FPGA假芯片越來越多，怎么辦

FPGA開發圈 2023-09-22 08:15

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在COVID-19 大流行最嚴重的時期，全球半導體短缺引發了對假冒芯片的新擔憂。其中包括虛假營銷、歪曲為回收芯片或使用舊的、假冒的或不完全正確的零件的芯片。

現在，即使芯片短缺已經開始緩解，一些研究人員仍在追蹤一種特定類型芯片——現場可編程門陣列（FPGA）的假貨，并致力于尋找更好的方法來識別假貨。

FPGA 并不新鮮，但它們很重要。它們的標志性特征是可以在制造后重新配置，這使得它們非常靈活。這種靈活性意味著它們經常出現在對國家安全有直接影響的技術中，包括衛星、軍事工具和航空系統。因此，假冒 FPGA 非常令人擔憂。

“基本上，FPGA 可以是一個超級簡單的邏輯組件，也可以配置為微處理器。因此，這種靈活性為 FPGA 增添了巨大的價值。”南佛羅里達大學工程教授Alexandro Castellanos解釋道。“這就是它在戰略上如此有價值的原因。FPGA 可以采用您在電子方面所需的任何形式，從簡單的應用到防御系統再到無人機控制。”

與其他芯片一樣，FPGA 供應也受到大流行供應鏈問題的影響。根據全球電子測試服務公司（Castellanos 正在合作跟蹤 FPGA 的組件認證服務）的說法，這些芯片目前受到限制并分配給最大的客戶。

由于 FPGA 不是專門制造的，并且可以在購買后進行修改，因此可以用其他功能較少的替代品來替代，有時會產生危險的結果。2011 年的一個突出例子是，美國海軍無意中在一架偵察機中安裝了“改造”的 Xilinx FPGA，而該偵察機在供應鏈的早期階段被作為新產品銷售。海軍將飛機冰探測模塊在試飛期間出現故障歸咎于 FPGA。

“如果 FPGA 是假冒的，則存在“大腦”無法正常運行或無法滿負荷運行的風險。假冒 FPGA 的另一個風險是，從理論上講，你可以對其進行配置或編程，使其執行與預期完全不同的操作，”獨立電子分銷商協會 (IDEA) 的執行董事 Faiza Khan 在一封電子郵件中說道，IDEA 是一個貿易組織，專注于關于電子供應鏈的質量。

該圖像頂行的三個 FPGA 中有兩個是假貨，帶有偽造的條形碼 [左上] 和已擦除的條形碼 [中上]。第三個是經過認證的原始設備制造商 (OEM) 部分[右上]。使用賽靈思應用程序，條形碼掃描[左下]可確認部件的真實性，而另一個則被識別為假設備[右下]。

Castellanos 與另一位南佛羅里達大學工程學教授Stephen Saddow正在與 Global ETS 合作研究調查潛在假冒 FPGA 的方法。該公司也越來越有興趣利用人工智能來實現這一目的。

該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記，并拆下芯片的保護蓋，以欺騙買家。可用于確認零件真實性的條形碼可能會被刪除。

“想象一下，您正在看兩輛相同的本田雅閣汽車，但發動機和發動機內部的功能完全不同，”Saddow 解釋道。“當你看這輛車時，你會發現同樣的顏色、同樣的型號、同樣的年份，以及一切。一臺發動機經過改裝，一臺發動機是原裝的——你打開引擎蓋，發現它們完全不同。”

ETS 的方法首先涉及進行目視檢查，以尋找任何重鋪或重新標記的跡象。如果芯片使用塑料成型測試，該公司可能會使用溶劑來檢查芯片，以尋找潛在的表面重修或重新標記的跡象。對于采用金屬封裝的芯片，該公司部署了掃描聲學顯微鏡，利用反射聲波來檢測缺陷或異常情況。進一步的步驟可以包括電氣測試、速度和溫度測試，甚至是拆封，其中暴露芯片的內部結構以進行研究。

現在，該公司正在考慮使用人工智能來解決識別假冒 FPGA 時最困難的問題之一：篡改溫度和速度額定值。傳統上，分析 FPGA 的這些方面的成本很高。

“FPGA 買家依賴于制造商關于運行特性（例如速度和運行溫度范圍）的陳述，”加州大學洛杉磯分校電氣工程教授兼該大學技術、法律和政策研究所聯合主任John Villasenor解釋道。，在一封電子郵件中。“假冒 FPGA 可能無法提供所宣傳的性能，從而使安裝假冒 FPGA 的系統面臨風險。”

這個問題仍然難以廣泛追蹤。Villasenor觀察到，造假者不會報告他們的數字，而且公司也不太可能公開他們所受的欺騙。

當然，全球 ETS 遠非唯一關注這一問題的組織，但該公司表示，在過去幾年中已增加了幾個新地點，并且業務量激增。IDEA 有自己的處理假冒芯片的指南和推薦的檢查技術。為最近的《芯片和科學法案》立法方案進行游說的半導體行業協會也一直在關注這一問題。

來源：內容由半導體行業觀察（ID：icbank）編譯自IEEE，謝謝。