日本人也为芯片假货烦恼

来源:芯世相发布时间:2022-10-2655浏览

作者：Rochester Electronics，日本销售本部有限公司

来源：EE Times Japan

编译：小芯

什么芯片型号缺，什么型号就容易有假。明知在现货市场淘货是常在河边走，容易湿鞋买到假，但除了公开市场实在没有别的渠道怎么办？授权分销商和制造商罗切斯特电子（Rochester Electronics）近日在EE Times Japan上为我们分享了如何识别假芯片及寻找替代芯片的方法，包括：

哪种途径容易买到假芯片？
如何识别假芯片？
寻找停产替代芯片：兼容产品、复制品、仿制品
兼容产品之一——再生产品

芯世相将全文编译如下：

哪种途径容易买到假芯片？

图1显示了购买半导体的常规途径。

图1：半导体采购途径（第1部分）
图1所示的所有途径，称为常规销售途径，在某种途径上，例如，原始半导体制造商和客户或授权经销商、授权分销商和客户之间，签订了销售和购买协议。通过使用此购买途径购买半导体，可以保证获得原始半导体制造商生产的产品。
上述授权分销商，随着最近原始半导体制造商的重组，包括合并和重组正在发生。此外，一些分销商正在终止作为授权分销商的合同，以配合原始半导体制造商的重组。因此，授权分销商的数量在减少，在购买半导体时，也出现了无法从常规购买途径购买所需半导体的情况。
如果无法购买所需的半导体，则继续向正规经销商寻求半导体，同时使用其他各种方法寻找半导体。结果就是，在非通常渠道购买的半导体，一般被称为市场流通品的半导体。其途径如图2所示。这些销售商以某种方式安排销售半导体。

图2：半导体采购途径（第2部分）
虽然“某种方式”有很多，但不确定产品是否是从原始半导体制造商购买的，通常不知道有关所销售半导体的制造信息、产品的可追溯性信息、质量信息等信息。因此，在图2中，没有表示为图1所示的原始半导体制造商，而是记载为不明含义的“？？？”。
在市场分销产品中，销售的产品与所销售的半导体信息不相关。因此，当通过以上途径购买时，就可能发生买到假芯片的情况。

如何识别假芯片？

在使用半导体生产产品的公司中，由于各种原因，似乎有不可避免的购买市场分销产品的情况。
Erai 成立于1995年，是一家全球性的信息服务机构，负责监控、调查和报告影响全球电子设备供应链的问题，该公司在其网站上创建了一个名为"Hundreds of Component Buyers Scammed by Fraudulent Websites（关于数百名零部件购买者被非法网站欺诈）"的博客，并提醒人们注意。在该博客上登载的被称为"非法网站"的一个网站中，出现了以下关键词：

图3：网站中列出以上关键词，该网站被称为欺诈网站
许多网站已经无法访问，但一些网站显示“产品保修”，以表示是“高可靠性和经过测试的产品”。
如果出现这样的单词，很容易让人放心。但是，在这些网站的任何一个网站中都没有记载支持该词的信息和判断材料。
有什么能证明这种“高可靠性和测试”吗？原始半导体制造商在制造时根据规格对所有产品设定检验标准，并进行测试。根据测试结果，或进行排名，或只装运好分为合格和有缺陷的产品。这绝对是一个可靠的测试产品。本来，通过该制造工序从原始半导体制造商出厂的产品直接或通过正规销售代理店购买，因此从正规销售代理店购买的半导体是经过可靠测试的。
与此相反，在正规销售代理店以外的销售商中，如果记载为"高可靠性、已测试"的话，可以实施怎样的测试呢？“高可靠性和测试”测试的内容存在几个级别，该级别如图4所示。

图4：“高可靠性和测试”代表什么？
由此可见，有的只是单纯地确认附在产品上的交货单等文件，并表示已经进行了测试。有些文件不能称之为“已测试”，从购买者的角度来看，对应图4的"等级4：完全的功能试验"应该被认为是"测试完毕"。但是，为了实施该水平的试验，需要准备检查机器、测量机器以及安装这些机器的设备。有些也需要进行全面检查，需要大规模设备。因此，从现实角度考虑，具备上述设备并投入费用检测半导体的可能性很小。多数人还是采取最简单、最省钱的方法。更何况，在这些测试水平中，究竟对应了何种水平尚不清楚，买方将会承担一定的风险。
因此，如果不想使用伪造的芯片，购买者只能自行确认购买的半导体是否是伪造的，没有其他应对手段。在购买半导体时，一般实施验收检查。通常，接受检查时，通过文件的确认和外观检查完成检查的情况较多。即，仅实施图4的"等级1：文件检查和外观检查"。因此，在接收从正规销售代理店以外购买的半导体的情况下，如果从图4的"等级2：X射线检查"进行"等级4：完全的功能试验"，则可以认为可以进行某种程度的确认。这里的问题在于，如果进行从1级到4级的检查，能否检测出所有的伪造半导体。关于这一点，请参照图5。该表总结了是否可以检测伪造类型的各种检测方法。

