我国集成电路供应链安全风险和对策研究

吴昊

摘要：我国集成电路的发展日新月异，本篇文章针对我国目前的发展现状和发展过程中的问题进行分析探讨，从不同角度提出加强集成电路全生命周期中供应链各环节的安全保障措施和建议，希望措施和建议为我国集成电路安全提供有效信息。

关键词：集成电路;渠道;系统权限;服务

中图分类号：F274;F426.63 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2020）10-0044-01

集成电路供应链的风险源有三个，分别是第一种假冒伪劣，也就是说集成商家为了达到降低成本的目的，在制造过程中滥竽充数，把次等品违规投产使，从而引发相应的安全问题。第二种是恶意更改，集成电路产品由正规渠道获得，但是在供应链生命周期中被人为性的恶意篡改数据等信息，或者在电路中植入其他系统指令，那么就会造成改变电路功能，达到窃取信息的目的，控制系统权限、直接造成物理损坏等严重后果。第三种风险源就是中断供应，由于一些其他因素，例如不可抗力的自然因素，或者人为因素等中断对集成电路产品或服务的供应。

1 当前我国集成电路供应链现状

我国是全球上最大的芯片进口国，许多电子元件及芯片等大部分依赖进口程度较高，据不完全统计，仅仅2019年我国集成电路的进口总金额就达到3120.6亿美元，由于工艺能力的限制，我国许多芯片都是在国内设计国外流片，如果芯片被植入某些恶意的逻辑，当前的硬件安全分析技术很难检测出来。集成电路是国家的战略性产业，一旦供应链出现了安全问题，将会严重影响到相关系统的安全。近年来，我国的集成电路中低端产品市场国产化比例逐渐增加，在专用芯片的设计方面进步较快，核心路由器芯片等部分企业产品达到世界先进水平。但是，在嵌入式芯片和高端通用芯片的设计和制造方面，我国與世界先进水平相比还有很大的差距。掌握核心技术的能力薄弱，高端芯片长期依赖进口，加大了我国集成电路安全的风险。

2 我国集成电路供应链面临的主要问题

目前，我国集成电路发展水平较低，由于工艺技术等水平的欠缺，我国仅能够生产中低端的芯片，高端精密的芯片研发制造能力薄弱，诸多因素增加了集成电路产品的安全风险。本文对我国集成电路供应链中目前存在的安全问题从设计、制造、封装、设备、材料等方面进行介绍。

2.1集成电路设计安全问题。当前，我国的集成电路的研发队伍规模相对较小、人才缺乏，设计方法、设计规范和流程等都有待提高。集成电路的开发环境，如EDA等和国外存在较大的差距。

2.2集成电路制造的安全问题。集成电路制造是我国的薄弱环节，世界范围内集成电路产业从14到28纳米的工艺技术相对成熟，10到14纳米的工艺技术已经进入量产，国际上一些龙头企业正在投资建设5到7纳米的工艺技术生产线。目前，我国集成电路制造企业技术工艺水平主要集中在28纳米以上，仅部分企业达到了28纳米。

2.3集成电路封装安全问题。集成电路的封装技术门槛相对较低，我国有一定的技术基础和产业规模，目前没有明显的技术劣势，正在逐渐追赶世界先进水平，部分企业有望达到世界领先水平。

2.4集成电路设备安全问题。集成电路的制造设备比较复杂，目前我国集成电路制造设备整体发展速度较快，多种设备实现了零突破。例如等离子刻蚀机、清洗剂等实现了国产，但是硅片制造设备在技术和成品良率方面與国际先进水平相比都有很大差距，晶圆制造设备核心技术还掌握在其它少数国家的手中，国内企业整体还不具备面向先进工艺的成套工艺能力。

2.5集成电路材料安全问题。目前，国内对拉单晶技术、单晶氧碳含量、缺陷控制等都存在明显不足，大硅片的生产技术急需提升。

由于全球对硅片的市场需求持续加大，一些国际龙头企业为保障自身技术和产量增加不受影响，与硅片制造企业签订了长期协议，形成紧密合作研发关系，生产定制化的设备，导致全世界范围内的硅片供应愈发紧张。国内企业尚不具备大尺寸硅片的持续供应能力，对于大尺寸硅片来说，我国之前严重依赖进口，并且只能购买没有优化的产品，在这样的大背景下使得我国的硅片企业只能重新独立研发，由于技术进度始终落后于世界先进水平，导致我国集成电路产业面临被境外硅片企业断供的风险。

3 提高集成电路供应链安全的对策

3.1知识产权安全。保障集成电路开发过程中，有合法的指令集架构授权、专利授权或第三方IP使用授权，授权方式、授权内容以及授权时间期限等均不存在纠纷，特有的技术特征申请专利。

3.2集成电路设计安全。保障集成电路设计开发的核心源代码工程文件和文档资料规范、全面、完整，并妥善存放于指定服务器中，内容可以读取并且可进行更改调整。

3.3集成电路设备安全。保障集成电路在设计、制造、封装过程中使用的各种工具和设备的安全性、稳定性和可替代性，如这些设备都有完整的功能、性能说明，对其进行安全性分析，明确有同类设备可以进行替代等。

3.4集成电路制造安全。通过引进加自主研究的方式，尽快提高我国集成电路的制造技术水平，确定集成电路流片过程的所在地。

结语：随着这些新兴技术的大范围推广应用，我国集成电路的需求市场规模将会快速增长。由于对集成电路进行安全检查的技术和设备不足，大量安全性未知的芯片会进入国内，这是我国近期所面临的一个重要安全问题。

参考文献：

[1]崔晓通.集成电路生产外包过程中的安全问题研究 [D].重庆：重庆大学， 2018.

[2]张腾飞，蔡戬，王卫东，吴金平，古文刚.半导体集成电路行业供应链研究与发展展望[J].科学技术创新，2019（03）：195-196.

[3]赵广立. 中国如何应对硬件供应链安全挑战[N].中国科学报， 2018-10-18 第5版.