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电子侦探Chipworks的工程师寻找专利漏洞

:Rick Nelson?? 《测试与测量世界》主编?? 2010年09月29日 ?? 收藏0

  想知道一部iPad里有什么东西吗?更明确地说,你是否想知道iPad的芯片里都有什么?Chipworks工程师们的工作就是尽力去寻找真相。他们会拆解手机这类电子装置,对IC作反向工程,获得完整的逻辑图,以发展竞争性智能。有了Chipworks团队的辅助,客户可以跟踪自己竞争对手的发展,寻找专利的漏洞。


?????? 苹果之前发布了iPad,Chipworks对iPad的研究部分体现了该公司的能力。例如,仅在iPad上市的一天后(今年4月4日下午),Chipworks的伙计们就推测出:苹果采用了保守和低成本的技术,其重点在于工业设计和可用性。

  Chipworks发现的一些细节是:苹果没有采用iPhone 3G上采用的德州仪器公司全能触摸屏控制器,而是使用了iPhone 2G上的三芯片方案;两片三星K9LCG08U1M 8GBMLC NAND闪存芯片提供了16GB存储器;苹果A4处理器的封装与前代苹果iPhone处理器相同,采用了层叠式封装技术(两个DRAM片芯已确认是三星的128MB器件);还使用了意法半导体公司的加

速度计设计。

  就此而言,iPad似乎更像一个大号的iPod,而不是小型笔记本。正如Chipworks高级技术分析师Dick James所言:“基本上,iPad是一台增强了显示屏和有更长电池寿命的iPod Touch。iPhone 2GB的触摸屏结构也许反映出了设计启动的日期,我们可能会看到TI进入下一代iPad设计,尤其是我们看到同样的TI芯片出现在了最新iPhone、iPod Touch和Magic Mouse中。”

  当然,很多组织都在做拆解工作,也包括兄弟杂志《EDN》“真相”栏目的编辑。而Chipworks对产品中IC的研究工作与众不同。例如,图1表示出了iPad中所用苹果A4处理器的细节:图1a是器件的一个横截面,图1b是晶体管细节,图1c是版面布局。

图1. 横截面分析可以帮助确定IC制造采用的工艺


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从MEMS到RF功率放大器

  Chipworks决定拆解A4并作反向工程的部分原因是苹果围绕iPad的大肆宣传,也有对该产品的好奇心。但Chipworks兴趣与能力远远超出了对热门消费产品的简单拆解,而是要对多个IC作反向工程。Chipworks为《EDN》“IC内幕”专栏撰稿的工程师已经阐述了很多IC的反向工程,包括电池充电器IC、自供电RFID器件、LED驱动器、CMOS RF功率放大器、采用MEMS的惯性传感器,以及DDR SDRAM等。

  为最新一期“IC内幕”专栏撰稿的是Dick James与Randy Torrance,他们领导着Chipworks技术智能集团下专长于反向工程的电路分析团队:“在半导体行业,RE长期以来就被公认且被用做竞争智能的一部分。通常它广泛用于产品基准,以及支持专利许可活动….半导体技术的进步,尤其是大量器件与功能在单个元件中的集成,已使RE从故障分析实验室中的苦差事,发展成为一种专门的工程专业类别。”(参考文献1)

  无损伤地显露片芯

  为了更多地了解Chipworks,我与Torrance以及Chipworks的工程师Sinjin Dixon-Warren、Neal Stansby和Darko Veselinovic作了交谈。Stansby说反向工程一般开始于一个“前端”工作。

  Stansby是Chipworks的研发集团经理,他解释说:“一个封装里可能有一只或多只硅片,我们要使它们显露出来,而不造成损坏。”他描述了多种实现技术:“如果是塑料封装,我们会将其投入一杯酸性液体中,就搞定了。如果是陶瓷封装或金属封装,就更具挑战性,也更耗时。我们有一本秘技,使用不同类型的设备,能使实际片芯从封装中露出,而不损坏它。”

  片芯露出封装后,电路反向工程就要顺序地暴露出互连层、器件层以及基层。Stansby说:“我们顺序地暴露出互连层,最终是器件层,采用的方法是暴露特征而不损坏它们。我们面临的挑战是特征尺度越来越小,因此也日益脆弱。大多数情况下,芯片尺寸也越来越大。如果我们要暴露一只有12个金属层芯片的整个第7金属层,去层工作就要极端平整,否则,我们就会在一个区域看到第7层,而在其它部分看到第6层和第8层。”他解释说,Chipworks会根据芯片结构所使用的材料,如是铜互连还是铝互连,以及是普通的电介质还是低k电介质,采用机械抛光与干、湿式腐蚀相结合的方法。

  对于新制造厂生产的器件,或采用了Chipworks工程师以前从未处理过的工艺节点的器件,要获得正确的去层方法可能非常困难。Stansby补充说,即使有过类似器件的经验也不能保证工作的快速成功,他指出:“也许你认为,如果上周刚做了一个0.13μm的TS


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专利? 测试与测量?

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