Выявление поддельных ИС. Часть 1

При поддержке А-КОНТРАКТ в журнале «Технологии в электронной промышленности» № 8’2021 опубликована новая статья.

Анна Шалаева, руководитель отдела внешней кооперации А‑КОНТРАКТ:

Поставка контрафактных электронных компонентов является одним из ключевых рисков закупочной деятельности. Компания, приобретающая комплектацию, должна решать данную проблему, применяя весь спектр доступных методов, как технических, так и технологических.

Одним из неочевидных инструментов нивелирования рисков, связанных с поставкой некачественной продукции, может стать система оценки и выбора поставщиков. Взвешенный подход к разработке такой системы позволяет в большинстве случаев избежать риска либо принять его обдуманно, а значит, контролировать ситуацию на всех этапах. Важно понимать, что расширение пула поставщиков, как и работа с непроверенными каналами поставок, далеко не всегда может оказаться выигрышной стратегией, особенно в период кризиса. Даже в нынешней сложной рыночной ситуации необходимо оценивать все риски и неукоснительно следовать по пути, который позволяет в долгосрочной перспективе отследить всю цепочку поставок.

Так, в А-КОНТРАКТ применяется система оценки поставщиков, которая учитывает опыт работы лидеров рынка — наших партнеров в области качества, и опыт нашего сотрудничества в целом.

Вместе с ключевыми поставщиками мы ежегодно определяем направления развития закупочной деятельности, расставляем приоритеты, отдаем предпочтение проверенным и надежным каналам поставок, исключаем каналы, которые, по нашей оценке, ненадежны.

Весь наш богатый опыт работы в этом направлении говорит о том, что цепочки поставок в компании должны быть выстроены таким образом, чтобы качество продукции контролировалось и регулировалось отделом закупок, в том числе и на стороне поставщика. Безусловно, одной системой оценки поставщиков не обойтись, но работа с официальными, проверенными каналами позволяет диверсифицировать риски и минимизировать потери.

Поддельные микросхемы стали огромной проблемой для производственных компаний, которые пытаются найти альтернативные источники поставок ИС. Но есть один инструмент, который в значительной степени упрощает процесс выявления подделок.

В статье речь пойдет о том:

  • почему поддельные интегральные схемы представляют опасность;
  • какие типы подделок существуют, и какие способы их выявления применяются;
  • как защитить себя от поддельных деталей.

При сложившемся на рынке глобальном дефиците микросхем компании-изготовители отчаянно пытаются сохранить свои производственные линии, обеспечивающие потребителей электронными товарами и автомобилями. Одним из решений, которое выбирают многие компании, становится теневой рынок — несертифицированные поставщики устаревших компонентов, а также компонентов, долгое время пробывших на складе.

Подобное решение позволяет обеспечить производство нужными микросхемами, но при этом возникает проблема, которую сложно обнаружить и устранить, — поддельные ИС.

Например, предприниматель из Массачусетса несколько лет назад был приговорен к 37 месяцам тюремного заключения за импорт тысяч поддельных интегральных схем из Китая и Гонконга, перепроданных подрядчикам ВМС США и установленных на атомных подводных лодках. Ему также удалось продать компоненты сотням другим независимым дистрибьюторам и брокерам в США и странах Европы, и таким образом поддельные ИС оказались в заказах правительственных подрядчиков и производителей коммерческих изделий.

Согласно маркировке, изготовителями поддельных микросхем являлись более 30 различных поставщиков. Этот пример и неизвестное количество аналогичных случаев явно подтверждают, что наличие контрафактных изделий в цепочке поставок становится серьезной проблемой.

ИС несложно подделать, в отличие от банкнот. Изготовление двойников, похожих на настоящие,
не требует большого мастерства. Нужно просто найти более дешевые аналоги в таком же корпусе и нанести другую маркировку. Источником сложившейся ситуации стала высокая стоимость некоторых электронных изделий, и это делает уязвимой всю производственную цепочку от сборочного цеха до конечного пользователя. Невозможно подсчитать количество компаний, в распоряжении которых оказались партии поддельных устройств.

Подделка полупроводников принимает угрожающие масштабы и оказывает влияние на огромное количество электронных систем, используемых потребителями, предприятиями, а также объектами
военно-промышленного комплекса. Обнаружение подделок приобретает все большую важность
во всем мире как среди производителей электронных устройств, так и среди поставщиков различных
компонентов.

