浅谈假冒伪劣元器件的规避方法

引言

假冒是一种对知识产权所有人合法权利的侵犯。假冒元器件带来的经济损失，远远超过了纯粹更换设备的成本，其中包括安全费用、损失的性能、维修或更换，以及声誉所带来的影响。例如，一只仅值 2 美元的元器件，在其被应用在一块电路板上之后，一旦检测出是假冒元器件而需要进行更换，可能需要花费高达 20 美元的费用。更重要的是，假冒元器件存在引发严重后果的可能。例如发生在 1989 年 9 月 8 日接近丹麦海岸处的一架特许飞行的 Convair 580 的坠机事件，就是一个典型事例。此外，假冒商品可能被用于某种破坏行为，极有可能会对国家安全构成严重的挑战。

全球半导体市场巨大，这让一些假冒元器件的生产者看到巨额利润。图1所示是 2011 年全球半导体器件的市场概况。

随着电子信息技术的飞速发展，包括塑封集成电路在内的各种电子元器件的更新换代周期也越来越短，给整机设备等元器件用户的供应链管理带来了困难，即原来设计使用的元器件或集成电路可能已经不再生产，特别是对元器件用量少、品种多、可靠性要求高的设备产品厂家而言，由于采购量小而常常不能直接从生产厂商采购，必须通过代理商进行采购，从而给假冒集成电路提供了进入供应链的机会。

图1 2011 年全球半导体器件市场概况

目前，市场上的假冒伪劣集成电路可以分为翻新集成电路和假冒集成电路。假冒伪劣器件大量进入市场或军工产品供应链，已经严重地影响到我国装备产品的质量与可靠性。对我国而言，目前在工程中使用了国内外不同质量等级的各类元器件，尤其是型号用单片集成电路，很大一部分是国外进口器件，这些进口器件一般都通过代理商采购。由于受禁、限运、停产等多种复杂因素的影响，假冒伪劣器件占有相当的比例，从而给测试筛选和质量把关工作带来较大困难，这些假冒器件一旦装机使用，将给武器装备的可靠性带来巨大风险。

假冒伪劣元器件一旦进入包括军用元器件的供应链，将对电子工业产生巨大的经济影响。元器件的假冒形式多种多样：有时，通过打磨去除原有的 IC 标识，重新上黑漆并打标；有时，假冒者可以做出高质量的标识，足以以假乱真 ；有时，唯一可鉴别的区别是 IC 封装顶部比边缘要黑一些，而器件的塑封体颜色本应该通体一致。对多种 IC 作 DPA 分析，有些封装和标识都正常，但同一型号的 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，实际这些芯片不是来自标识上标明的制造商 ；有时假冒器件标识倒置，但引脚却不能一一对应 ；有时，外貌看上去完美无缺，但芯片却是假的；很多这类器件已受到静电释放应力的冲击，即使没有失效，也是在带伤工作，迟早要失效。

DPA 首先在美国提出并广泛在工程中应用，我国对这项工作引起重视并认真开展是从上世纪 90 年代中后期开始的，由总装备部在全国建立了三个军用电子元器件 DPA 实验室，分别设在电子五所、四所和北航，目前，主要执行的标准是2006 年颁布的国军标“GJB4027A-2006 军用电子元器件破坏性物理分析方法”。DPA 技术可发现在常规筛选检验中不一定能暴露的问题，这些问题主要是与产品设计、结构、装配等工艺相关的缺陷。对军用电子元器件开展 DPA，可以把问题暴露于事前，从而有效防止型号工程由于电子元器件的潜在质量问题而导致整体失效。

目前，北航 DPA 实验室在进行失效分析时，多次发现进口元器件出现标识和版图不符、同批次版图不相同及拆机件、翻修件等假冒伪劣、以次充好的情况，有的还出现内部无键合丝、无芯片的严重情况。如何辨别这些假冒伪劣器件，目前还缺少系统而有效的方法，这也是元器件使用者急需解决的问题。

