基于芯片外观的反伪参考

作者:庄雄飞

     2005年年底,上海交通大学微电子学院原院长陈进的汉芯造假案东窗事发。他把国外厂商生产的芯片[注1]改头换面当成科研成果通过了鉴定专家组的评审,累计骗取了国家上亿元的拨款。如此严重恶劣的学术欺诈案件,却仅仅只对陈进进行撤职并追缴其相关经费就了事。这是在芯片产业链最上游学术圈的一个典型反面案例,而在中下游的芯片现货交易市场,类似的造假情景基本每天都在多次上演,而且造假的手段和方式更复杂多样、更隐蔽。常见的情况有以次充好、旧货翻新[注2]、更改批次等,以前两者居多。采购到假冒的芯片,不仅可能造成经济损失、工期延误,还有可能导致最终产品的故障返修等问题。本来对于电子设备厂商和科研单位来说,所需的芯片直接跟芯片厂商或其分销代理商采购就可以了,不必冒险到贸易商鱼龙混杂的现货市场采购。这是比较理想的状况。实际上,由于芯片供应周期较长(一般快则几周,慢则几个月)、芯片停产(销售额不理想或者有升级替代品)、价格差异等原因,他们有时或经常会从现货市场中采购。这时候,要如何去辨别芯片的真伪呢?
    针对假冒芯片可以采取的初步防范措施有采购样品、签订合同、预付定金、延后付款等,以及优先从有良好合作记录的供应商采购。接着是对到手后的芯片进行检验。检验芯片可以从外观观察、电气参数比对[注3]等步骤入手,或者借助于专业的芯片检测机构[注4]。这其中,外观观察最为简易便捷,能筛掉不少假冒芯片。
    在进行外观观察之前,需要佩戴防静电腕表或相关除静电装置――为了避免人体静电损坏芯片,以及准备一个放大倍数40x以上的放大镜――用来寻找造假者留下的蛛丝马迹。主要观察以下几个方面:

一、芯片主体

  1.正面有没有被打磨过的痕迹,类似于指纹或者比背面更粗糙;  
  2.正面的边缘与背面的是否平行;
  3.正面有没有被某种材料重新覆盖过的迹像;
  4.侧面会不会颜色深浅不一;
  5.正面的凹点是否光滑、深浅一致(有些封装[注5]体积太小就没有凹点);
  6.背面是否统一。

  打磨过的芯片正面不如原装的平滑,会有些微的倾角,凹点变浅甚至几乎消失。重新覆盖过的芯片正面比侧面的颜色一般要更黑一些,凹点被覆盖的程度略有不均。如果是用不同批次的芯片来冒充,背面的印字、凹点会有所不同。

二、芯片引脚[注6]

  1.引脚的位置、粗细是否整齐,从正视、侧视、俯视等视角(不适用于泛QFN封装的芯片);

  2.引脚末端的切口是否有暗黄色或暗红色的金属光泽(不适用于封装为TO-247、泛BGA的芯片)。

  为了去除引脚被使用过或者氧化生锈的痕迹,在对引脚进行过锡或者镀粉处理时,难免会对引脚有所磕碰并且有少许的不同程度加粗,引脚切口也会被锡或粉给覆盖掉。更换芯片的包装时,芯片的引脚若被磕碰到也可能因此受力而变形。

三、芯片印字

  1.印字是否居中,不倾斜、不擦边;
  2.多个芯片之间的型号、批次等是否一致;
  3.记号[注7]是否正确;
  4.字体会不会粗细不均、形状歪扭。

  需要注意的是,芯片厂商意法半导体(ST)用的是一套特殊字体,例如其数字’8’就像粘合的汉字’吕’。

四、其他

  1.外包装上的标签注明的产地、批次与芯片上的是否吻合,商标(LOGO)与芯片数据表中的有无差异。

  如果非真空包装的芯片批次较旧,而标签很新,则有可能重新制作了标签。这种情况往往也意味着芯片是被打磨或者重新覆盖过的。

  2.从最小包装的层面进行整体比对,如果发现在非散装的包装中有的芯片排列方向不一致,或者有多个不同批次的芯片,而且标签没有标记出所有的批次及对应的数量,那么这些芯片是被重新混装的。

     假如外观观察没发现异常,是否能确定这批芯片就是真的呢?不一定。有一些半导体代工厂可以接受定制,能做出来一些功能相近,并且外观与原厂商(比如美信MAXIM)差别不大的芯片。有些芯片厂商(例如ALTERA)某些型号的性能、可靠性等比同行做的要高一些同时也贵很多,假冒的利润空间可观,造假者就愿意多付出一些成本来提高芯片外观的仿真度。所以,为了稳妥起见,还需要进行后续电气参数等方面的检测对比,必要时――比如军事应用――可以直接找相关检测机构作检测。事实上,不仅芯片有假冒的,周边的元器件例如二极管、三极管、电阻、电容、电感、接插件等,都有假冒的。只要是有利可图,市场的每个角落都有形形色色的“陈进”存在。如何把好检验这一关,是与现货市场打交道的一门必修课。

注释:

[1] 芯片:即集成电路(英文为Integrated Circuit,IC),一种用半导体材料制成的电子元器件,广泛应用于各种电子设备中。

[2] 旧货翻新:国际废旧电子设备大部分汇集到了广东省汕头市潮南区贵屿镇及周边地区,当地人把芯片从线路板上拆卸下来并加以翻新处理,然后流入国内各个现货市场――并不仅仅是深圳的华强北。

[3] 电气参数比对:检测芯片的电气参数,与芯片数据表(Datasheet,由芯片厂商制作的包含芯片详细信息的文件)进行比对,以后者为准绳。

[4] 芯片检验机构:能提供多种检测服务,需要相应的费用与时间。

[5] 封装:Package,它把芯片的核心部分保护起来(类似于饺子皮与饺子馅),并从中搭出若干引脚用于与外部连接。

[6] 引脚:Lead,又称管脚,芯片内部与外界交互的桥梁。

[7] 记号:Marking,当芯片型号较长而封装太小时所取的简短别名。

相关参考:[1] Counterfeit Electronic Component Detection http://www.aeri.com/counterfeit-electronic-component-detection/

[2] False Top Coatings of a Counterfeit Component: Revealed Layer by Layerhttp://www.idofea.org/downloads/doc_download/89-false-top-coatings-of-a-counterfeit-component-revealed-layer-by-layer

[3] METHODS USED IN THE DETECTION OF COUNTERFEIT ELECTRONIC COMPONENTShttp://www.ipcoutlook.org/pdf/methods_detection_counterfeit_components_smta.pdf

[4] New Trends in Counterfeit Components http://www.integra-tech.com/counterfeit-detection.html

[5] 假冒F-RAM器件 http://ramtron-china.cn/support/CounterfeitF-RAM

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