Se vuoi creare i tuoi prodotti, integrare nuove funzionalità in dispositivi obsoleti o semplicemente capire come funziona qualcosa a un livello più fondamentale, allora vorrai imparare a fare l’ingegneria inversa dei chip a semiconduttore. L’ingegneria inversa di un chip a semiconduttore è un processo impegnativo che può sembrare travolgente all’inizio. Comporta la scomposizione di porte logiche, percorsi dati e altri elementi nei loro componenti di base in modo che possano essere facilmente compresi da qualcuno che non ha conoscenze pregresse sul funzionamento di questi chip.
Cos'è un chip a semiconduttore?
Un chip a semiconduttore, o CI (circuito integrato), è un circuito elettronico che viene fabbricato come un unico pezzo di materiale semiconduttore. Sono comunemente realizzati in silicio, ma vengono utilizzati anche altre sostanze. I chip a semiconduttore sono utilizzati in quasi tutta l’elettronica moderna, inclusi computer, smartphone e elettrodomestici.
Ciò significa che se vuoi capire come funziona qualcosa, se utilizza un microprocessore, allora devi capire come funziona il microprocessore. E per capire come funziona, devi smontarlo e guardare le singole parti. Questo processo è noto come ingegneria inversa di un chip a semiconduttore.
Perché fare l'ingegneria inversa dei chip a semiconduttore?
Eseguire l’ingegneria inversa di un chip a semiconduttore. Questo processo è particolarmente utile se vuoi capire come funziona la tecnologia. Può anche essere utilizzato per creare i tuoi prodotti o circuiti in una varietà di campi diversi, come nell’ingegneria informatica, nella robotica o nella tecnologia moderna. Questo può essere utile se vuoi modificare un prodotto o un progetto di circuito esistente, o se vuoi creare qualcosa di nuovo. L’ingegneria inversa di un chip a semiconduttore potrebbe anche aiutarti a risparmiare denaro. Poiché puoi capire come funziona qualcosa, potresti essere in grado di creare un circuito che faccia la stessa cosa a un costo inferiore. Potresti anche essere in grado di creare il tuo progetto invece di acquistare un chip con un progetto esistente. Questo potrebbe essere utile se vuoi creare un prodotto ma hai bisogno di un circuito personalizzato per alimentarlo.
Come iniziare a fare l'ingegneria inversa di un chip a semiconduttore?
Passaggio 1. Preparare l'attrezzatura
La prima cosa che dovrai fare è assemblare l’attrezzatura di cui avrai bisogno per questo processo. Avrai bisogno di un dispositivo di estrazione del chip, un microscopio, un lettore di chip manuale o automatico, un dispositivo di decapsulamento del chip, una pompa di dissaldatura a vuoto, un bisturi, pinzette, una lente d’ingrandimento e una sacca campione.
Alcuni di questi strumenti potrebbero essere già nel tuo cassetto degli attrezzi, ma potresti dover acquistare altri. Il dispositivo di estrazione del chip è il dispositivo che utilizzerai per rimuovere il chip dalla scheda di circuito. Sono disponibili diversi dispositivi di estrazione, ma sono tutti relativamente semplici. Il microscopio viene utilizzato per vedere i piccoli dettagli all’interno del chip. Un lettore di chip viene utilizzato per interpretare i dati memorizzati sul chip.
Passaggio 2. Decodifica dei numeri binari ed esadecimali
Un aspetto fondamentale dell’ingegneria inversa di un chip semiconduttore è imparare a decodificare i numeri binari ed esadecimali.
I numeri binari sono utilizzati dai computer per rappresentare i dati. Invece di utilizzare lettere e numeri, i numeri binari utilizzano solo i numeri 0 e 1. I numeri binari sono spesso abbreviati in B o bin.
I numeri esadecimali sono un modo per assegnare lettere ai numeri binari in modo che siano più facili da leggere e ricordare. Probabilmente ti imbatterai in numeri esadecimali nel tuo processo di reverse engineering.
Tuttavia, potrebbe essere necessario sapere come decodificare i numeri esadecimali in binario per capire cosa si sta vedendo. Questo può essere utile se si stanno esaminando dati che sono stati memorizzati su un chip. È possibile decodificare i numeri binari in numeri esadecimali suddividendo ogni gruppo di 4 bit in 2 bit. Questi 2 bit dovrebbero corrispondere a lettere dell’alfabeto. Ad esempio, il numero binario 10101 è uguale a B5 in esadecimale.
