Выявление контрафактной продукции в микроэлектронике


PDF версия

Проблема контрафакта затрагивает все сферы жизнедеятельности, к которым относятся продукты питания, парфюмерия, медикаменты. По данным журнала Business Week, на долю поддельной продукции приходятся не менее 7% от объема внешней мировой торговли. Микроэлектронная промышленность также не осталась в стороне; при этом объем контрафактной продукции растет с каждым годом.

Реальные масштабы контрафактной электроники трудно оценить. Производителю электронного оборудования сложно определить контрафактную продукцию среди тысяч изделий, использованных для сборки системы. В некоторых случаях подделка может быть введена несколькими этапами ранее в цепочке поставок и стать частью модуля или сборки, продаваемой авторитетной компанией. Большинство производителей не имеют ресурсов для отслеживания фактического происхождения каждой части продукта. Иногда изделия могут действительно работать, по крайней мере, при выполнении некоторых функций в течение короткого периода времени.

По некоторым оценкам, законные производители электроники ежегодно теряют около 100 млрд долл. из-за подделок. Эти данные учитывают только прибыль, которую мошенники уводят от производителей, без учета дополнительных расходов на ремонт и техническое обслуживание, вызванных неисправными поддельными деталями, а также затрат на выявление и обнаружение таких компонентов.

Микросхема становится привлекательной целью для производителей контрафакта только в том случае, если рыночный спрос на нее очень высок. Такое происходит, например, когда производитель прекращает производство микросхемы определенного типа, что вынуждает любого, кто хочет ее использовать, покупать через дистрибьютора, у которого все еще имеется некоторый запас. Таким образом, со временем микросхема становится дефицитной, стоимость ее увеличивается и, соответственно, возрастает вероятность подделки этой ИС недобросовестными производителями.

 

Виды контрафактной продукции

Основные виды контрафактных изделий:

  • повторно используемые перемаркированные изделия;
  • клонированная продукция;
  • микросхемы с замененным кристаллом.

80% от контрафактных изделий составляют повторно используемые изделия. Они уже применялись в снаряжении, оборудовании или электронных устройствах. Отходы электроники собираются и продаются в развивающиеся страны. Там вышедшие из строя устройства разбираются на части, компоненты извлекаются из печатных плат при очень высокой температуре, а затем продаются на рынке как новые. С помощью специального оборудования демонтированные компоненты обретают торговый вид – стирается старая надпись, создается матовая поверхность, наносится новая надпись, подобная бывшей, чистятся и создаются «непаяные выводы» и т. д. Маркировка на компонентах изменяется – исправляется год производства микросхемы, уровень качества и т. д.

Клонированные компоненты изготавливаются неавторизованными производителями, не имеющими законных прав на производство кристалла. Само по себе клонирование – процесс копирования дизайна мошенниками, главным образом для уменьшения больших затрат на разработку компонента.

Фальсификация может осуществляться на уровне кристалла, когда производитель контрафакта устанавливает в микросхему кристалл, который по характеристикам хуже оригинального. Кроме того, может быть установлен чип со скрытой функциональностью («аппаратный троян»), позволяющей отправлять секретную информацию потенциальному противнику. Это может представлять реальную угрозу, если чипы используются на предприятиях военно-промышленного комплекса или в военной технике.

 

Методы обнаружения подделок

Основные методы обнаружения поддельных компонентов можно разделить на физические и электрические. Физические методы включают в себя идентификацию, контроль маркировки, контроль массогабаритных параметров, рентгенологическое обследование, контроль герметичности, сканирующую акустическую микроскопию. К электрическим методам относят параметрический и функциональный контроль, а также электротермотренировку.

Пример задвоенной маркировки электронных компонентов
Рис. 1. Пример задвоенной маркировки

На этапе входного контроля необходимо осуществить проверку сопроводительной документации, детально оценить внешний вид и массогабаритные параметры, проверить однородность партии. Уже на этапе входного контроля выявляются следующие несоответствия по маркировке (см. рис. 1–2):

  • некорректная маркировка (например, неверный код даты, орфографические ошибки, просвечивающая старая маркировка);
  • низкое качество маркировки;
  • маркировка смывается после воздействия растворителей.
Пример перемаркировки электронных компонентов
Рис. 2. Пример перемаркировки

Кроме того, для контроля маркировки используется акустический микроскоп. В методах акустической микроскопии применяются упругие механические колебания, обеспечивающие распространение волн в твердой среде.

Скрытые дефекты внутри компонентов выявляют рентгенографическим оборудованием (см. рис. 3).

Рентгенографический контроль электронных компонентов
Рис. 3. Рентгенографический контроль

Рентгенографический контроль определяет наличие кристалла, его постоянный размер/форму, целостность внутренних соединений, точное расположение кристалла и разводки.

Использование физических методов контроля вместе с электрическими дает большой шанс выявить контрафактные изделия. Так, например, одним из способов определения однородности партии, помимо проверки кодов данных, является контроль электрических параметров по ужесточенным нормам.

Комплексный набор испытаний должен включать в себя проверку физических размеров и постоянства всех маркировок, рентгеновские и электрические испытания. Электрические параметры должны проверяться при граничных температурах.

Важный этап отбраковки поддельных компонентов – проведение электротермотренировки. Метод электротермотренировки (ЭТТ) основан на том, что изделия электронной техники, в т. ч. микросхемы, имеют тенденцию к отказам на ранней стадии (см. рис. 4) функционирования из-за наличия в поставляемой партии контрафактных изделий, скрытых дефектов, что и обуславливает срабатывание механизмов отказов с низкой энергией активации. Электротермотренировка позволяет выявить внутренние и поверхностные дефекты компонентов, а также дефекты металлизации. Такой вид контроля позволяет обнаружить компоненты коммерческого качества, помеченные как военные, а также выявить компоненты, которые прежде длительно эксплуатировались и были повторно проданы как новые.

Отказы электронных компонентов в течение жизненного цикла
Рис. 4. Отказы электронных компонентов в течение жизненного цикла

Для выявления несоответствий кристалла и внутренних соединений также используется разрушающий физический анализ (РФА), который проводится на выборке. В процессе РФА происходит декапсуляция образца и оценка внутреннего состояния компонента.

Вид микросхемы со вскрытым корпусом
Рис. 5. Вид микросхемы со вскрытым корпусом

 

Выводы

Первоочередной задачей, направленной на уменьшение вероятности приобретения контрафактной продукции, является выбор надежного поставщика. Необходимо приложить максимальные усилия, чтобы закупить изделия у основного изготовителя или официального дилера и с максимально возможной документацией.

Каждая партия должна проходить стопроцентный входной контроль, включая идентификацию, контроль внешнего вида, массогабаритных параметров, а также проверку электрических параметров.

Для выявления поддельных компонентов рекомендуется использовать комплексный набор испытаний, в который может входить проверка физических размеров и постоянства всех маркировок, рентгеновские и электрические испытания.

Оставьте отзыв

Ваш емейл адрес не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *