拆解芯片竟这么难！带你了解芯片行业

sick

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。



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。



大约 30 到 40 分钟以后，芯片外层的保护胶塑料层就会「碳化」。
   

  
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。



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）。



这就是最后的样子。



照相



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



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。