在(zai)芯(xin)片(pian)行(xing)業(ye)，拆(chai)解(jie)有(you)個(ge)專(zhuan)業(ye)的(de)名(ming)詞(ci)，叫(jiao)做(zuo)反(fan)向(xiang)工(gong)程(cheng)。這(zhe)其(qi)實(shi)已(yi)經(jing)是(shi)行(xing)業(ye)公(gong)開(kai)的(de)秘(mi)密(mi)，有(you)不(bu)少(shao)公(gong)司(si)就(jiu)在(zai)公(gong)開(kai)進(jin)行(xing)這(zhe)項(xiang)業(ye)務(wu)。那(na)麼(me)，集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)的(de)反(fan)向(xiang)工(gong)程(cheng)是(shi)怎(zen)樣(yang)的(de)一(yi)個(ge)流(liu)程(cheng)？其(qi)各(ge)道(dao)工(gong)序(xu)又(you)如(ru)何(he)進(jin)行(xing)？

 

用大俗話來說

，找一塊有用的芯片，照照相、製製版、提提圖、畫畫圖
、仿仿真，芯片電路就反求了出來

；編編工藝、設計工裝、將生產線開動，芯片又做了出來

；再做做測試、進行老化，芯片就可以上市了。這就是集成電路反向開發的各道工序
、完整流程。下麵這張圖就說明了全過程。

 

 

剝開芯片外套

 

芯片是自帶馬甲的

，那就是芯片的封裝。所以，反向工程的第一步就是要剖開芯片。下麵是網友整理的拆解芯片過程。

   

首(shou)先(xian)把(ba)要(yao)拆(chai)解(jie)的(de)芯(xin)片(pian)放(fang)置(zhi)在(zai)裝(zhuang)了(le)濃(nong)硫(liu)酸(suan)的(de)容(rong)器(qi)裏(li)，容(rong)器(qi)需(xu)要(yao)蓋(gai)住(zhu)
，但(dan)不(bu)能(neng)嚴(yan)實(shi)，這(zhe)樣(yang)裏(li)麵(mian)的(de)氣(qi)體(ti)才(cai)能(neng)漫(man)溢(yi)出(chu)來(lai)。把(ba)容(rong)器(qi)裏(li)的(de)濃(nong)硫(liu)酸(suan)加(jia)熱(re)到(dao)沸(fei)騰(teng)（大約 300 攝氏度），在瓶底的周圍鋪上蘇打粉——用來預防意外飛濺出來的硫酸液和冒出來的硫酸氣體。

   

 

大約 30 到 40 分鍾以後
，芯片外層的保護膠塑料層就會「碳化」。

   

  

待酸液冷卻以後，可以把裏麵那些已經足夠「碳化」的部分挑出來，其它繼續進行硫酸浴
，外層較厚的芯片可能需要兩到三輪硫酸浴。

 

 

如果芯片外層那些焦炭不能機械地去除
，那麼就把它們投進濃硝酸液裏麵加熱到沸騰（溫度大約是 110 到 120 度）。

 

 

這就是最後的樣子。

 

 

照相

 

 

在zai顯xian微wei圖tu像xiang自zi動dong采cai集ji平ping台tai上shang逐zhu層ceng對dui芯xin片pian樣yang品pin進jin行xing顯xian微wei圖tu像xiang采cai集ji。與yu測ce量liang三san維wei實shi體ti或huo曲qu麵mian的de逆ni向xiang設she計ji不bu同tong
，測ce量liang集ji成cheng電dian路lu芯xin片pian純chun屬shu表biao麵mian文wen章zhang：放好芯片位置
、對對焦、選xuan好hao放fang大da倍bei數shu，使shi芯xin片pian表biao麵mian在zai鏡jing頭tou中zhong和he顯xian示shi器qi上shang清qing晰xi可ke見jian後hou，按an下xia拍pai照zhao按an鈕niu便bian可ke完wan成cheng一yi幅fu顯xian微wei圖tu像xiang的de采cai集ji。取qu決jue於yu電dian路lu的de規gui模mo和he放fang大da倍bei數shu

，一yi層ceng電dian路lu可ke能neng需xu要yao在zai拍pai攝she多duo幅fu圖tu像xiang後hou進jin行xing拚pin湊cou，多duo層ceng電dian路lu需xu要yao在zai拚pin湊cou後hou對dui準zhun
，有you顯xian微wei圖tu像xiang自zi動dong拚pin湊cou軟ruan件jian用yong於yu進jin行xing拚pin湊cou和he對dui準zhun操cao作zuo。

 

隨便估算一下：該顯微圖像自動采集平台的放大倍數為1000倍
，可將0.1um線條的放大至0.1mm的寬度。這意味著它已足以對付目前采用最先進工藝製作的0.09um集成電路芯片。   

 

提圖

 

 

集成電路由多層組成,每層用光刻工藝由光掩膜加以確定。製造集成電路時用的掩膜上的幾何圖形就是版圖

，版圖是集成電路對應的物理層。 

 

