電子元器件造假有多可怕？美國軍方竟被逼出“四重殺手锏”

五角大樓的國防采購處(DLA)盡管對元器件供應(yīng)商有嚴(yán)格的審查要求，但在全球半導(dǎo)體生產(chǎn)和銷售市場如此分散的環(huán)境下也顯得力不從心，只好求助于先進(jìn)的檢查技術(shù)來應(yīng)對假冒元器件的問題。四種由DARPA與合作開發(fā)商研發(fā)的假冒元器件檢測技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。

根據(jù)Gartner的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2016 年全球半導(dǎo)體銷售額達(dá)到3397億美元，美國國防部雖然是一個(gè)電子元器件采購大戶，但其采購量也不到全球總量的1%。五角大樓的國防采購處(DLA)盡管對元器件供應(yīng)商有嚴(yán)格的審查要求，但在全國半導(dǎo)體生產(chǎn)和銷售市場如此分散的環(huán)境下也顯得力不從心，只好求助于先進(jìn)的檢查技術(shù)來應(yīng)對假冒元器件的問題。

2012年美國參議院軍事委員會在一份報(bào)告中披露，有超過100萬個(gè)假冒電子元器件混入美國軍方采購供應(yīng)系統(tǒng)，1800個(gè)假冒案例被發(fā)現(xiàn)，從武器視覺系統(tǒng)到計(jì)算機(jī)，甚至軍用飛機(jī)都有假冒情況(EDN此前報(bào)道過《中國某企業(yè)84000個(gè)假器件混入美軍供應(yīng)鏈，美國防部大動(dòng)作打假》)。如何檢查和杜絕這些復(fù)雜的假冒元器件就成了美國國防部的重要議題。

假冒元器件對電子產(chǎn)品的危害自不必說，對國防和軍事更是影響深遠(yuǎn)。美國國防部下屬的國防先進(jìn)研究項(xiàng)目處(DARPA)專門負(fù)責(zé)為軍方研發(fā)先進(jìn)的技術(shù)，其開發(fā)的很多技術(shù)當(dāng)然也在非軍事領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。下面介紹四種由DARPA與合作開發(fā)商研發(fā)、專門應(yīng)對假冒元器件的檢測技術(shù)。

植物DNA標(biāo)識

大概無人會將計(jì)算機(jī)芯片與植物DNA聯(lián)系起來。但美國五角大樓國防采購處(DLA)卻與一家稱為應(yīng)用DNA科學(xué)的生物科技公司合作，對植物DNA進(jìn)行重組，加密后附著在芯片及其它電子元器件上來驗(yàn)證真?zhèn)巍?/p>

檢測人員只要用光掃射一下待檢測器件，就會出現(xiàn)一個(gè)標(biāo)識來確認(rèn)DNA是否存在?？焖俨潦脴?biāo)識即可進(jìn)行DNA分析以確定元器件的真?zhèn)巍?/p>

如果一個(gè)芯片被涂抹處理過，這個(gè)DNA標(biāo)識就會被破壞或擦除，缺少標(biāo)識的元器件馬上就會觸發(fā)報(bào)警告知檢測人員。

光學(xué)掃描

有時(shí)候一個(gè)最成功的創(chuàng)新卻因其它創(chuàng)新而產(chǎn)生。這里所說的光學(xué)掃描技術(shù)就是如此。

軍方最初收購ChromoLogic LLC是為了研究DNA標(biāo)簽與跟蹤能力，看條形碼生成系統(tǒng)是否可與DNA配合使用來提高安全性。

ChromoLogic研究人員卻發(fā)現(xiàn)原本開發(fā)用于對DNA代碼進(jìn)行標(biāo)簽和跟蹤的光學(xué)掃描技術(shù)通過讀取元器件表面層的數(shù)據(jù)，可將真實(shí)元器件與假冒元器件區(qū)分開來。因?yàn)榧倜霸骷饕峭ㄟ^改變其表面層制成，光學(xué)掃描只需一秒便可辨別真?zhèn)巍?/p>

植入式探測器

DARPA啟動(dòng)了一個(gè)國防供應(yīng)鏈硬件完整性電子防御(SHIELD)項(xiàng)目，開發(fā)一種100μm大小的植入式器件(dielet)用于驗(yàn)證電子元器件的真?zhèn)巍＿@種植入式探測器件包括一個(gè)完全加密的引擎和數(shù)個(gè)監(jiān)測傳感器，可以準(zhǔn)確識別假冒的元器件。

這種探測器件會制造工廠被植入元器件內(nèi)，或粘附到可靠的元器件上，但不會改變元器件的固有設(shè)計(jì)和可靠性。探測器件與宿主元器件之間沒有電連接，由手持探頭供電。將手持探頭靠近植入式探測器件進(jìn)行掃描即可檢測元器件的真?zhèn)?。掃描之后，序列號被上傳到中央服?wù)器，服務(wù)器返回一個(gè)非加密的信號，然后植入式探測器件反饋一個(gè)加密數(shù)據(jù)，即可顯示元器件的真?zhèn)巍?/p>

先進(jìn)掃描光學(xué)顯微鏡(ASOM)

DARPA與SRI國際公司共同研發(fā)的先進(jìn)掃描光學(xué)顯微鏡(ASOM)技術(shù)采用一種極其細(xì)微的紅外激光束來掃描IC器件，可以在納米級探測微電路，在晶體管級揭示出芯片結(jié)構(gòu)及其功能特性。

DARPA于2010年啟動(dòng)稱為IRIS的集成電路真實(shí)和可靠性項(xiàng)目，以開發(fā)可以檢測芯片的技術(shù)和軟件。ASOM技術(shù)已經(jīng)交付軍方工程師對電子元器件進(jìn)行辨別分析，其中包括對執(zhí)法部門查處的芯片檢測。

以上四種先進(jìn)的技術(shù)都可以有效檢測電子元器件的真實(shí)性，解決美國國防部采購鏈中存在的假冒元器件問題。但在假冒元器件越來越嚴(yán)重的市場環(huán)境下，新技術(shù)的開發(fā)者任重道遠(yuǎn)。