來源:半導(dǎo)體芯科技編譯
在 COVID-19 大流行期間,全球半導(dǎo)體短缺引發(fā)了對(duì)假冒芯片的新?lián)鷳n。這些假冒芯片包括虛假營(yíng)銷的芯片、謊稱為電子回收的芯片,或使用舊的、假的或不完全正確的部件的芯片。
現(xiàn)在,即使芯片短缺的情況已經(jīng)開始緩解,一些研究人員仍在追蹤一種特殊類型芯片的假貨--現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA),并研究更好的方法識(shí)別假貨。
FPGA 并不新鮮,但卻非常重要。它們的顯著特點(diǎn)是可以在制造后重新配置,這使它們具有令人難以置信的靈活性。這種靈活性意味著它們經(jīng)常出現(xiàn)在對(duì)國家安全有直接影響的技術(shù)中,包括衛(wèi)星、軍事工具和航空系統(tǒng)。因此,F(xiàn)PGA 假貨非常令人擔(dān)憂。
"基本上,F(xiàn)PGA 可以是一個(gè)超簡(jiǎn)單的邏輯組件,也可以配置成微處理器。南佛羅里達(dá)大學(xué)工程學(xué)教授亞歷山德羅-卡斯特拉諾斯解釋說:"因此,F(xiàn)PGA 的這種靈活性為它增添了巨大的價(jià)值。"從戰(zhàn)略上講,這就是它的價(jià)值所在。從簡(jiǎn)單的應(yīng)用到國防系統(tǒng),再到無人機(jī)控制,F(xiàn)PGA 可以采取任何你需要的電子形式。
與其他芯片一樣,F(xiàn)PGA 的供應(yīng)也受到了疫情流行供應(yīng)鏈問題的影響。據(jù)全球電子測(cè)試服務(wù)公司(Global Electronics Testing Services)稱,這些芯片目前是有限的,并分配給了最大的客戶,Castellanos 正在與該公司合作追蹤 FPGA 的元件認(rèn)證服務(wù)。
由于FPGA不是專門制造的,可以在購買后進(jìn)行修改,因此可以用其他功能較弱的替代品代替,有時(shí)會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的結(jié)果。在 2011 年的一個(gè)突出例子中,美國海軍無意中在一架偵察機(jī)上安裝了“返工”的賽靈思 FPGA,該偵察機(jī)在供應(yīng)鏈的早期階段就被作為新機(jī)銷售。海軍將試飛期間飛機(jī)冰探測(cè)模塊的故障歸咎于FPGA。
"如果FPGA是假冒的,那么'大腦'就有可能無法正常工作或無法發(fā)揮全部功能。電子產(chǎn)品獨(dú)立分銷商協(xié)會(huì)(IDEA)是一個(gè)關(guān)注電子供應(yīng)鏈質(zhì)量的行業(yè)組織,其執(zhí)行董事法伊扎-汗(Faiza Khan)在一封電子郵件中說:"從理論上講,假冒FPGA的另一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)是,你可以對(duì)其進(jìn)行配置或編程,使其做出與預(yù)期截然不同的事情。
該圖片最上面一排的三個(gè) FPGA 中有兩個(gè)是假的,有一個(gè)假條形碼[左上角]和一個(gè)被擦除的條形碼[中上部]。第三個(gè)是經(jīng)過認(rèn)證的原始設(shè)備制造商 (OEM) 部件 [右上角]。使用 Xilinx 應(yīng)用程序,條形碼掃描[左下角]確認(rèn)了部件的真實(shí)性,而另一個(gè)部件則被識(shí)別為假冒設(shè)備[右下角]。
Castellanos 與南佛羅里達(dá)大學(xué)的另一位工程學(xué)教授 Stephen Saddow 正在與 Global ETS 合作研究調(diào)查潛在假冒 FPGA 的方法。該公司也越來越有興趣將人工智能用于此目的。
方法可能取決于芯片的封裝方式。與此同時(shí),造假者可能會(huì)用砂紙或微噴砂去除舊標(biāo)記,并拆下芯片的保護(hù)蓋來欺騙買家。條形碼可用于確認(rèn)部件的真?zhèn)危部赡鼙徊脸?/p>
薩多解釋說:"想象一下,你看到的是兩輛一模一樣的本田雅閣汽車,但發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的功能卻完全不同。薩多解釋說:"當(dāng)你看這輛車時(shí),顏色、型號(hào)、年份等一切都一樣。一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過改裝,一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)是原裝的——打開引擎蓋,你會(huì)發(fā)現(xiàn)它們完全不同。
ETS 的方法首先是進(jìn)行目視檢查,尋找任何重鋪或重寫的跡象。如果芯片采用塑料成型測(cè)試,該公司可能會(huì)使用溶劑對(duì)芯片進(jìn)行檢查,以尋找潛在的重磨或褪色跡象。對(duì)于采用金屬封裝的芯片,公司會(huì)采用掃描聲學(xué)顯微鏡,利用反射聲波檢測(cè)缺陷或異狀。進(jìn)一步的步驟還包括電氣測(cè)試、速度和溫度測(cè)試,甚至是去封裝(decapsulation),在這種情況下,芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)暴露出來,以供研究。
現(xiàn)在,該公司正在研究利用人工智能來解決識(shí)別假冒 FPGA 最棘手的問題之一:篡改溫度和速度額定值。傳統(tǒng)上,對(duì) FPGA 的這些方面進(jìn)行分析的成本很高。
加州大學(xué)洛杉磯分校電氣工程教授、該校技術(shù)、法律和政策研究所共同主任約翰-維拉森諾在一封電子郵件中解釋說:"FPGA 購買者依賴于制造商對(duì)速度和工作溫度范圍等工作特性的描述。"假冒的FPGA可能無法提供所宣傳的性能,從而給安裝了假冒FPGA的系統(tǒng)帶來風(fēng)險(xiǎn)。
這個(gè)問題仍然難以廣泛追蹤。據(jù) Saddow 觀察,造假者不會(huì)報(bào)告他們的數(shù)量,公司也不可能公開他們上當(dāng)受騙的情況。
當(dāng)然,Global ETS 并不是唯一關(guān)注這一問題的組織,但該公司表示,在過去的幾年里,它已增加了幾個(gè)新的網(wǎng)點(diǎn),業(yè)務(wù)量激增。IDEA 有自己的指導(dǎo)方針和推薦的檢查技術(shù)來處理假冒芯片。半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)為最近的《芯片與科學(xué)法案》一攬子立法進(jìn)行了游說,該協(xié)會(huì)也一直在關(guān)注這一問題。
審核編輯:湯梓紅
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