現在提圖工作已經可以由電腦全部完成了。主流的電路原理圖分析係統已經具有多層顯微圖像瀏覽
、電路單元符號設計、電路原理圖自動和交互式分析提取以及電路原理圖編輯等強大功能

，版圖分析係統則可完成多層版圖輪廓自動提取、全功能版圖編輯、嵌入軟件代碼自動識別、提取
、校驗以及設計規則的統計和提取。   

提取、整理電路

 

數字電路需要歸並同類圖形，例如與非門、或非門、觸發器等，同樣的圖形不要分析多次。提出的電路用電路繪製軟件繪出（ViewWork、Laker
、Cadence等）
，按an照zhao易yi於yu理li解jie的de電dian路lu布bu置zhi，使shi其qi他ta人ren員yuan也ye能neng看kan出chu你ni提ti取qu電dian路lu的de功gong能neng
，提ti取qu電dian路lu的de速su度du完wan全quan由you提ti圖tu人ren員yuan經jing驗yan水shui平ping確que定ding。注zhu意yi，軟ruan件jian是shi按an照zhao版ban圖tu的de位wei置zhi把ba各ge組zu件jian連lian接jie起qi來lai
，如ru果guo不bu整zheng理li電dian路lu是shi看kan不bu出chu各ge模mo塊kuai的de連lian接jie及ji功gong能neng的de，所suo以yi完wan全quan靠kao軟ruan件jian是shi不bu能neng完wan成cheng電dian路lu功gong能neng塊kuai劃hua分fen和he分fen析xi。

 

分析電路

 

提取出的電路整理成電路圖
，並輸入幾何參數（MOS為寬長比）。通過你的分析，電路功能明確，電路連接無誤。

 

仿真驗證

，電路調整

 

對電路進行功能仿真驗證。模擬電路一般采用Hspice、Cadence等工具，小規模數字電路采用Cadence,Hsim等工具。根據新的工藝調整電路
，－調整後進行驗證。

 

版圖繪製驗證及後仿真

 

對輸入的電路原理圖進行瀏覽、查詢
、編輯
、調(tiao)試(shi)與(yu)仿(fang)真(zhen)。分(fen)析(xi)電(dian)路(lu)原(yuan)理(li)，調(tiao)節(jie)電(dian)路(lu)參(can)數(shu)

，並(bing)在(zai)一(yi)定(ding)的(de)激(ji)勵(li)輸(shu)入(ru)下(xia)觀(guan)測(ce)輸(shu)出(chu)波(bo)形(xing)
，以(yi)驗(yan)證(zheng)設(she)計(ji)的(de)邏(luo)輯(ji)正(zheng)確(que)性(xing)。要(yao)對(dui)提(ti)取(qu)的(de)網(wang)表(biao)作(zuo)仿(fang)真(zhen)驗(yan)證(zheng)，並(bing)與(yu)前(qian)仿(fang)結(jie)果(guo)對(dui)比(bi)，－版圖導出GDS文件，Tape out（將設計數據轉交給製造方）。

 

爭論

 

 “反向設計”的提法似乎讓人很容易與侵犯別人知識產權產生聯係
，實際上逆向設計與正向設計一樣，隻是IC設計的一種技術手段
，通過逆向設計獲取別人先進的設計思想用於自己的芯片設計中，並不能說侵犯知識產權。特別是對於初學IC設計的人員，通過學習和研究比較成熟的電路版圖
，可以迅速增加相關電路設計經驗，更快熟悉整個IC設計流程和完善IC設計知識體係。

      

目前中國的IC設計業還處在學習模仿國外的階段
，早在幾年前中國的IC設(she)計(ji)企(qi)業(ye)往(wang)往(wang)是(shi)完(wan)全(quan)複(fu)製(zhi)國(guo)外(wai)的(de)芯(xin)片(pian)。最(zui)近(jin)幾(ji)年(nian)
，隨(sui)著(zhe)人(ren)們(men)對(dui)知(zhi)識(shi)產(chan)權(quan)意(yi)識(shi)的(de)提(ti)高(gao)，都(dou)能(neng)夠(gou)采(cai)取(qu)正(zheng)確(que)的(de)方(fang)式(shi)來(lai)對(dui)待(dai)逆(ni)向(xiang)設(she)計(ji)，即(ji)利(li)用(yong)逆(ni)向(xiang)設(she)計(ji)來(lai)設(she)計(ji)自(zi)己(ji)的(de)芯(xin)片(pian)。

      

逆向設計非常適合模擬芯片設計，如ADC、DAC
、鎖相環等模擬電路，因為模擬電路的設計往往靠經驗。此外
，對於10萬門以下的數字電路也適合，對於混合信號電路來講，可以適合模擬部分的反向設計服務。在時間方麵
，普通的逆向設計往往需要3-5個月，而小於10萬門的數字電路逆向設計一般需要2-3個月。 

    

目前在國內，芯願景公司

、台灣宜碩也提供逆向設計服務；國際上著名的逆向設計企業主要有Chipworks和Semiconducto Insights(SI)公司。

 

網友有話說

 

