引言

假冒是一種對知識產(chǎn)權(quán)所有人合法權(quán)利的侵犯。假冒元器件帶來的經(jīng)濟損失，遠遠超過了純粹更換設(shè)備的成本，其中包括安全費用、損失的性能、維修或更換，以及聲譽所帶來的影響。例如，一只僅值 2 美元的元器件，在其被應(yīng)用在一塊電路板上之后，一旦檢測出是假冒元器件而需要進行更換，可能需要花費高達 20 美元的費用。更重要的是，假冒元器件存在引發(fā)嚴重后果的可能。例如發(fā)生在 1989 年 9 月 8 日接近丹麥海岸處的一架特許飛行的 Convair 580 的墜機事件，就是一個典型事例。此外，假冒商品可能被用于某種破壞行為，極有可能會對國家安全構(gòu)成嚴重的挑戰(zhàn)。

全球半導(dǎo)體市場巨大，這讓一些假冒元器件的生產(chǎn)者看到巨額利潤。圖1所示是 2011 年全球半導(dǎo)體器件的市場概況。

隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，包括塑封集成電路在內(nèi)的各種電子元器件的更新?lián)Q代周期也越來越短，給整機設(shè)備等元器件用戶的供應(yīng)鏈管理帶來了困難，即原來設(shè)計使用的元器件或集成電路可能已經(jīng)不再生產(chǎn)，特別是對元器件用量少、品種多、可靠性要求高的設(shè)備產(chǎn)品廠家而言，由于采購量小而常常不能直接從生產(chǎn)廠商采購，必須通過代理商進行采購，從而給假冒集成電路提供了進入供應(yīng)鏈的機會。

圖1 2011 年全球半導(dǎo)體器件市場概況

目前，市場上的假冒偽劣集成電路可以分為翻新集成電路和假冒集成電路。假冒偽劣器件大量進入市場或軍工產(chǎn)品供應(yīng)鏈，已經(jīng)嚴重地影響到我國裝備產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性。對我國而言，目前在工程中使用了國內(nèi)外不同質(zhì)量等級的各類元器件，尤其是型號用單片集成電路，很大一部分是國外進口器件，這些進口器件一般都通過代理商采購。由于受禁、限運、停產(chǎn)等多種復(fù)雜因素的影響，假冒偽劣器件占有相當?shù)谋壤瑥亩o測試篩選和質(zhì)量把關(guān)工作帶來較大困難，這些假冒器件一旦裝機使用，將給武器裝備的可靠性帶來巨大風(fēng)險。

假冒偽劣元器件一旦進入包括軍用元器件的供應(yīng)鏈，將對電子工業(yè)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟影響。元器件的假冒形式多種多樣：有時，通過打磨去除原有的 IC 標識，重新上黑漆并打標；有時，假冒者可以做出高質(zhì)量的標識，足以以假亂真 ；有時，唯一可鑒別的區(qū)別是 IC 封裝頂部比邊緣要黑一些，而器件的塑封體顏色本應(yīng)該通體一致。對多種 IC 作 DPA 分析，有些封裝和標識都正常，但同一型號的 IC 其中芯片不同或者根本就不含芯片；或仿造出可以工作的芯片，實際這些芯片不是來自標識上標明的制造商 ；有時假冒器件標識倒置，但引腳卻不能一一對應(yīng) ；有時，外貌看上去完美無缺，但芯片卻是假的；很多這類器件已受到靜電釋放應(yīng)力的沖擊，即使沒有失效，也是在帶傷工作，遲早要失效。

DPA 首先在美國提出并廣泛在工程中應(yīng)用，我國對這項工作引起重視并認真開展是從上世紀 90 年代中后期開始的，由總裝備部在全國建立了三個軍用電子元器件 DPA 實驗室，分別設(shè)在電子五所、四所和北航，目前，主要執(zhí)行的標準是2006 年頒布的國軍標“GJB4027A-2006 軍用電子元器件破壞性物理分析方法”。DPA 技術(shù)可發(fā)現(xiàn)在常規(guī)篩選檢驗中不一定能暴露的問題，這些問題主要是與產(chǎn)品設(shè)計、結(jié)構(gòu)、裝配等工藝相關(guān)的缺陷。對軍用電子元器件開展 DPA，可以把問題暴露于事前，從而有效防止型號工程由于電子元器件的潛在質(zhì)量問題而導(dǎo)致整體失效。

目前，北航 DPA 實驗室在進行失效分析時，多次發(fā)現(xiàn)進口元器件出現(xiàn)標識和版圖不符、同批次版圖不相同及拆機件、翻修件等假冒偽劣、以次充好的情況，有的還出現(xiàn)內(nèi)部無鍵合絲、無芯片的嚴重情況。如何辨別這些假冒偽劣器件，目前還缺少系統(tǒng)而有效的方法，這也是元器件使用者急需解決的問題。

