我國集成電路供應(yīng)鏈安全風(fēng)險和對策研究

吳昊

摘要：我國集成電路的發(fā)展日新月異，本篇文章針對我國目前的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展過程中的問題進行分析探討，從不同角度提出加強集成電路全生命周期中供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的安全保障措施和建議，希望措施和建議為我國集成電路安全提供有效信息。

關(guān)鍵詞：集成電路;渠道;系統(tǒng)權(quán)限;服務(wù)

中圖分類號：F274;F426.63?文獻標(biāo)識碼：A?文章編號：1672-9129（2020）10-0044-01

集成電路供應(yīng)鏈的風(fēng)險源有三個，分別是第一種假冒偽劣，也就是說集成商家為了達到降低成本的目的，在制造過程中濫竽充數(shù)，把次等品違規(guī)投產(chǎn)使，從而引發(fā)相應(yīng)的安全問題。第二種是惡意更改，集成電路產(chǎn)品由正規(guī)渠道獲得，但是在供應(yīng)鏈生命周期中被人為性的惡意篡改數(shù)據(jù)等信息，或者在電路中植入其他系統(tǒng)指令，那么就會造成改變電路功能，達到竊取信息的目的，控制系統(tǒng)權(quán)限、直接造成物理損壞等嚴(yán)重后果。第三種風(fēng)險源就是中斷供應(yīng)，由于一些其他因素，例如不可抗力的自然因素，或者人為因素等中斷對集成電路產(chǎn)品或服務(wù)的供應(yīng)。

1?當(dāng)前我國集成電路供應(yīng)鏈現(xiàn)狀

我國是全球上最大的芯片進口國，許多電子元件及芯片等大部分依賴進口程度較高，據(jù)不完全統(tǒng)計，僅僅2019年我國集成電路的進口總金額就達到3120.6億美元，由于工藝能力的限制，我國許多芯片都是在國內(nèi)設(shè)計國外流片，如果芯片被植入某些惡意的邏輯，當(dāng)前的硬件安全分析技術(shù)很難檢測出來。集成電路是國家的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，一旦供應(yīng)鏈出現(xiàn)了安全問題，將會嚴(yán)重影響到相關(guān)系統(tǒng)的安全。近年來，我國的集成電路中低端產(chǎn)品市場國產(chǎn)化比例逐漸增加，在專用芯片的設(shè)計方面進步較快，核心路由器芯片等部分企業(yè)產(chǎn)品達到世界先進水平。但是，在嵌入式芯片和高端通用芯片的設(shè)計和制造方面，我國與世界先進水平相比還有很大的差距。掌握核心技術(shù)的能力薄弱，高端芯片長期依賴進口，加大了我國集成電路安全的風(fēng)險。

2?我國集成電路供應(yīng)鏈面臨的主要問題

目前，我國集成電路發(fā)展水平較低，由于工藝技術(shù)等水平的欠缺，我國僅能夠生產(chǎn)中低端的芯片，高端精密的芯片研發(fā)制造能力薄弱，諸多因素增加了集成電路產(chǎn)品的安全風(fēng)險。本文對我國集成電路供應(yīng)鏈中目前存在的安全問題從設(shè)計、制造、封裝、設(shè)備、材料等方面進行介紹。

2.1集成電路設(shè)計安全問題。當(dāng)前，我國的集成電路的研發(fā)隊伍規(guī)模相對較小、人才缺乏，設(shè)計方法、設(shè)計規(guī)范和流程等都有待提高。集成電路的開發(fā)環(huán)境，如EDA等和國外存在較大的差距。

2.2集成電路制造的安全問題。集成電路制造是我國的薄弱環(huán)節(jié)，世界范圍內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)從14到28納米的工藝技術(shù)相對成熟，10到14納米的工藝技術(shù)已經(jīng)進入量產(chǎn)，國際上一些龍頭企業(yè)正在投資建設(shè)5到7納米的工藝技術(shù)生產(chǎn)線。目前，我國集成電路制造企業(yè)技術(shù)工藝水平主要集中在28納米以上，僅部分企業(yè)達到了28納米。

