曝光行業灰色地帶！深圳一IC業者反向晶元牟利獲刑三年

日前，廣東省檢察院通報了一起「反向」研發晶元牟取暴利的案例，相關責任人因侵犯知識產權獲刑三年，該案入選最高人民檢察院近日發布的2016年度「檢察機關打擊侵犯知識產權犯罪十大典型案例」。

根據檢察日報報道顯示，羅開玉是深圳市久洲集翔電子有限公司法定代表人，與無錫友芯集成電路設計有限公司簽署協議，先後出資約40萬元並提供和芯潤德公司的正版9700USB網卡晶元樣本。

無錫公司法定代表人徐某、研發主管朱某組織技術人員提取數據信息，提交給蘇州某科技公司生產晶元晶圓，再切割、封裝為仿冒9700USB網卡晶元成品。截至2015年5月，蘇州公司共生產交付112片該假冒晶元晶圓，每片晶圓可製作成約6500個假冒晶元。

徐某將首批5萬個封裝好的仿冒9700USB網卡晶元成品交付給羅開玉，羅委託他人對外銷售，從中獲取暴利。2015年6月，警方對羅開玉住址進行搜查，現場查扣仿冒網卡成品105個、半成品150個，網卡晶元6包等物。經鑒定，從羅開玉處提取的晶元ROM層與正版9700USB網卡晶元的ROM層數據信息相似度99.998%。

檢察院認為，反向工程技術對正品晶元逐層拍照，提取、分析其中的數據信息，最終獲取晶元的整個集成電路布圖構造，這是當前侵犯計算機軟體著作權的一種新型手段。深圳市南山區法院以侵犯著作權罪判處羅開玉有期徒刑三年，罰金5萬元。

有製造就對應著拆解，這是晶元設計領域最暴力最直接的獲取知識的方法。晶元可能遭受攻擊的形式包括利用紅外線、化學延遲和掃描聚焦離子束等方式，其目的在於除去晶元上的材料，並進一步存取IC。接著還可能利用這種IC存取方式取得設計信息，以及潛在的數據。

實際上，在晶元行業，拆解有個專業的名詞，叫做反向工程。這其實已經是行業公開的秘密，有不少公司就在公開進行這項業務。在國內，相關的國防電子工業研究院，各類微電子研究所，其重要的IC設計手段即為逆向工程，有專門的團隊和先進設備，負責拆解、照相、提取、分析、模擬、驗證一整套流程，如航天軍工FPGA和模擬IC類產品。對於一些複雜度較高的消費和工業級器件，有部分IC設計公司也提供專業的逆向工程服務。在深圳，各類電子元件的仿製品多如牛毛，從反向、製造、封裝已經形成一個完整產業鏈。

那麼，集成電路的反向工程是怎樣的一個流程？其各道工序又如何進行？這些微型晶元的逆向工程（reverse engineering）是怎麼操作和實現的？

拆解：把要拆解的晶元放置在裝了濃硫酸的容器里，容器需要蓋住，但不能嚴實，這樣裡面的氣體才能漫溢出來。把容器里的濃硫酸加熱到沸騰（大約 300 攝氏度），在瓶底的周圍鋪上蘇打粉——用來預防意外飛濺出來的硫酸液和冒出來的硫酸氣體。

照相：在顯微圖像自動採集平台上逐層對晶元樣品進行顯微圖像採集。與測量三維實體或曲面的逆向設計不同，測量集成電路晶元純屬表面文章：放好晶元位置、對對焦、選好放大倍數，使晶元表面在鏡頭中和顯示器上清晰可見後，按下拍照按鈕便可完成一幅顯微圖像的採集。取決於電路的規模和放大倍數，一層電路可能需要在拍攝多幅圖像後進行拼湊，多層電路需要在拼湊後對準，有顯微圖像自動拼湊軟體用於進行拼湊和對準操作。

該顯微圖像自動採集平台的放大倍數為1000倍，可將0.1um線條的放大至0.1mm的寬度。這意味著它已足以對付目前採用最先進工藝製作的0.09um集成電路晶元。

提圖：集成電路由多層組成,每層用光刻工藝由光掩膜加以確定。製造集成電路時用的掩膜上的幾何圖形就是版圖，版圖是集成電路對應的物理層。

現在提圖工作已經可以由電腦全部完成了。主流的電路原理圖分析系統已經具有多層顯微圖像瀏覽、電路單元符號設計、電路原理圖自動和互動式分析提取以及電路原理圖編輯等強大功能，版圖分析系統則可完成多層版圖輪廓自動提取、全功能版圖編輯、嵌入軟體代碼自動識別、提取、校驗以及設計規則的統計和提取。

