Wie Chip-Fälschungen immer ausgefeilter werden

Trotz der Qualitätssicherung und Strenge der Halbleiterstandards ist die Branche immer noch anfällig für Fälschungen, die nur schädliche Auswirkungen haben können, je länger sie andauern.

Es gibt verschiedene Elemente, die Elektronikkäufer und -hersteller dazu veranlassen sollten, tiefer in den Beschaffungsprozess einzutauchen, um mögliche Mängel in Produkten aufzudecken, die sie erwerben möchten. Mit Engpässen in einigen Bereichen des PCB-Marktes und Überflüssen in anderen kann die schnelle Beschaffungsdynamik Unternehmen in schwierigen Zeiten in die Irre führen, und der Fokus sollte auf Qualitätssicherungsmaßnahmen gelegt werden. 

Die Branchenaussichten auf gefälschte Produkte sind vielversprechend, insbesondere da die Fälle in den letzten Jahren deutlich zurückgegangen sind. Im Jahr 2019 wurden 963 Fälle von Teilefälschungen gemeldet, während es im Jahr 2020 504 waren. Dies wird mit der Coronavirus-Pandemie in Verbindung gebracht, die die Fälschungsbemühungen unter chinesischen Unternehmen behinderte, aber es bleibt auch heute noch ein Problem.

Was ist ein gefälschter Chip?

Gefälschte Chips können auf drei verschiedene Arten hergestellt werden: durch das Verändern bestehender Einheiten von renommierten Herstellern, den Erwerb von Gebrauchtteilen aus Elektronikschrott (E-Schrott) oder die Wiederaufbereitung von Teilen, die strenge Tests nicht bestanden haben. 

• Teileänderung: Rechtliche Komplikationen entstehen, wenn Unternehmen einfach neue Komponenten nehmen und diese als ihre eigenen verkaufen. Hersteller schleifen, kennzeichnen neu oder „blacktoppen“ Chips, um neue Informationen wie Datencodes anzubringen. Derartige Änderungen sind viel schwieriger zu erkennen und können fortlaufende spezialisierte Unterstützung erfordern, um sicherzustellen, dass die Komponenten den IDEA-ICE-3000 Fälschungs-Richtlinien entsprechen.
• Elektronikschrott: Auch wenn dies wie ein nützlicher Prozess erscheinen mag, um Rückgängen in der Halbleiterlieferung entgegenzuwirken, besteht ein inhärentes Risiko für Käufer beim Erwerb von Chips dieser Art – meist unbekannt für sie, ob Lieferanten dieser gefälschten Teile diese als legitime Produkte verpacken. 
• Wiederaufbereitung: Teile, die von bestehenden Leiterplatten entfernt wurden, können noch einen Schritt weitergehen, was zu erhöhten Risiken führt. Einige Komponenten auf dem heutigen Markt werden aus Elektronikschrottprozessen wiederverwendet, indem sie einfach als neue Chips neu gekennzeichnet werden. Es kann unglaublich schwierig sein zu erkennen, ob diese Teile legitim sind oder sogar als neue Teile funktionieren würden. 

Wie wurde Fälschung zu einem Problem in der PCB-Industrie?

Einfach opportunistisch, Chipfälschungen—zusammen mit vielen anderen PCB-Komponenten—sind seit fast einem Jahrzehnt ein Problem. Während die Elektronikindustrie rasant wächst, ist die Teilefälschung ein milliarden- (oder vielleicht billiarden-dollar) schweres Industrieproblem, das selbst die ausgeklügeltsten Produktionslinien beeinträchtigt. 

Das Fälschungsproblem hat schon seit einiger Zeit die Aufmerksamkeit der National Aeronautics and Space Administration (NASA) auf sich gezogen, da die Organisation das Problem noch weiter zurückdatiert. Das Office of Technology Evaluation beim US-Handelsministerium (USDC) verzeichnete im Jahr 2005 3.868 Vorfälle. 

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Das USDC bricht dies weiter herunter—Daten, die im Bericht der NASA geteilt werden, zeigen, dass 71 Unternehmen in ihrer Umfrage Fälle von gefälschten Mikroprozessoren erlebt hatten, 52 manipulierte Speichereinheiten erworben hatten und 47 sowohl Standard- als auch Speziallogikschaltungen betroffen sahen.

Das Fazit ist, dass Leistung und Sicherheit von Elektronik kompromittiert sind, wenn Komponenten nicht nach den richtigen Standards bewertet werden. 

Die Gefahr für Hersteller in Bezug auf die Leistung ist die potenzielle Hitze- und mechanische Beschädigung, die wiederverwendete Chips bereits erlitten haben könnten. Wenn es um Sicherheit geht, schweben gefälschte Komponenten unter dem Radar der Konformität – ein Albtraum sowohl für Unternehmen als auch für regulierende Stellen, die die zu erfüllenden Qualitätsstandards festlegen.

Um das Ausmaß des Problems zu verstehen, wurde im August 2014 der AS6496-Standard erstellt, dennoch scheinen Teile durch die Maschen zu schlüpfen. Dies zu erkennen, wird Organisationen und Behörden ermöglichen, die verschiedenen Mittel zur Entlarvung von Betrügern zu betonen.

Wie erkennt man einen gefälschten Chip?