本文旨在基于DPA技术研究假冒伪劣元器件的鉴别方法，涉及购买、测试、检查和分析，为型号装备的可靠性提供有力保障。

1 假冒电子元器件的定义及危害性分析

1.1 什么是假冒电子元器件

美国能源部 /SAE AS5553 将未经合法授权而生产的复制品或替代品，或其材料、性能或规格参数被错误宣传的元器件定义为假冒元器件。而 EIA/G-12 委员会认为，只要其特性或来源被经销商故意改变或错误宣传的元器件就是假冒元器件。

对于电子元器件的制造商，其假冒元器件是指替代品或未经授权的复制品，所用材料或自身性能在未通告情况下已发生改变的元器件，以及被供应商错误宣传的不符合标准的元器件 ；而对于电子元器件经销商，其假冒元器件主要是指违反了知识产权法、版权法或商标法而生产和经销的元器件产品，通过故意改变产品的方式隐瞒产品的真实质量并以此达到欺骗消费者目的的产品，以及通过遗漏信息或采取某些手段以误导消费者相信其是真实的或合法的产品。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 或已经老化，或引入潜在损伤的产品，其可靠性将不能保证，不仅早期失效高，而且随机失效率也高，不能通过筛选去除潜在的失效。使用了假冒翻新的器件将导致很高的系统早期失效率，给设备整机系统的可靠性与安全性带来的主要危害有以下几点 ：

其一是低质量级别充当高质量级别，可能在严酷条件下IC 不能正常工作 ；其二，翻新塑封 IC 已经使用过，在以前的使用过程中已经经历了焊接，对内部界面将产生残存损伤分层，因而在使用过程中，内部界面退化，另外还有环境水气的侵蚀以及电损伤残存等因素，从而导致翻新塑封 IC 的不可靠 ；其三，翻新塑封 IC 在处理过程可能引入新的损伤，如从 PCBA解焊中对内部界面的损伤，解焊以及引脚重新成型过程对引脚的机械损伤，翻新过程中外表面研磨对芯片表面的机械损伤，引脚焊锡处理过程中引入的腐蚀性物质残留，以及翻新过程中静电放电的潜在损伤等。

2 DPA 技术

破坏性物理分析 (Destructive Physical Analysis, DPA) 是指为验证电子元器件 ( 以下简称元器件 ) 的设计、结构、材料、制造质量和工艺情况是否满足预定用途或有关规范的要求，以及是否满足元器件规定的可靠性和保障性，对元器件样品进行解剖，以及在解剖前后进行一系列检验和分析的全过程。

DPA 是一种对潜在缺陷确认和潜在缺陷危害性分析的过程，也是一种对元器件使用前的可靠性进行的事前预计。实际上，在元器件生产过程中以及生产后到上机前，DPA 技术都可以被广泛的使用，以检验元器件是否存在潜在的材料、工艺等方面的缺陷。具体如下：

(l) 用于电子元器件电特性不合格，但未完全丧失功能的原因分析 ；

(2) 用于电子元器件生产工艺，特别是关键工艺的质量监控及半成品的质量分析与控制 ；

(3) 用于控制与产品设计、结构、装配等工艺相关的失效模式 ；

(4) 用于电子元器件的可靠险鉴定 ；

(5) 用于电子元器件的交货检验和到货检验 ；

(6) 用于电子元器件的真伪鉴别。

DPA 的项目名称及代号如表 2 所列。

典型假冒伪劣集成电路的主要表现特征有管脚缺陷、管壳缺陷、标识翻新、电参数异常、玻璃熔封层缺陷和管芯缺陷等，这些可通过外观检查、电参数测试、可靠性筛选试验和DPA等工作识别出来，不同检测方法的对比研究如表3所列。