Passaggio 3. Identificazione delle diverse parti di un chip
Le diverse parti di un chip sono chiamate nodi o nodi. Di solito puoi trovarli sulla confezione o nel manuale di un chip.
Puoi anche trovarli su Internet. Ma devi fare attenzione perché alcuni siti Web non sono chiari o contengono disinformazione.
Il nodo di alimentazione è responsabile della conversione delle tensioni e della fornitura di corrente al resto del chip.
Il nodo di clock controlla la velocità con cui i dati vengono elaborati.
Il nodo di controllo gestisce i processi che si verificano all’interno del chip.
Il nodo del percorso dati è responsabile della connessione di diverse parti del chip e del trasferimento dei dati.
Il nodo di input controlla il flusso di dati in entrata nel chip.
Il nodo di output controlla il flusso di dati in uscita dal chip.
Sviluppo dell'industria dei semiconduttori
Dopo oltre mezzo secolo di sviluppo, l’industria dei semiconduttori si è gradualmente diversificata da poche aziende oligopolistiche a un numero crescente di nuove imprese. Anche il modello di business si è evoluto dai primi Integrated Device Manufacturer (IDM) a varie forme come Fabless, Foundry, strumenti EDA, licenze IP e servizi di progettazione di chip. Dopo molti anni di differenziazione, l’industria è entrata in una folle modalità di consolidamento negli ultimi anni, con l’epicentro nella Silicon Valley, USA.
2015-2016
In particolare, nel 2015 e nel 2016, aziende con una capitalizzazione di mercato di miliardi di dollari, come Fairchild, Broadcom, Freescale, ARM e Altera, sono state acquisite, indicando una tendenza “inversa” nel settore.
Nel 2015, un’ondata di fusioni e acquisizioni ha spazzato l’industria globale dei semiconduttori. Secondo le statistiche, il valore totale delle fusioni e acquisizioni ha raggiunto quasi 160 miliardi di dollari, sei volte l’importo annuale più alto nella storia dell’industria dei semiconduttori.
2017-2023
Lo sviluppo dei semiconduttori ha visto un enorme aumento della crescita dal 2017 al 2023. Ciò è dovuto al crescente utilizzo della tecnologia dei semiconduttori nella produzione di un’ampia gamma di dispositivi, dai telefoni e tablet ai sistemi automobilistici, industriali e medici.
Nel 2017, il mercato globale dei semiconduttori è stato stimato a 414,8 miliardi di dollari e si prevede che raggiungerà i 573,3 miliardi di dollari entro il 2023. Questa crescita è guidata dalla crescente domanda di prodotti abilitati ai semiconduttori, nonché dallo sviluppo di nuove tecnologie come il 5G e l’intelligenza artificiale.
Lo sviluppo dei semiconduttori ha permesso la produzione di prodotti sempre più potenti e sofisticati, nonché la possibilità di connettersi a un numero maggiore di reti e sistemi. Ciò ha consentito a diversi settori di beneficiare dell’uso della tecnologia dei semiconduttori, come applicazioni automobilistiche, industriali e mediche. Ha anche determinato un aumento degli investimenti in ricerca e sviluppo, nonché una maggiore attenzione allo sviluppo di nuove tecnologie e materiali. Ciò ha portato a una maggiore attenzione alla produzione di prodotti ad alte prestazioni e a basso consumo.
Conclusione
Il reverse engineering di un chip a semiconduttore è un processo impegnativo che può sembrare travolgente all’inizio. Tuttavia, può essere incredibilmente gratificante e può aiutarti a comprendere meglio la tecnologia, a creare i tuoi prodotti e a risparmiare denaro.
Quando inizi il tuo processo di reverse engineering, assicurati di prendere appunti e di tenere traccia di tutte le informazioni che trovi utili. Questo può includere dati che trovi sul chip o foto dei diversi nodi e circuiti. E una volta che hai eseguito il reverse engineering di un chip, assicurati di condividere le tue conoscenze e i tuoi risultati con gli altri!