整理：數字電路需要歸併同類圖形，例如與非門、或非門、觸發器等，同樣的圖形不要分析多次。提出的電路用電路繪製軟體繪出（ViewWork、Laker、Cadence等），按照易於理解的電路布置，使其他人員也能看出你提取電路的功能，提取電路的速度完全由提圖人員經驗水平確定。注意，軟體是按照版圖的位置把各組件連接起來，如果不整理電路是看不出各模塊的連接及功能的，所以完全靠軟體是不能完成電路功能塊劃分和分析。

分析：提取出的電路整理成電路圖，並輸入幾何參數（MOS為寬長比）。通過你的分析，電路功能明確，電路連接無誤。

模擬：對電路進行功能模擬驗證。模擬電路一般採用Hspice、Cadence等工具，小規模數字電路採用Cadence,Hsim等工具。根據新的工藝調整電路，調整後進行驗證。

驗證：對輸入的電路原理圖進行瀏覽、查詢、編輯、調試與模擬。分析電路原理，調節電路參數，並在一定的激勵輸入下觀測輸出波形，以驗證設計的邏輯正確性。要對提取的網表作模擬驗證，並與前仿結果對比，版圖導出GDS文件，Tape out（將設計數據轉交給製造方）。

「反向設計」的提法似乎讓人很容易與侵犯別人知識產權產生聯繫，實際上逆向設計與正向設計一樣，只是IC設計的一種技術手段，通過逆向設計獲取別人先進的設計思想用於自己的晶元設計中，並不能說侵犯知識產權。

特別是對於初學IC設計的人員，通過學習和研究比較成熟的電路版圖，可以迅速增加相關電路設計經驗，更快熟悉整個IC設計流程和完善IC設計知識體系。

目前中國的IC設計業還處在學習模仿國外的階段，早在幾年前中國的IC設計企業往往是完全複製國外的晶元。最近幾年，隨著人們對知識產權意識的提高，都能夠採取正確的方式來對待逆向設計，即利用逆向設計來設計自己的晶元。

逆向設計非常適合模擬晶元設計，如ADC、DAC、鎖相環等模擬電路，因為模擬電路的設計往往靠經驗。此外，對於10萬門以下的數字電路也適合，對於混合信號電路來講，可以適合模擬部分的反向設計服務。在時間方面，普通的逆向設計往往需要3-5個月，而小於10萬門的數字電路逆向設計一般需要2-3個月。

目前在國內，芯願景公司、台灣宜碩也提供逆向設計服務；國際上著名的逆向設計企業主要有Chipworks和Semiconducto Insights(SI)公司。

針對不法廠商反向竊取晶元設計信息，前不久，法國能源署電子暨信息技術實驗室(LETI)提出了一種低成本的晶元保護方法，能夠讓晶元免於來自晶元背面的侵入式和半侵入式攻擊。

知乎網友spike old dog：

其實我覺得很多人對反向有誤解，這裡只針對模擬和數模混合的晶元，其實我待過的，了解的analog幾個大廠，都會有人專門反向晶元，你以為都是自己白手起家做設計嗎。反向的目的不是為了抄襲，很多時候是為了學習，避免自己走彎路。另外一大原因也是有時看別人有沒有抄襲自己東西。

其實模擬集成電路那些基本的東西有什麼好抄的，大家都一樣，主要是看看系統構架，信號鏈路的處理過程什麼的。

牛的晶元有兩種，一種是每個模塊都極其經典，整個系統缺性能卓越。另外一種是充分發揮自己process潛力，反正你沒同樣工藝，抄了也不會比我好。估計你們能看出來，前者是fabless的套路，後者是idm的套路。

就我自己感覺，晶元重頭做起是個非常困難的事，如果你們有別人晶元參考就舒服多了。這根本不能算抄襲，因為細節的東西肯定不一樣。

當然也有過分的，全版圖copy，你還別說，有不少海龜干這個，這就有點不地道了，這種晶元一上量就會被別人告。以前，國內不太尊重知識產權保護，導致老外對中國工程師的惡劣印象，越是這樣，核心的東西就越不能讓中國人知道。

知乎網友fight shan：

數字電路的反向是非常困難的，因為一般來說大規模的數字處理單元是通過程序綜合成晶體管級電路，自動出layout，模擬電路部分相對容易，因為規模也很小，模擬電路的layout都是手工設計的，管子數量有限，電路層次化之後有經驗的人很容易看出其功能，另外一點需要注意的是，反向別人的晶元，工藝的選擇是一個重點，因為你選擇的foundry可能和人家晶元的foundry不是一家，甚至工藝都不一樣，你能學來的是別人的電路結構，完全照抄別人的電路（包括管子尺寸的大小，電容的大小，電阻的寬長等等）可能造成電路根本不能正常工作。

知乎網友王天祺：

理論上所有晶元都能反向，但這僅僅是理論上。當晶元規模大到一定程度的時候，這招就不合算了。比如一類視頻處理晶元，邏輯規模都很大，而且產品更新換代快，綜合考慮成本以及時間開銷，反向是不合算的，很有可能反向的預算都足夠把那個公司買了。

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