3 给整机用户的建议

图 2 所示为 NASA 公布的企业如何发现假冒元器件产品的示意图，结合这些数据，本文提出如下规避假冒元器件的建议。

图 2 企业发现假冒元器件产品 (NASA) 方法分布

3.1 修改元器件采购质量控制规范，增加对塑封器件的鉴别要求

修改各种元器件采购质量控制规范，在采购或选用塑封IC 的时候，应把对塑封 IC 的假冒鉴别作为基本要求。目前，存在着整机制造单位对翻新假冒进口塑封 IC 既恨又不敢鉴别的尴尬局面，特别对于工业电子装备用 IC 由于型号多，单型号数量小，采购存在难度，往往是为了进度而对翻新假冒心存“不知者不罪”的侥幸心理。

翻新假冒进口塑封 IC 涉及的型号面广，必须对采购的进口塑封 IC 实施鉴别控制，通过对采购批次实施 100% 的鉴别，最大限度地防止翻新假冒进口塑封 IC 用于可靠性要求高的电子装备。

3.2 建立翻新假冒数据库并定期进行通报公示

翻新假冒的数据包括两方面：一方面是已经鉴别的翻新假冒型号的数据汇总并在采购系统和质量与设计系统等范围内进行通报公示，共享翻新假冒的鉴别成果，避免误用；另一方面是建立并逐步完善翻新假冒鉴别方法的数据库。用于鉴别翻新假冒的数据内容，包括“真的数据”和“假的数据”。

“真的数据”主要包括国际品牌 IC 的型号、每个型号及批次的标识及其含义、每个型号的内部芯片的版图标识和版图结构、封装和互连的结构、材料成分，还有投产日期、停产或预计停产的日期等。以真的数据作为依据或标准判断翻新假冒的塑封 IC。这些数据量巨大，需要人力投入。但一旦形成数据库，则对于鉴别翻新假冒 IC 可形成长效的作用。“假的数据”通常包括在鉴别过程中已经发现的翻新假冒的造假特征、鉴别结果等。借助这些数据，可以提高翻新假冒 IC 的鉴别时效性。

3.3 加强与专业第三方技术机构合作，及时鉴别假冒产品

假冒翻新器件的使用已经严重地影响到整机设备或装备的生产研制以及使用的可靠性和安全性。这些问题的解决也不可能功其于一役，必须持之以恒，常抓不懈，而且假冒翻新的技术日新月异，这样就需要依靠相应的专业技术机构来进行专业化的研究和协助，支撑质量和采购部门完成对假冒翻新器件的预防和控制。

4 结 语

仿冒是对某项知识产权所有者合法权利的侵害。高利润、低风险的侦查以及薄弱的检举机制给仿冒以可乘之机。仿冒的电子元器件会引起潜在的安全隐患，并使得制造商和经销商蒙受诸如声誉被中伤等各种损失。仿冒器件还有可能涉及安全问题，因为这些仿冒器件有可能应用在武器装备上。任何器件和器件制造商都容易受仿冒的影响。

美国现已颁布了一系列的法案，用来惩治假冒和侵犯知识产权 (IP) 等行为。一些私人和公共的组织已经开始警觉，并开始推出相关的技术和信息共享工具，以助于行业范围内对于假冒的侦查和防范。

当今世界蓬勃发展的市场经济，对于仿冒者而言无异于天堂。只有经济发展采用公平贸易，遵守国际商业准则和执行规范，这一问题才有可能缓解。器件制造商还可以通过使用公开或者非公开的反假冒技术，并采取有效的监管程序，以帮助降低被假冒的可能性。

OEMs 通过恰当的过时预测和管理方法，可以有效地降低自己生产的产品中出现假冒器件的风险。然而，在当今世界技术革新如此飞快的情势下，对于非权威的货源的信赖，是不可取的。而给所有电子元器件的供货者颁发许可证以及完全优化授权经销方案等，实际上也是繁重而不切实际的。

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