如何辨别假冒的FPGA？

在COVID-19 大流行最严重的时期，全球半导体短缺引发了对假冒芯片的新担忧。其中包括虚假营销、歪曲为回收芯片或使用旧的、假冒的或不完全正确的零件的芯片。

现在，即使芯片短缺已经开始缓解，一些研究人员仍在追踪一种特定类型芯片——现场可编程门阵列（FPGA）的假货，并致力于寻找更好的方法来识别假货。

FPGA 并不新鲜，但它们很重要。它们的标志性特征是可以在制造后重新配置，这使得它们非常灵活。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，假冒 FPGA 非常令人担忧。

“基本上，FPGA 可以是一个超级简单的逻辑组件，也可以配置为微处理器。因此，这种灵活性为 FPGA 增添了巨大的价值。”南佛罗里达大学工程教授Alexandro Castellanos解释道。“这就是它在战略上如此有价值的原因。FPGA 可以采用您在电子方面所需的任何形式，从简单的应用到防御系统再到无人机控制。”

与其他芯片一样，FPGA 供应也受到大流行供应链问题的影响。根据全球电子测试服务公司（Castellanos 正在合作跟踪 FPGA 的组件认证服务）的说法，这些芯片目前受到限制并分配给最大的客户。

由于 FPGA 不是专门制造的，并且可以在购买后进行修改，因此可以用其他功能较少的替代品来替代，有时会产生危险的结果。2011 年的一个突出例子是，美国海军无意中在一架侦察机中安装了“改造”的 Xilinx FPGA，而该侦察机在供应链的早期阶段被作为新产品销售。海军将飞机冰探测模块在试飞期间出现故障归咎于 FPGA。

“如果 FPGA 是假冒的，则存在“大脑”无法正常运行或无法满负荷运行的风险。假冒 FPGA 的另一个风险是，从理论上讲，你可以对其进行配置或编程，使其执行与预期完全不同的操作，”独立电子分销商协会 (IDEA) 的执行董事 Faiza Khan 在一封电子邮件中说道，IDEA 是一个贸易组织，专注于关于电子供应链的质量。

Castellanos 与另一位南佛罗里达大学工程学教授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利用人工智能来实现这一目的。

该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，以欺骗买家。可用于确认零件真实性的条形码可能会被删除。

“想象一下，您正在看两辆相同的本田雅阁汽车，但发动机和发动机内部的功能完全不同，”Saddow 解释道。“当你看这辆车时，你会发现同样的颜色、同样的型号、同样的年份，以及一切。一台发动机经过改装，一台发动机是原装的——你打开引擎盖，发现它们完全不同。”

ETS 的方法首先涉及进行目视检查，以寻找任何重铺或重新标记的迹象。如果芯片使用塑料成型测试，该公司可能会使用溶剂来检查芯片，以寻找潜在的表面重修或重新标记的迹象。对于采用金属封装的芯片，该公司部署了扫描声学显微镜，利用反射声波来检测缺陷或异常情况。进一步的步骤可以包括电气测试、速度和温度测试，甚至是拆封，其中暴露芯片的内部结构以进行研究。

现在，该公司正在考虑使用人工智能来解决识别假冒 FPGA 时最困难的问题之一：篡改温度和速度额定值。传统上，分析 FPGA 的这些方面的成本很高。

“FPGA 买家依赖于制造商关于运行特性（例如速度和运行温度范围）的陈述，”加州大学洛杉矶分校电气工程教授兼该大学技术、法律和政策研究所联合主任John Villasenor解释道。，在一封电子邮件中。“假冒 FPGA 可能无法提供所宣传的性能，从而使安装假冒 FPGA 的系统面临风险。”

这个问题仍然难以广泛追踪。Villasenor观察到，造假者不会报告他们的数字，而且公司也不太可能公开他们所受的欺骗。

当然，全球 ETS 远非唯一关注这一问题的组织，但该公司表示，在过去几年中已增加了几个新地点，并且业务量激增。IDEA 有自己的处理假冒芯片的指南和推荐的检查技术。为最近的《芯片和科学法案》立法方案进行游说的半导体行业协会也一直在关注这一问题。

编辑：黄飞

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