits

Folie maskers voor de Q8815N1 chip

Een circuit heeft vele lagen met kenmerkende visuele details. Deze details worden door middel van een fotografisch proces met een zogenaamd masker, vergelijkbaar met een dia, aangebracht. In een bouwtekening (layout) geeft elke kleur een specifieke laag aan. Ook de maskers, chroompatronen op een vierkant plaatje van glas of quartz, worden met een vergelijkbaar fotografisch proces gemaakt. Deze zeven folies, voor de lagen OD, DP, PS, SN, CO, IN en CB, dienden als ingangsmateriaal (dia) voor het maken van alle benodigde maskers voor deze chip. Hedendaagse chips kunnen wel dertig tot veertig lagen bevatten. Net als bij de siliciumplakken werden de fotografische maskers in de begintijd binnenshuis gemaakt, maar vanaf 1990 bij gespecialiseerde bedrijven afgenomen.

Polaroidfoto’s van verschillende producten op een lichtbak

In de tijd dat nog niet alles digitaal was, werden polaroidfoto’s van microscoopbeelden gemaakt om een en ander vast te leggen. Hier is een verzameling van vijftien verschillende foto’s te zien.

Evolutie van wavers

De diameter van de siliciumplak heeft zich over het verloop van tijd ontwikkeld: van 25 mm rond 1960 tot de huidige standaard van 300 mm in 1999. De volgende maat, 450 mm, is wel ontwikkeld maar wordt om praktische redenen niet gebruikt. Grotere plakdiameters kunnen economisch voordelig zijn omdat er meer chips op passen terwijl de procestijd per plak niet verandert. Natuurlijk moet de apparatuur wel aangepast worden, wat wel investeringen vraagt. De eerste vier maten die hier te zien zijn, van 25 mm tot 100 mm, zijn gemaakt bij Philips Lent. De daaropvolgende 125 mm plak is gemaakt in Nijmegen. Vanaf 150 mm werden de plakken ingekocht.

Gezaagde 300 mm siliciumplak op folie in een frame

Als een siliciumplak uit de fabriek komt moeten de individuele chips (vierkantjes) nog losgezaagd worden om ze te kunnen aansluiten, verpakken en testen. Vóór het zagen wordt de plak eerst dun geslepen en op folie in een frame geplakt. Bij deze 300 mm plak zijn de chips losgezaagd; een deel ervan is van de plak afgehaald voor verdere behandeling.

Oscar van Leest, Tot 1GHz kan ik horen, 2023

Dit audiowerk van Oscar van Leest is gebaseerd op geluidsfragmenten uit gesprekken met verschillende (oud-)werknemers van NXP. De verhalen zijn doorspekt van persoonlijke perspectieven en ervaringen die meestal niet te vinden zijn in formele documenten over een bedrijfsgeschiedenis. Toch zijn deze verhalen onmisbaar om een beeld te krijgen van het reilen en zeilen van Philips/NXP. De gesprekken onthullen het niet te onderschatten belang van de mensen achter het bedrijf. Van Leest maakte dit werk speciaal voor deze tentoonstelling, in opdracht van Stichting LINK.
Elk gesprek kan in zijn volledigheid worden beluisterd via de website van LINK.
Collectie Stichting LINK

Alina Lupu, People behind machines, 2023

Het fotoarchief van NXP semiconductors overspant een periode van enkele decennia – van 1950 tot 2000. De foto’s vertellen het verhaal van het bedrijf en daarmee ook dat van de ontwikkeling van arbeid in Nederland. Het is een geschiedenis van vooruitgang en wrijving. De revolutionaire schaalverkleining van de chips zorgde voor drastische veranderingen in de werkomstandigheden. Het handwerk dat werd uitgevoerd door vrouwen maakte plaats voor geautomatiseerde processen onder de supervisie van mannen, werknemers verstopt in beschermende kleding werden vervangen door machines. Alina Lupu zet het fotoarchief op een vrije manier in, met ruimte voor interpretatie, zodat nieuwe verhalen achter de verborgen gezichten het daglicht kunnen zien.
Collectie Stichting LINK

Soyun Park, Rekindle Rewind, 2023

Rekindle, rewind van Soyun Park is een verkenning van tijd en telecommunicatie door de les van technologieën van toen en nu. Een centrale rol is weggelegd voor de VHS-band Geleiding in Kristallen uit het archief van NXP. Deze video demonstreert het proces van kristalgeleiding bij de productie van halfgeleiders. Het werk van Park bestaat uit vier films naast een print uit het archief met daarop foto’s van televisies rondom chip: de film van de kunstenaar die een VHS-recorder bedient om Geleiding in Kristallen af te spelen; de luidsprekers die de audio van deze video afspelen; shots van het NXP-archief terwijl op de achtergrond de originele video wordt afgespeeld; en ten slotte de originele video zelf. Middels historische audiovisuele machines uit het archief te gebruiken wordt zo op speelse wijze de impact van technologie op time-based media over het voetlicht gebracht – en een brug geslagen tussen verleden en heden.
Collectie Stichting LINK

Bram de Groot, Monument For Memory, 2019

Monument For Memory is een ode aan het verloren ambacht van een van de eerste methodes om computergeheugen te maken: ringkerngeheugen. De ontwikkeling van de microchip bij NXP is grotendeels afhankelijk van ambachtsvrouwen die deze met de hand weefden. In dit werk brengt Bram de Groot de weeftechniek met eenzelfde toewijding nauwgezet in beeld, en hij creëert het geheugen van 64-bit opnieuw – maar nu op monumentale schaal. Het oude staaltje handwerk wordt in dialoog geplaatst met de kleinste geheugenopslag van vandaag de dag: de NFC (Near Field Communication) chip.
Collectie ArtEZ / NXP semicondutors

MRI chip

Een enkele sensor voor 3D-röntgenafbeelding die de hele siliciumplak beslaat. Deze is gemaakt door verschillende kleine sensoren tegen elkaar aan te zetten zodat ze één geheel vormen.

Ringkern computergeheugen uit 1965

Bij de eerste computers werd de informatie in het werkgeheugen op magnetische wijze in kleine ferriet ringetjes opgeslagen: één bit per ringetje. Dit geheugen kan dus 6 x 64 = 384 bits aan informatie opslaan. Dat zijn slechts 48 lettertekens. De opslagcapaciteit van de huidige DRAM computergeheugens wordt in gigabytes (= 1000.000.000 x 8 bits) uitgedrukt, ofwel 1000.000.000 karakters.