2.3集成電路封裝安全問題。集成電路的封裝技術(shù)門檻相對較低，我國有一定的技術(shù)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)規(guī)模，目前沒有明顯的技術(shù)劣勢，正在逐漸追趕世界先進水平，部分企業(yè)有望達到世界領(lǐng)先水平。

2.4集成電路設(shè)備安全問題。集成電路的制造設(shè)備比較復(fù)雜，目前我國集成電路制造設(shè)備整體發(fā)展速度較快，多種設(shè)備實現(xiàn)了零突破。例如等離子刻蝕機、清洗劑等實現(xiàn)了國產(chǎn)，但是硅片制造設(shè)備在技術(shù)和成品良率方面與國際先進水平相比都有很大差距，晶圓制造設(shè)備核心技術(shù)還掌握在其它少數(shù)國家的手中，國內(nèi)企業(yè)整體還不具備面向先進工藝的成套工藝能力。

2.5集成電路材料安全問題。目前，國內(nèi)對拉單晶技術(shù)、單晶氧碳含量、缺陷控制等都存在明顯不足，大硅片的生產(chǎn)技術(shù)急需提升。

由于全球?qū)杵氖袌鲂枨蟪掷m(xù)加大，一些國際龍頭企業(yè)為保障自身技術(shù)和產(chǎn)量增加不受影響，與硅片制造企業(yè)簽訂了長期協(xié)議，形成緊密合作研發(fā)關(guān)系，生產(chǎn)定制化的設(shè)備，導(dǎo)致全世界范圍內(nèi)的硅片供應(yīng)愈發(fā)緊張。國內(nèi)企業(yè)尚不具備大尺寸硅片的持續(xù)供應(yīng)能力，對于大尺寸硅片來說，我國之前嚴(yán)重依賴進口，并且只能購買沒有優(yōu)化的產(chǎn)品，在這樣的大背景下使得我國的硅片企業(yè)只能重新獨立研發(fā)，由于技術(shù)進度始終落后于世界先進水平，導(dǎo)致我國集成電路產(chǎn)業(yè)面臨被境外硅片企業(yè)斷供的風(fēng)險。

3?提高集成電路供應(yīng)鏈安全的對策

3.1知識產(chǎn)權(quán)安全。保障集成電路開發(fā)過程中，有合法的指令集架構(gòu)授權(quán)、專利授權(quán)或第三方IP使用授權(quán)，授權(quán)方式、授權(quán)內(nèi)容以及授權(quán)時間期限等均不存在糾紛，特有的技術(shù)特征申請專利。

3.2集成電路設(shè)計安全。保障集成電路設(shè)計開發(fā)的核心源代碼工程文件和文檔資料規(guī)范、全面、完整，并妥善存放于指定服務(wù)器中，內(nèi)容可以讀取并且可進行更改調(diào)整。

3.3集成電路設(shè)備安全。保障集成電路在設(shè)計、制造、封裝過程中使用的各種工具和設(shè)備的安全性、穩(wěn)定性和可替代性，如這些設(shè)備都有完整的功能、性能說明，對其進行安全性分析，明確有同類設(shè)備可以進行替代等。

3.4集成電路制造安全。通過引進加自主研究的方式，盡快提高我國集成電路的制造技術(shù)水平，確定集成電路流片過程的所在地。

結(jié)語：隨著這些新興技術(shù)的大范圍推廣應(yīng)用，我國集成電路的需求市場規(guī)模將會快速增長。由于對集成電路進行安全檢查的技術(shù)和設(shè)備不足，大量安全性未知的芯片會進入國內(nèi)，這是我國近期所面臨的一個重要安全問題。

參考文獻：

[1]崔曉通.集成電路生產(chǎn)外包過程中的安全問題研究 [D].重慶：重慶大學(xué)， 2018.

[2]張騰飛，蔡戩，王衛(wèi)東，吳金平，古文剛.半導(dǎo)體集成電路行業(yè)供應(yīng)鏈研究與發(fā)展展望[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（03）：195-196.

[3]趙廣立. 中國如何應(yīng)對硬件供應(yīng)鏈安全挑戰(zhàn)[N].中國科學(xué)報， 2018-10-18 第5版.