图5：关于伪造识别方法

图5中描述的检测方法，仅描述验收检查期间可以执行的测试。一般来说，半导体真伪鉴定服务等实施的封装开封观察和使用药品的检查等对半导体造成损害的检查除外。
如图5所示，如果是原始半导体制造企业正在实施的检查，则可以确切地检测出对象半导体是否为伪造品。然而，可知在其他方法中，不能根据伪造类型进行检测。例如，如果检测到伪造类型之一的"制造时不合格的半导体"，则该产品是否符合规格只能确认电气特性。然而，在DC测试中，虽然可以确认一般的电气规格，但是不能确认是否全部满足产品规格。另外，在"将含铅品伪造为无铅品"的情况下，如果对象半导体的相关文件或标签等被伪造，则只能通过荧光X射线分析法（XRF:根据照射X射线而产生的荧光X射线，进行元素分析和组成分析的方法）来检测伪造，不能通过电气特性或通常的外观检查来判断是否是伪造的。
这是因为，如果通过X射线试验确认封装内部的状态，则可以发现芯片尺寸和接合线位置等不同的半导体。对此需要注意。在半导体的制造中，有制造工厂移交或变更制造工艺的情况。特别是，如果实施晶片制造工艺的微细化，IC芯片的尺寸随之变小的情况较多。通过该芯片尺寸的变更，有时连接IC芯片与封装之间的接合线的连接方法也会变更。
因此，即使是相同的正品，根据制造时期的不同，内部的IC芯片的尺寸和接合线的连接状态也会不同。对此，应该确认原始半导体制造商发行的变更通知(PCN)，确认是否实施上述的变更之后，再实施真伪鉴定。另外，外观检测的项目之一是封装的标记检查。对此，随着制造工厂、制造工艺、使用设备的变更，标记规格也有可能更新。根据产品不同，型号字体也不同。因此，对于任何差异，首先应确认PCN的存在，然后确认目标半导体是否伪造。

寻找停产替代芯片：兼容产品、复制品、仿制品

如果原始半导体制造商停止生产目标半导体，则成品库存总有一天会耗尽，因此难以持续购买。虽然无法购买，但可以寻找代替使用的半导体，即所谓的替代品。此时，您可以找到以下类型的产品：兼容产品、复制品和仿制品。并验证这三种类型。

1. 兼容产品
如果原始半导体制造商停止生产，将发出停产通知（PDN）。此时，根据半导体的不同，PDN中可能描述了其后续产品。此继承产品本身是不同的型号，但在功能、规范和硬件方面兼容。在这种情况下，如果认证工作在确认产品可以评估和使用后通过，则可以使用此后续产品进行连续生产。
此外，与原始半导体制造商竞争的半导体制造商可能出售具有与其产品相同的规格的替代半导体。对于此替代产品，某些产品具有完全相同的产品规格和性能改进。某些产品具有相同的产品型号，而其他产品具有相同的产品型号或完全不同的型号。对于使用半导体生产产品的客户，在某些情况下，他们不接受产品型号的变化，但可以说，这是继续提供产品的一种有效手段。
2. 复制品
"复制品"的说法似乎并没有起到很好的作用。从网上公开的信息来看，复制品是指通过非正规的方法获得成为对象的半导体，并根据该信息制造的产品。由于最先进的半导体更加复杂，所以可能性很小，但使用反向工程技术分析原始半导体产品的芯片，通过读取和复制每个掩膜来制造半导体的方法也被称为复制品。
3. 仿制品
最后一个叫做模仿。首先，提取原始半导体产品数据表上的电气规格。接着，对各信号输入端子调查怎样的输出、从哪个端子输出怎样的种类的信号、其所需的时间达到何种程度等。开发与在半导体的内部进行了怎样的处理无关，仅输入输出相同的产品。这样，产品在外观上的行为就相同了。但是，在处理异常时，没有安装数据手册中未描述的任何功能或规范。另外，以长期使用为前提的可靠性也不符合原始半导体产品的规格。从某种意义上讲，该仿制品不是真正意义上的伪造品。

兼容产品之一——再生产品

比较以上3种产品，很明显通过使用兼容产品，可以降低生产中断带来的风险。有一种称为兼容产品的再生产品的概念，这种再生产品可以说是兼容产品之一，也可以说是替代品之一。产品本身由从原始半导体制造商处以合法渠道获取半导体制造信息的公司，使用这些信息进行产品开发，并根据获得的制造条件进行制造。此外，与制造信息一样，根据从原始半导体制造商处获得的检测方法和测试标准进行测试。
并不是所有的再生产品都与原版半导体产品完全相同。这是因为同一制造工艺可能不可用。停产的原因之一是不能再生产了。随着半导体制造技术的发展，制造设备也在不断发展。因此，旧设备按顺序处置，在考虑再生产时，有时所需的制造设备会消失。
此时进行再生产时，选择可使用的制造技术和设备，并变更产品的设计，以便能够在此进行制造。然后进行晶圆的制造，实施针对原始半导体产品而制作的检测，以确保没有问题。之后，对于后续工序，也进行基于在原始半导体产品中设定的产品规格的制造。产品完成后，通常使用与原始半导体产品中使用的检测设备相同的设备，对使用相同的测试程序制造的产品进行检测，但与此相关，目标设备大多不能使用，需要使用其他设备进行检测。此时，从原始半导体制造商处获得用于原始半导体产品的测试程序和测试板，并根据该信息灵活运用可利用的设备，开发测试程序和测试板。
完成后，在新创建的测试设备上检测原始半导体产品，确认结果没有问题后，使用该设备检查新制造的半导体。另外，对完成的半导体进行可靠性试验，确认可靠性与原半导体产品没有区别后再进行销售。
用这种方法生产的再生产品与原装半导体产品规格相同，即使只是更换和使用，也运行良好。此外，由于它是在原始半导体制造商的授权下生产的，因此产品的型号也允许使用与原始半导体产品相同的型号。
这种再生产品解决方案是长期持续获取产品的有效方法，因此，如果您正在考虑购买停产的芯片，为什么不考虑一下呢？

写在最后

半导体应用设备厂商通过积极处理停产的半导体和废品，可以降低停产风险，对伪造的半导体也采取强硬立场。替代半导体停产产品的解决方案可能引起各种故障，有时会导致隐性不一致。其中一些显然是可识别的，有些是难以诊断的。为了排除这些障碍，需要作出高可靠性和成本效益的选择。

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