新技术可识别难以发现的FPGA假货，全球芯片短缺再次引发对伪造芯片的担忧

来源：半导体芯科技编译

在 COVID-19 大流行期间，全球半导体短缺引发了对假冒芯片的新担忧。这些假冒芯片包括虚假营销的芯片、谎称为电子回收的芯片，或使用旧的、假的或不完全正确的部件的芯片。

现在，即使芯片短缺的情况已经开始缓解，一些研究人员仍在追踪一种特殊类型芯片的假货--现场可编程门阵列（FPGA），并研究更好的方法识别假货。

FPGA 并不新鲜，但却非常重要。它们的显著特点是可以在制造后重新配置，这使它们具有令人难以置信的灵活性。这种灵活性意味着它们经常出现在对国家安全有直接影响的技术中，包括卫星、军事工具和航空系统。因此，FPGA 假货非常令人担忧。

"基本上，FPGA 可以是一个超简单的逻辑组件，也可以配置成微处理器。南佛罗里达大学工程学教授亚历山德罗-卡斯特拉诺斯解释说："因此，FPGA 的这种灵活性为它增添了巨大的价值。"从战略上讲，这就是它的价值所在。从简单的应用到国防系统，再到无人机控制，FPGA 可以采取任何你需要的电子形式。

与其他芯片一样，FPGA 的供应也受到了疫情流行供应链问题的影响。据全球电子测试服务公司（Global Electronics Testing Services）称，这些芯片目前是有限的，并分配给了最大的客户，Castellanos 正在与该公司合作追踪 FPGA 的元件认证服务。

由于FPGA不是专门制造的，可以在购买后进行修改，因此可以用其他功能较弱的替代品代替，有时会产生危险的结果。在 2011 年的一个突出例子中，美国海军无意中在一架侦察机上安装了“返工”的赛灵思 FPGA，该侦察机在供应链的早期阶段就被作为新机销售。海军将试飞期间飞机冰探测模块的故障归咎于FPGA。

"如果FPGA是假冒的，那么'大脑'就有可能无法正常工作或无法发挥全部功能。电子产品独立分销商协会（IDEA）是一个关注电子供应链质量的行业组织，其执行董事法伊扎-汗（Faiza Khan）在一封电子邮件中说："从理论上讲，假冒FPGA的另一个风险是，你可以对其进行配置或编程，使其做出与预期截然不同的事情。

该图片最上面一排的三个 FPGA 中有两个是假的，有一个假条形码[左上角]和一个被擦除的条形码[中上部]。第三个是经过认证的原始设备制造商 (OEM) 部件 [右上角]。使用 Xilinx 应用程序，条形码扫描[左下角]确认了部件的真实性，而另一个部件则被识别为假冒设备[右下角]。

Castellanos 与南佛罗里达大学的另一位工程学教授 Stephen Saddow 正在与 Global ETS 合作研究调查潜在假冒 FPGA 的方法。该公司也越来越有兴趣将人工智能用于此目的。

方法可能取决于芯片的封装方式。与此同时，造假者可能会用砂纸或微喷砂去除旧标记，并拆下芯片的保护盖来欺骗买家。条形码可用于确认部件的真伪，但也可能被擦除。

萨多解释说："想象一下，你看到的是两辆一模一样的本田雅阁汽车，但发动机和发动机内部的功能却完全不同。萨多解释说："当你看这辆车时，颜色、型号、年份等一切都一样。一个发动机经过改装，一个发动机是原装的——打开引擎盖，你会发现它们完全不同。

ETS 的方法首先是进行目视检查，寻找任何重铺或重写的迹象。如果芯片采用塑料成型测试，该公司可能会使用溶剂对芯片进行检查，以寻找潜在的重磨或褪色迹象。对于采用金属封装的芯片，公司会采用扫描声学显微镜，利用反射声波检测缺陷或异状。进一步的步骤还包括电气测试、速度和温度测试，甚至是去封装（decapsulation），在这种情况下，芯片的内部结构会暴露出来，以供研究。

现在，该公司正在研究利用人工智能来解决识别假冒 FPGA 最棘手的问题之一：篡改温度和速度额定值。传统上，对 FPGA 的这些方面进行分析的成本很高。

加州大学洛杉矶分校电气工程教授、该校技术、法律和政策研究所共同主任约翰-维拉森诺在一封电子邮件中解释说："FPGA 购买者依赖于制造商对速度和工作温度范围等工作特性的描述。"假冒的FPGA可能无法提供所宣传的性能，从而给安装了假冒FPGA的系统带来风险。

这个问题仍然难以广泛追踪。据 Saddow 观察，造假者不会报告他们的数量，公司也不可能公开他们上当受骗的情况。

当然，Global ETS 并不是唯一关注这一问题的组织，但该公司表示，在过去的几年里，它已增加了几个新的网点，业务量激增。IDEA 有自己的指导方针和推荐的检查技术来处理假冒芯片。半导体行业协会为最近的《芯片与科学法案》一揽子立法进行了游说，该协会也一直在关注这一问题。

审核编辑：汤梓红