新技術(shù)可識別難以發(fā)現(xiàn)的FPGA假貨，全球芯片短缺再次引發(fā)對偽造芯片的擔(dān)憂

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)了對假冒芯片的新?lián)鷳n。這些假冒芯片包括虛假營銷的芯片、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)場可編程門陣列（FPGA），并研究更好的方法識別假貨。

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 可以是一個超簡單的邏輯組件，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值。"從戰(zhàn)略上講，這就是它的價值所在。從簡單的應(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，有時會產(chǎn)生危險的結(jié)果。在 2011 年的一個突出例子中，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（IDEA）是一個關(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的另一個風(fēng)險是，你可以對其進(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 FPGA 中有兩個是假的，有一個假條形碼[左上角]和一個被擦除的條形碼[中上部]。第三個是經(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，而另一個部件則被識別為假冒設(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，造假者可能會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)動機(jī)和發(fā)動機(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，顏色、型號、年份等一切都一樣。一個發(fā)動機(jī)經(jīng)過改裝，一個發(fā)動機(jī)是原裝的——打開引擎蓋，你會發(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試，該公司可能會使用溶劑對芯片進(jìn)行檢查，以尋找潛在的重磨或褪色跡象。對于采用金屬封裝的芯片，公司會采用掃描聲學(xué)顯微鏡，利用反射聲波檢測缺陷或異狀。進(jìn)一步的步驟還包括電氣測試、速度和溫度測試，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 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。

這個問題仍然難以廣泛追蹤。據(jù) Saddow 觀察，造假者不會報告他們的數(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)會也一直在關(guān)注這一問題。

審核編輯：湯梓紅