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这项X射线技术让芯片无秘密可言:纳米级还原内部构造

发布日期:2019-11-07 12:52:25  
不过研究人员表示,这项技术的主要用途之一还是是寻找芯片制造与设计之间的偏差,这些偏差可能表示导致芯片产生错误或更坏的情况。他们使用了第三代同步辐射装置的相干x射线束来照射芯片,从芯片散射和衍射的数据还

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量子位报告

现在扫描芯片内部的硬件结构可以和人体ct扫描一样。

瑞士保罗·谢尔研究所和美国南加州大学的科学家发明了一种新的x光显微镜。在不损坏芯片的情况下,他们可以知道芯片的内部结构,并在芯片中发现可能的硬件后门。

这台显微镜的精度非常高。它已在16纳米finfet芯片上成功测试,并可轻松扩展至当前主流的7纳米工艺芯片。

研究人员称这种技术为ptychographic射线层摄影,其结果发表在《自然电子学》杂志上。

该技术不仅可以识别modchip的内部结构,还可以识别芯片制造商和设计公司,就像识别指纹一样。

然而,研究人员表示,这项技术的主要用途之一是发现芯片制造和设计之间的偏差,这可能意味着错误或更糟。因为找到偏离设计的问题比逆向工程整个设计更容易。

范围广、精度高、速度快

一般来说,芯片的逆向工程是一个非常耗时的过程。它包括费力地移除芯片中的纳米级连接层,并使用不同级别的成像技术对它们进行映射。

因为一般来说,显微镜的分辨率越高,扫描范围就越小,这需要一系列设备,从光学显微镜用于更大规模的特征到电子显微镜用于最小规模的特征。

然而,保罗·舍勒研究所(paul scherrer Institute)制造的显微镜只能用一台设备扫描整个芯片,扫描范围为12×12毫米,很容易容纳iphone的a12芯片。

研究人员在由16纳米技术制成的芯片上测试了这项技术,在30小时内扫描300×300微米的区域,然后放大直径为40微米的区域,生成分辨率为18.9纳米的3d图像。如上所示。

高能x射线扫描

这项新技术是该团队在2017年引入的技术的改进。这项技术迅速发展的主要原因是照明光源的进步。

他们利用第三代同步辐射装置的相干x光光束照射芯片,并从芯片散射和衍射的数据中恢复芯片的内部结构。

在这项新技术中,研究人员将裸芯片抛光至20微米厚,然后以61度的角度将其放置在扫描平台上。然后,当x光束聚焦在芯片上时,芯片旋转,光子计数照相机接收不同角度的衍射图案。

随着高强度x光光源的出现,获得衍射图样的时间将大大缩短,从而实现更高的分辨率和更快的处理速度。

研究人员表示,未来的薄层扫描技术可能会达到2纳米的分辨率,或将300x300微米的低分辨率检查时间缩短至不到一小时。

参考链接:

http://spectrum . IEEE . org/nanoclast/semiconductor/design/Xray-tech-lays-chip-secrets-bare

论文地址:

http://dx.doi.org/10.1038/s41928-019-0309-z

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