查看: 1137|回复: 0

一文看明白!芯片设计之反向工程那点事儿

[复制链接]
  • TA的每日心情
    无聊
    2018-10-12 09:46
  • 签到天数: 1 天

    连续签到: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    发表于 2019-9-4 18:02:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
    分享到:
    1.jpg
    有制造就对应着拆解,这是刻苦好学的人们为了获取知识所进行的最暴力也是最直接的方法。

    在芯片行业,拆解有个专业的名词,叫做反向工程。这其实已经是行业公开的秘密,有不少公司就在公开进行这项业务。那么,集成电路的反向工程是怎样的一个流程?其各道工序又如何进行?
    用大俗话来说,找一块有用的芯片,照照相、制制版、提提图、画画图、仿仿真,芯片电路就反求了出来;编编工艺、设计工装、将生产线开动,芯片又做了出来;再做做测试、进行老化,芯片就可以上市了。这就是集成电路反向开发的各道工序、完整流程。下面这张图就说明了全过程。
    2.jpg
    剥开芯片外套芯片是自带马甲的,那就是芯片的封装。所以,反向工程的第一步就是要剖开芯片。下面是网友整理的拆解芯片过程。   首先把要拆解的芯片放置在装了浓硫酸的容器里,容器需要盖住,但不能严实,这样里面的气体才能漫溢出来。把容器里的浓硫酸加热到沸腾(大约 300 摄氏度),在瓶底的周围铺上苏打粉——用来预防意外飞溅出来的硫酸液和冒出来的硫酸气体。    3.jpg 大约 30 到 40 分钟以后,芯片外层的保护胶塑料层就会「碳化」。    4.jpg
      待酸液冷却以后,可以把里面那些已经足够「碳化」的部分挑出来,其它继续进行硫酸浴,外层较厚的芯片可能需要两到三轮硫酸浴。 5.jpg
      如果芯片外层那些焦炭不能机械地去除,那么就把它们投进浓硝酸液里面加热到沸腾(温度大约是 110 到 120 度)。 44.jpg

    这就是最后的样子。
    56.jpg
    照相
    7.jpg
    在显微图像自动采集平台上逐层对芯片样品进行显微图像采集。与测量三维实体或曲面的逆向设计不同,测量集成电路芯片纯属表面文章:放好芯片位置、对对焦、选好放大倍数,使芯片表面在镜头中和显示器上清晰可见后,按下拍照按钮便可完成一幅显微图像的采集。取决于电路的规模和放大倍数,一层电路可能需要在拍摄多幅图像后进行拼凑,多层电路需要在拼凑后对准,有显微图像自动拼凑软件用于进行拼凑和对准操作。

    随便估算一下:该显微图像自动采集平台的放大倍数为1000倍,可将0.1um线条的放大至0.1mm的宽度。这意味着它已足以对付目前采用最先进工艺制作的0.09um集成电路芯片。   
    提图
    8.jpg
    集成电路由多层组成,每层用光刻工艺由光掩膜加以确定。制造集成电路时用的掩膜上的几何图形就是版图,版图是集成电路对应的物理层。
          现在提图工作已经可以由电脑全部完成了。主流的电路原理图分析系统已经具有多层显微图像浏览、电路单元符号设计、电路原理图自动和交互式分析提取以及电路原理图编辑等强大功能,版图分析系统则可完成多层版图轮廓自动提取、全功能版图编辑、嵌入软件代码自动识别、提取、校验以及设计规则的统计和提取。   提取、整理电路数字电路需要归并同类图形,例如与非门、或非门、触发器等,同样的图形不要分析多次。提出的电路用电路绘制软件绘出(ViewWork、Laker、Cadence等),按照易于理解的电路布置,使其他人员也能看出你提取电路的功能,提取电路的速度完全由提图人员经验水平确定。注意,软件是按照版图的位置把各组件连接起来,如果不整理电路是看不出各模块的连接及功能的,所以完全靠软件是不能完成电路功能块划分和分析。 分析电路提取出的电路整理成电路图,并输入几何参数(MOS为宽长比)。通过你的分析,电路功能明确,电路连接无误。仿真验证,电路调整对电路进行功能仿真验证。模拟电路一般采用Hspice、Cadence等工具,小规模数字电路采用Cadence,Hsim等工具。根据新的工艺调整电路,-调整后进行验证。版图绘制验证及后仿真对输入的电路原理图进行浏览、查询、编辑、调试与仿真。分析电路原理,调节电路参数,并在一定的激励输入下观测输出波形,以验证设计的逻辑正确性。要对提取的网表作仿真验证,并与前仿结果对比,-版图导出GDS文件,Tape out(将设计数据转交给制造方)。争论 “反向设计”的提法似乎让人很容易与侵犯别人知识产权产生联系,实际上逆向设计与正向设计一样,只是IC设计的一种技术手段,通过逆向设计获取别人先进的设计思想用于自己的芯片设计中,并不能说侵犯知识产权。特别是对于初学IC设计的人员,通过学习和研究比较成熟的电路版图,可以迅速增加相关电路设计经验,更快熟悉整个IC设计流程和完善IC设计知识体系。
          目前中国的IC设计业还处在学习模仿国外的阶段,早在几年前中国的IC设计企业往往是完全复制国外的芯片。最近几年,随着人们对知识产权意识的提高,都能够采取正确的方式来对待逆向设计,即利用逆向设计来设计自己的芯片。
          逆向设计非常适合模拟芯片设计,如ADC、DAC、锁相环等模拟电路,因为模拟电路的设计往往靠经验。此外,对于10万门以下的数字电路也适合,对于混合信号电路来讲,可以适合模拟部分的反向设计服务。在时间方面,普通的逆向设计往往需要3-5个月,而小于10万门的数字电路逆向设计一般需要2-3个月。
        目前在国内,芯愿景公司、中国台湾宜硕也提供逆向设计服务;国际上著名的逆向设计企业主要有Chipworks和Semiconducto Insights(SI)公司。
    回复

    使用道具 举报

    您需要登录后才可以回帖 注册/登录

    本版积分规则

    关闭

    站长推荐上一条 /2 下一条



    手机版|小黑屋|与非网

    GMT+8, 2024-3-29 15:42 , Processed in 0.131533 second(s), 19 queries , MemCache On.

    ICP经营许可证 苏B2-20140176  苏ICP备14012660号-2   苏州灵动帧格网络科技有限公司 版权所有.

    苏公网安备 32059002001037号

    Powered by Discuz! X3.4

    Copyright © 2001-2020, Tencent Cloud.