По оценке Ассоциации полупроводниковой промышленности, использование поддельных электронных компонентов обошлось производителям более чем в $7,5 млрд. Мало того что компании несут убытки, испытывают неудобства и сдвигают сроки поставок, присутствие на рынке поддельных ИС наносит огромный ущерб репутации производителей оригинальной продукции.

Что же собой представляют поддельные компоненты?

Есть несколько способов изготовления поддельных изделий:

  • на пустые корпуса наносится маркировка, аналогичная маркировке оригинальных ИС;
  • на более дешевые ИС наносится маркировка, соответствующая маркировке более дорогих микросхем;
  • на ИС с похожими, но более низкими техническими характеристиками, наносится маркировка
    с более высокими техническими характеристиками, соответствующими более дорогим ИС;
  • предлагаются ИС, извлекаемые из печатных плат.

Самый распространенный метод подделки — продажа товаров с новой маркировкой. Совсем несложно удалить имеющуюся маркировку с дешевой микросхемы и нанести новый логотип и новое обозначение детали или другое название производителя, или другое значение скорости, а затем продать полупроводник ничего не подозревающему покупателю, у которого нет возможности убедиться в оригинальности изделия. Иногда микросхема — это просто пустой
корпус без кристалла внутри (рис. 1).

Вполне вероятно, что собранная система даст сбой еще до выхода с завода-изготовителя. В таком случае потребуется дорогостоящее исследование и доработка, при этом в наличии не будет детали, которой можно было бы заменить дефектный компонент, что приведет к остановке производственной линии! Но отказ поддельных ИС может произойти уже при эксплуатации системы, и тогда стоимость ремонта будет в десятки раз выше, чем до выхода изделия с завода-изготовителя.

В качестве подделок также могут использоваться ИС, извлекаемые из забракованных печатных плат. На них наносится логотип другого производителя, они попадают в цепочку поставок, и их приобретают ни в чем не повинные покупатели, даже не подозревающие о том, что данные изделия могут оказаться неоригинальными.

Как правило, абсолютно невозможно определить поддельные компоненты до момента их установки на печатную плату и проведения первых испытаний конечного изделия.

При обнаружении отказа необходимо запустить дорогостоящую процедуру выявления дефектных компонентов с последующим их извлечением из всех печатных плат на производственной линии. Может потребоваться отзыв всех партий конечных изделий, что напрямую скажется на чистой прибыли компании.

Одно из возможных технических решений данной проблемы — визуальный контроль изделий на наличие ошибок в маркировке, но для проведения такого контроля нужны должным образом подготовленные сотрудники с большим опытом, способные различить нюансы маркировки. Также одним из решений может служить электронное тестирование или рентген-контроль всех входящих партий.

Существует и разрушающий метод контроля — полное извлечение кристалла для проведения визуальной оценки под микроскопом, что влечет потерю прибыли, так как происходит разрушение компонента (рис. 2). Это длительный процесс, который сопровождается значительными финансовыми затратами, а кроме того, необходимо содержать штат квалифицированных контролеров, проводить их обучение и использовать дорогостоящее оборудование.

Скрининг

Некоторые дистрибьюторы рекламируют свои услуги по проверке компонентов со сроком выполнения «всего два дня». В большинстве случаев это неприемлемо. Подобные компании предлагают такие методы исследования, как рентген-контроль, рентгенофлуоресцентный анализ (XRF), демонтаж корпуса, испытание с подогревом растворителя, визуальный контроль и проверка качества пайки, сопровождающиеся составлением подробных отчетов, причем нам всего-навсего нужно знать, является ли деталь годной.

В действительности такой подход применим только для изделий военного назначения или для крупносерийного производства. Один из способов — проведение функционального испытания на образце ИС, например, логический ввод/вывод, соответствующий таблице истинности.

Данный метод позволяет определить явные проблемы: неправильная логическая схема или отказ микросхемы. Однако он упускает из виду тонкие «недопустимые» проблемы — контрольные признаки того, что компонент является подделкой.

Для семейств ИС предыдущих поколений часто доступны разные варианты скорости. Обычное испытательное оборудование с таким уровнем возможностей тестирования скорости стоит очень дорого.

Задать вопрос