揭密芯片反向行业(一):什么是芯片逆向分析

文摘   2024-11-20 07:30   北京  


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在当今科技飞速发展的时代,芯片作为核心技术之一,扮演着至关重要的角色。而在芯片领域中,有一个神秘而又独特的分支 —— 芯片反向,也叫作芯片逆向分析。今天,就来和禾粉们深入探讨一下芯片逆向分析这个行业。

十几年前是国内半导体行业觉醒的时期,很多留学的大佬纷纷回国创业或工作。这些人都算得上是科班出身,接受了大漂亮正统的半导体设计理念,对于逆向分析嗤之以鼻。为此,小禾君,还记得他们在国内某知名网站与水友进行了一次正向设计与逆向设计的口水大战。

所以谈到逆向设计时,我们还是有必要简单了解一下芯片的正向设计是怎样的。



芯片正向设计的流程










芯片的正向设计从工艺到半导体器件特性的学习,从仿真模型,到仿真EDA的使用等等需要掌握很多基础知识之后,才能算是电路设计起步阶段

Step1:设计电路原理图

原理图是整个芯片的纲领,它包含了半导体器件以及无源RLC器件组成。    

Step2:电路仿真

电路仿真,旨在验证原理图电路的连接,功能,速度是否满足设计要求。

Step3:版图布局

版图布局一般由专业的版图工程师来完成,它由堆叠的二维图形组成。

Step4:芯片生产制作

芯片的生产往往经过几十道高精度工序操作才算完成,而且芯片的生产是批量完成的,至此一张芯片多胞胎就完成啦。    

Step5:封装制作

制作好的晶粒易碎、易氧化还非常的怕湿。这就需要给他安一个结实稳定,隔离空气和水汽的壳子。芯片内部引脚使用键合线与框架壳子连接,最后用树脂将其封印。

Step6:载片测试

芯片完成后还要经过测试验证才算大功告成大功告成。

         

 

   


芯片逆向分析流程











芯片逆向分析,顾名思义,就是通过对芯片进行一系列技术手段的分析,以了解其内部结构、功能和设计原理。简单来说,就像是对一个黑匣子进行拆解和研究,试图揭示其中的奥秘。

通常芯片的逆向分析分为如下几个步骤:

Step1:找到目标芯片

首先要选定一个优秀的参考对象,如果我们逆向分析的是个垃圾芯片,那么复原设计后的也一定是个垃圾。网上购买和拆机是获取竞品芯片的主要途径。

Step2:开盖(Decap)

开盖是采用化学药剂或者物理的方法去除包裹芯片的封装壳或树脂材料。开盖的目的是使用专业的设备和技术,将芯片进行物理拆解,以便观察其内部的结构和布局。    

Step3:拍照

芯片拍照的电子显微镜一般要求精度很高。

Step4:去层后,再拍照

芯片是由多层堆叠而成的立体结构,需要对每一层的互联线进行拍照。    

Step5:图片拼接成高清大图

芯片的放大倍数越大,芯片的清晰度越高,但是单张照片覆盖的范围越小。所以要想完整高清的呈现芯片,需要将多张高清的小图合并成一张超级大图。

Step6:图片叠层对齐。

芯片是多层结构,拍照后的图片的原点要充分对齐,才不会有错层的烦恼

Step7:分析提取子电路   

提取电路还是需要一定经验的,对于子电路的判断是基本功。

Step8:导出整体电路的网表,并归类整理

导出网表并分析其实就是设计还原的过程。标注完所有器件,我们就可以导出网表啦。如果不归类整理的话,这些网表什么也看不出来。

Step9:仿真电路

重新仿真分析电路,不仅可以加深电路的理解,还可以在电路规模比较大,设计比较复杂时,那么提图后仿真验证是必不可少的,至少可以避免很多低级错误。

Step10:绘制版图   

绘制版图可以1:1复刻原版图,不过这被竞品公司发现很难解释。。。建议版图还是做一些修改处理。

         

 

总之,芯片逆向分析这条灰色产业链,是芯片反向行业中的一个重要环节,它对于技术学习、知识产权保护、芯片修复和改进等方面都具有重要的意义。但在进行芯片逆向分析时,必须遵守相关的法律法规和道德规范,以确保其合法性和正当性。    

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