本文旨在基于DPA技術(shù)研究假冒偽劣元器件的鑒別方法，涉及購買、測試、檢查和分析，為型號裝備的可靠性提供有力保障。

1 假冒電子元器件的定義及危害性分析

1.1 什么是假冒電子元器件

美國能源部 /SAE AS5553 將未經(jīng)合法授權(quán)而生產(chǎn)的復(fù)制品或替代品，或其材料、性能或規(guī)格參數(shù)被錯誤宣傳的元器件定義為假冒元器件。而 EIA/G-12 委員會認為，只要其特性或來源被經(jīng)銷商故意改變或錯誤宣傳的元器件就是假冒元器件。

對于電子元器件的制造商，其假冒元器件是指替代品或未經(jīng)授權(quán)的復(fù)制品，所用材料或自身性能在未通告情況下已發(fā)生改變的元器件，以及被供應(yīng)商錯誤宣傳的不符合標準的元器件 ；而對于電子元器件經(jīng)銷商，其假冒元器件主要是指違反了知識產(chǎn)權(quán)法、版權(quán)法或商標法而生產(chǎn)和經(jīng)銷的元器件產(chǎn)品，通過故意改變產(chǎn)品的方式隱瞞產(chǎn)品的真實質(zhì)量并以此達到欺騙消費者目的的產(chǎn)品，以及通過遺漏信息或采取某些手段以誤導(dǎo)消費者相信其是真實的或合法的產(chǎn)品。表 1 所列是GIDEP 假冒案例摘要。

1.2 翻新假冒塑封 IC 的危害

翻新假冒塑封 IC 或已經(jīng)老化，或引入潛在損傷的產(chǎn)品，其可靠性將不能保證，不僅早期失效高，而且隨機失效率也高，不能通過篩選去除潛在的失效。使用了假冒翻新的器件將導(dǎo)致很高的系統(tǒng)早期失效率，給設(shè)備整機系統(tǒng)的可靠性與安全性帶來的主要危害有以下幾點 ：

其一是低質(zhì)量級別充當高質(zhì)量級別，可能在嚴酷條件下IC 不能正常工作 ；其二，翻新塑封 IC 已經(jīng)使用過，在以前的使用過程中已經(jīng)經(jīng)歷了焊接，對內(nèi)部界面將產(chǎn)生殘存損傷分層，因而在使用過程中，內(nèi)部界面退化，另外還有環(huán)境水氣的侵蝕以及電損傷殘存等因素，從而導(dǎo)致翻新塑封 IC 的不可靠 ；其三，翻新塑封 IC 在處理過程可能引入新的損傷，如從 PCBA解焊中對內(nèi)部界面的損傷，解焊以及引腳重新成型過程對引腳的機械損傷，翻新過程中外表面研磨對芯片表面的機械損傷，引腳焊錫處理過程中引入的腐蝕性物質(zhì)殘留，以及翻新過程中靜電放電的潛在損傷等。

2 DPA 技術(shù)

破壞性物理分析 (Destructive Physical Analysis, DPA) 是指為驗證電子元器件 ( 以下簡稱元器件 ) 的設(shè)計、結(jié)構(gòu)、材料、制造質(zhì)量和工藝情況是否滿足預(yù)定用途或有關(guān)規(guī)范的要求，以及是否滿足元器件規(guī)定的可靠性和保障性，對元器件樣品進行解剖，以及在解剖前后進行一系列檢驗和分析的全過程。

DPA 是一種對潛在缺陷確認和潛在缺陷危害性分析的過程，也是一種對元器件使用前的可靠性進行的事前預(yù)計。實際上，在元器件生產(chǎn)過程中以及生產(chǎn)后到上機前，DPA 技術(shù)都可以被廣泛的使用，以檢驗元器件是否存在潛在的材料、工藝等方面的缺陷。具體如下：

(l) 用于電子元器件電特性不合格，但未完全喪失功能的原因分析 ；

(2) 用于電子元器件生產(chǎn)工藝，特別是關(guān)鍵工藝的質(zhì)量監(jiān)控及半成品的質(zhì)量分析與控制 ；

(3) 用于控制與產(chǎn)品設(shè)計、結(jié)構(gòu)、裝配等工藝相關(guān)的失效模式 ；

(4) 用于電子元器件的可靠險鑒定 ；

(5) 用于電子元器件的交貨檢驗和到貨檢驗 ；

(6) 用于電子元器件的真?zhèn)舞b別。

DPA 的項目名稱及代號如表 2 所列。

典型假冒偽劣集成電路的主要表現(xiàn)特征有管腳缺陷、管殼缺陷、標識翻新、電參數(shù)異常、玻璃熔封層缺陷和管芯缺陷等，這些可通過外觀檢查、電參數(shù)測試、可靠性篩選試驗和DPA等工作識別出來，不同檢測方法的對比研究如表3所列。

3 給整機用戶的建議

圖 2 所示為 NASA 公布的企業(yè)如何發(fā)現(xiàn)假冒元器件產(chǎn)品的示意圖，結(jié)合這些數(shù)據(jù)，本文提出如下規(guī)避假冒元器件的建議。