知乎網友spike old dog：

其實我覺得很多人對反向有誤解，這裏隻針對模擬和數模混合的芯片，其實我待過的，了解的analogjigedachang，douhuiyourenzhuanmenfanxiangxinpian，niyiweidoushizijibaishouqijiazuoshejima。fanxiangdemudebushiweilechaoxi，henduoshihoushiweilexuexi
，bimianzijizouwanlu。lingwaiyidayuanyinyeshiyoushikanbierenyoumeiyouchaoxizijidongxi。

    

其(qi)實(shi)模(mo)擬(ni)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)那(na)些(xie)基(ji)本(ben)的(de)東(dong)西(xi)有(you)什(shen)麼(me)好(hao)抄(chao)的(de)，大(da)家(jia)都(dou)一(yi)樣(yang)，主(zhu)要(yao)是(shi)看(kan)看(kan)係(xi)統(tong)構(gou)架(jia)，信(xin)號(hao)鏈(lian)路(lu)的(de)處(chu)理(li)過(guo)程(cheng)什(shen)麼(me)的(de)。牛(niu)的(de)芯(xin)片(pian)有(you)兩(liang)種(zhong)

，一(yi)種(zhong)是(shi)每(mei)個(ge)模(mo)塊(kuai)都(dou)極(ji)其(qi)經(jing)典(dian)，整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)性(xing)能(neng)卓(zhuo)越(yue)。另(ling)外(wai)一(yi)種(zhong)是(shi)充(chong)分(fen)發(fa)揮(hui)自(zi)己(ji)process潛力，反正你沒同樣工藝，抄了也不會比我好。估計你們能看出來
，前者是fabless的套路

，後者是idm的套路。

    

jiuwozijiganjiao，xinpianzhongtouzuoqishigefeichangkunnandeshi

，ruguonimenyoubierenxinpiancankaojiushufuduole。zhegenbenbunengsuanchaoxi，yinweixijiededongxikendingbuyiyang。

    

當然也有過分的，全版圖copy
，你(ni)還(hai)別(bie)說(shuo)
，有(you)不(bu)少(shao)海(hai)龜(gui)幹(gan)這(zhe)個(ge)，這(zhe)就(jiu)有(you)點(dian)不(bu)地(di)道(dao)了(le)。這(zhe)種(zhong)芯(xin)片(pian)一(yi)上(shang)量(liang)就(jiu)會(hui)被(bei)別(bie)人(ren)告(gao)，不(bu)過(guo)呢(ne)

，這(zhe)些(xie)人(ren)該(gai)有(you)的(de)名(ming)利(li)也(ye)都(dou)有(you)了(le)，這(zhe)就(jiu)是(shi)中(zhong)國(guo)政(zheng)府(fu)的(de)尿(niao)性(xing)，不(bu)尊(zun)重(zhong)知(zhi)識(shi)產(chan)權(quan)，留(liu)下(xia)的(de)是(shi)老(lao)外(wai)對(dui)中(zhong)國(guo)工(gong)程(cheng)師(shi)的(de)惡(e)劣(lie)印(yin)象(xiang)，越(yue)是(shi)這(zhe)樣(yang)
，核(he)心(xin)的(de)東(dong)西(xi)就(jiu)越(yue)不(bu)能(neng)讓(rang)中(zhong)國(guo)人(ren)知(zhi)道(dao)。

 

知乎網友fight shan：

數字電路的反向是非常困難的，因為一般來說大規模的數字處理單元是通過程序綜合成晶體管級電路


，自動出layout

，模擬電路部分相對容易，因為規模也很小
，模擬電路的layout都(dou)是(shi)手(shou)工(gong)設(she)計(ji)的(de)，管(guan)子(zi)數(shu)量(liang)有(you)限(xian)，電(dian)路(lu)層(ceng)次(ci)化(hua)之(zhi)後(hou)有(you)經(jing)驗(yan)的(de)人(ren)很(hen)容(rong)易(yi)看(kan)出(chu)其(qi)功(gong)能(neng)
，另(ling)外(wai)一(yi)點(dian)需(xu)要(yao)注(zhu)意(yi)的(de)是(shi)，反(fan)向(xiang)別(bie)人(ren)的(de)芯(xin)片(pian)，工(gong)藝(yi)的(de)選(xuan)擇(ze)是(shi)一(yi)個(ge)重(zhong)點(dian)
，因(yin)為(wei)你(ni)選(xuan)擇(ze)的(de)foundry可能和人家芯片的foundry不是一家
，甚至工藝都不一樣

，你能學來的是別人的電路結構
，完全照抄別人的電路（包括管子尺寸的大小，電容的大小，電阻的寬長等等）可能造成電路根本不能正常工作。

 

知乎網友王天祺：

lilunshangsuoyouxinpiandounengfanxiang，danzhejinjinshililunshang。dangxinpianguimodadaoyidingchengdudeshihou，zhezhaojiubuhesuanle。birutizhusuoshuodezhezhongshipinchulixinpian，luojiguimodouhenda
，erqiechanpingengxinhuandaikuai

，zonghekaolvchengbenyijishijiankaixiao，fanxiangshibuhesuande，henyoukenengfanxiangdeyusuandouzugoubanagegongsimaile。