Das wahre Ausmaß des Problems ist, dass es nicht ganzheitlich angegangen werden kann. Da Unternehmen immer rücksichtsloser werden in ihren Bemühungen, Einnahmen aus diesen Teilen zu pressen, liegt die Verantwortung bei den Käufern, ihre Einkäufe genau zu kennen. Es gibt verschiedene Mittel der Halbleiterinspektion, aber da Fälscher immer ausgefeilter werden, können Teile immer noch unter dem Radar fliegen – besonders in Unternehmen mit begrenzten Ressourcen, um in Qualitätskontrollmaßnahmen zu investieren.

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Mit einigen Veränderungen, die mit bloßem Auge unsichtbar sind, ist die erste Stufe vielleicht veraltet im Angesicht der jüngsten Entwicklungen, aber es gibt Lösungen, die Unternehmen in ihre Prozesse integrieren können, um sicherzustellen, dass sie Lieferanten zur Rechenschaft ziehen.

• Visuelle Inspektion: Die in einen Chip eingeritzten Informationen können das erste deutliche Anzeichen für Fälschungen sein. Obwohl dies vielleicht die häufigste Phase in der Produktentwicklung und Qualitätskontrolle ist, wurde es zunehmend schwieriger, das Wiederverwenden und Neumarkieren zu diagnostizieren. Einige Dinge, auf die man achten sollte, sind die Datumsstempel, das Logo und die allgemeine Druckqualität.
• Scanning-Akustikmikroskop (SAM): Eine zerstörungsfreie Prüftechnologie, die verwendet wird, um Defekte zu erkennen. Wenn Teile aus Elektronikschrott wiederverwendet wurden, ist diese Methode in der Lage, Risse, Hohlräume und andere Unvollkommenheiten in mikroelektronischen Paketen zu entdecken. Der Einsatz von SAM kann Elektronikherstellern weiterhin als ausgefeiltes Werkzeug für die Qualitätskontrolle zugutekommen.
• Röntgentomographie: Eine weitere Methode der zerstörungsfreien Prüfung ist die Röntgentomographie, die dem Benutzer im Wesentlichen das wahre Design der gesamten Komponente zeigt. 

Bekämpfung des Problems gefälschter Halbleiter

Der Welt-Halbleiter-Rat (WSC) ist sich der durch gefälschte Chips verursachten Probleme sehr bewusst und hat daher seine eigene Task Force gebildet, um Organisationen mit Anti-Fälschungsaktivitäten zu schulen und zu unterstützen. 

Laut dem WSC-Whitepaper "Den Kampf gegen gefälschte Halbleiterprodukte gewinnen", werden viele Fälle von Chip-Fälschungen bei Käufen auf dem offenen Markt beobachtet, wobei Unternehmen Teile von unautorisierten Händlern beziehen. Der wichtigste Ratschlag des WSC ist, bei autorisierten Lieferanten zu kaufen. 

Zuerst ist der Bezug von Komponenten von autorisierten Lieferanten der sicherste Weg, die notwendigen Teile zu beschaffen, aber wie in einem früheren Artikel erwähnt, zwingen Engpässe und andere Herausforderungen in der Lieferkette einige Hersteller dazu, über die primären Chiphersteller der Branche hinauszuschauen. Unautorisierte Händler bieten eigene Vorteile, wie kleine Bestellmengen und kürzere Lieferzeiten, bergen aber auch das Risiko gefälschter Produkte. 

Eine schnelle Suche über Octopart’s Produktsuche hilft Unternehmen zu verstehen, woher ihre Produkte kommen – ob sie von autorisierten oder nicht autorisierten Verkäufern stammen. 

Abschließende Gedanken

Es ist unwahrscheinlich, dass die Halbleiterindustrie sich vollständig von gefälschten Produkten befreien kann, aber es gibt einige Maßnahmen, die in Betracht gezogen werden sollten, da dies ein immer komplexeres Problem wird. 

Zuerst die Lieferanten. Zu verstehen, woher die Teile kommen, ist vor allem anderen wichtig, um die Risiken für Hersteller zu reduzieren. Ob sie autorisiert oder nicht autorisiert sind, wird wahrscheinlich ihre Absicht bestimmen, Abkürzungen zu nehmen und Produkte umzufunktionieren. 

Zweitens ist die Qualitätssicherung von Komponenten entscheidend, und Technologie ist die beste Lösung für die zerstörungsfreie Prüfung (NDT). Der Einsatz von SAM und Röntgentests ermöglicht es Herstellern, in Verpackungen hineinzusehen und gefälschte Produkte zu erkennen, die aus Elektronikschrott entfernt wurden. Visuelle Tests sind wichtig, decken aber nur einen Bruchteil der Analyse ab. Die Zusammenarbeit mit spezialisierten Organisationen hierbei kann Störungen in der Produktionslinie lindern und bietet die größten Chancen, gefälschte Teile zu entdecken. 

Schließlich das Management von Lieferantenerwartungen. Die Gefahren für sowohl den Lieferanten als auch den Kunden im Austausch von gefälschten Teilen zu erkennen und offen über Tests zu sprechen, könnte helfen, die Liste potenzieller Anbieter zu verkleinern. Es ist eine langfristige Strategie und könnte angesichts von Herausforderungen in der Lieferkette in Frage gestellt worden sein, aber Transparenz ist ein Kernaspekt der Verhandlung, der Fälscher entmutigen könnte.