圖 2 企業(yè)發(fā)現(xiàn)假冒元器件產(chǎn)品 (NASA) 方法分布

3.1 修改元器件采購質(zhì)量控制規(guī)范，增加對塑封器件的鑒別要求

修改各種元器件采購質(zhì)量控制規(guī)范，在采購或選用塑封IC 的時候，應(yīng)把對塑封 IC 的假冒鑒別作為基本要求。目前，存在著整機制造單位對翻新假冒進口塑封 IC 既恨又不敢鑒別的尷尬局面，特別對于工業(yè)電子裝備用 IC 由于型號多，單型號數(shù)量小，采購存在難度，往往是為了進度而對翻新假冒心存“不知者不罪”的僥幸心理。

翻新假冒進口塑封 IC 涉及的型號面廣，必須對采購的進口塑封 IC 實施鑒別控制，通過對采購批次實施 100% 的鑒別，最大限度地防止翻新假冒進口塑封 IC 用于可靠性要求高的電子裝備。

3.2 建立翻新假冒數(shù)據(jù)庫并定期進行通報公示

翻新假冒的數(shù)據(jù)包括兩方面：一方面是已經(jīng)鑒別的翻新假冒型號的數(shù)據(jù)匯總并在采購系統(tǒng)和質(zhì)量與設(shè)計系統(tǒng)等范圍內(nèi)進行通報公示，共享翻新假冒的鑒別成果，避免誤用；另一方面是建立并逐步完善翻新假冒鑒別方法的數(shù)據(jù)庫。用于鑒別翻新假冒的數(shù)據(jù)內(nèi)容，包括“真的數(shù)據(jù)”和“假的數(shù)據(jù)”。

“真的數(shù)據(jù)”主要包括國際品牌 IC 的型號、每個型號及批次的標識及其含義、每個型號的內(nèi)部芯片的版圖標識和版圖結(jié)構(gòu)、封裝和互連的結(jié)構(gòu)、材料成分，還有投產(chǎn)日期、停產(chǎn)或預(yù)計停產(chǎn)的日期等。以真的數(shù)據(jù)作為依據(jù)或標準判斷翻新假冒的塑封 IC。這些數(shù)據(jù)量巨大，需要人力投入。但一旦形成數(shù)據(jù)庫，則對于鑒別翻新假冒 IC 可形成長效的作用?！凹俚臄?shù)據(jù)”通常包括在鑒別過程中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的翻新假冒的造假特征、鑒別結(jié)果等。借助這些數(shù)據(jù)，可以提高翻新假冒 IC 的鑒別時效性。

3.3 加強與專業(yè)第三方技術(shù)機構(gòu)合作，及時鑒別假冒產(chǎn)品

假冒翻新器件的使用已經(jīng)嚴重地影響到整機設(shè)備或裝備的生產(chǎn)研制以及使用的可靠性和安全性。這些問題的解決也不可能功其于一役，必須持之以恒，常抓不懈，而且假冒翻新的技術(shù)日新月異，這樣就需要依靠相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)機構(gòu)來進行專業(yè)化的研究和協(xié)助，支撐質(zhì)量和采購部門完成對假冒翻新器件的預(yù)防和控制。

4 結(jié) 語

仿冒是對某項知識產(chǎn)權(quán)所有者合法權(quán)利的侵害。高利潤、低風(fēng)險的偵查以及薄弱的檢舉機制給仿冒以可乘之機。仿冒的電子元器件會引起潛在的安全隱患，并使得制造商和經(jīng)銷商蒙受諸如聲譽被中傷等各種損失。仿冒器件還有可能涉及安全問題，因為這些仿冒器件有可能應(yīng)用在武器裝備上。任何器件和器件制造商都容易受仿冒的影響。

美國現(xiàn)已頒布了一系列的法案，用來懲治假冒和侵犯知識產(chǎn)權(quán) (IP) 等行為。一些私人和公共的組織已經(jīng)開始警覺，并開始推出相關(guān)的技術(shù)和信息共享工具，以助于行業(yè)范圍內(nèi)對于假冒的偵查和防范。

當今世界蓬勃發(fā)展的市場經(jīng)濟，對于仿冒者而言無異于天堂。只有經(jīng)濟發(fā)展采用公平貿(mào)易，遵守國際商業(yè)準則和執(zhí)行規(guī)范，這一問題才有可能緩解。器件制造商還可以通過使用公開或者非公開的反假冒技術(shù)，并采取有效的監(jiān)管程序，以幫助降低被假冒的可能性。

OEMs 通過恰當?shù)倪^時預(yù)測和管理方法，可以有效地降低自己生產(chǎn)的產(chǎn)品中出現(xiàn)假冒器件的風(fēng)險。然而，在當今世界技術(shù)革新如此飛快的情勢下，對于非權(quán)威的貨源的信賴，是不可取的。而給所有電子元器件的供貨者頒發(fā)許可證以及完全優(yōu)化授權(quán)經(jīng)銷方案等，實際上也是繁重而不切實際的。

20210913_613ecb11786e5__淺談假冒偽劣元器件的規(guī)避方法