周游，付玉娟，趙鵬，武慧薇，許實清

（1.海軍研究院系統(tǒng)工程所，北京100036；2.工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣東 廣州 511370）

0 引言

電子元器件作為高端電子裝備研制、生產(chǎn)和使用的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，其功能性能穩(wěn)定性、質(zhì)量可靠性、環(huán)境適應(yīng)性和長期可獲得性直接影響甚至決定了高端電子裝備的技術(shù)指標(biāo)、質(zhì)量可靠性、戰(zhàn)備完好性和任務(wù)成功率，是實現(xiàn)高端電子裝備戰(zhàn)斗力的重要保障。要實現(xiàn)電子元器件的完全自主可控，不僅要保證產(chǎn)品在設(shè)計研發(fā)環(huán)節(jié)擁有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)，還應(yīng)掌握制造環(huán)節(jié)的核心技術(shù)，同時在其他配套環(huán)節(jié)也有足夠的技術(shù)支撐，才能夠充分地保障產(chǎn)品的可獲得性[1]。然而，由于我國電子元器件基礎(chǔ)工業(yè)能力薄弱，配套產(chǎn)業(yè)不夠完善，導(dǎo)致國產(chǎn)電子元器件在功能性能、質(zhì)量可靠性、穩(wěn)定性和易用性等方面存在問題。為了滿足高端電子裝備對國產(chǎn)電子元器件的使用要求，部分國產(chǎn)電子元器件生產(chǎn)廠家在研制能力較弱、市場需求等因素的驅(qū)使下，逐漸地出現(xiàn)采購進(jìn)口裸芯片進(jìn)行國內(nèi)封裝等情形。若這些不具備自主知識產(chǎn)權(quán)的電子元器件被規(guī)?；貞?yīng)用到高端電子裝備上，一旦遭受封鎖禁運，高端電子裝備的長期穩(wěn)定供應(yīng)能力和持續(xù)迭代能力將會受到嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，為了徹底地擺脫高端電子裝備受制于人的被動局面，我們就必須加強(qiáng)裝備使用電子元器件國產(chǎn)化管理，充分地識別出電子元器件的包裝國產(chǎn)化情形，杜絕該類器件被應(yīng)用于高端電子裝備的研制生產(chǎn)過程中，確保高端電子裝備的自主可控目標(biāo)得以實現(xiàn)。

基于上述目的，本文將針對國產(chǎn)電子元器件的包裝國產(chǎn)化問題進(jìn)行討論，重點闡述包裝國產(chǎn)化電子元器件的識別方法，探討針對國產(chǎn)電子元器件包裝國產(chǎn)化問題的判據(jù)體系，解決高端電子裝備研制單位選用國產(chǎn)電子元器件時無法準(zhǔn)確地識別并判定包裝國產(chǎn)化電子元器件的關(guān)鍵問題，推動實現(xiàn)高端電子裝備的國產(chǎn)化。

1 包裝國產(chǎn)化的定義

目前，國內(nèi)常用的軍用電子元器件包括：單片集成電路、半導(dǎo)體分立器件、混合集成電路、微波電路及組件、真空電子器件、通用元件、光電子器件、機(jī)電元件及組件、電能源和特種元件等10大類[2]。其中，單片集成電路、半導(dǎo)體分立器件、混合集成電路、光電子器件、部分微波電路及組件（放大器、混頻器等）和部分特種元件包含使用半導(dǎo)體材料制作的芯片，剩余的真空電子器件、通用元件、機(jī)電元件及組件、電能源、部分微波電路及組件（放大器、混頻器等除外）和部分特種元件均不包含芯片。

由于目前國內(nèi)半導(dǎo)體芯片制造工藝和設(shè)計能力較為薄弱，芯片類的國產(chǎn)電子元器件較易出現(xiàn)包裝國產(chǎn)化現(xiàn)象。針對非芯片類國產(chǎn)電子元器件，除某些特定部件（如光電子器件的接收模塊等）及材料（如連接器的銅芯等）外，目前國內(nèi)的制造技術(shù)水平較為成熟，并且制造成本及價格相比國外產(chǎn)品具有一定的優(yōu)勢，因此，非芯片類國產(chǎn)電子元器件較少出現(xiàn)包裝國產(chǎn)化現(xiàn)象，只需重點關(guān)注其核心關(guān)鍵部件是否為進(jìn)口模塊即可。

基于上述分析，結(jié)合國產(chǎn)電子元器件的設(shè)計能力和制造工藝短板，針對國產(chǎn)化判定中需重點關(guān)注的對象，可將采用進(jìn)口裸芯片在國內(nèi)進(jìn)行國產(chǎn)化外殼封裝的行為，或核心關(guān)鍵部件采用進(jìn)口模塊、非核心關(guān)鍵部件采用國產(chǎn)模塊在國內(nèi)進(jìn)行整體組裝的國產(chǎn)化行為稱為包裝國產(chǎn)化。

2 包裝國產(chǎn)化的識別方法

包裝國產(chǎn)化的識別方法可大致分為技術(shù)文件審查和試驗鑒定兩大類。技術(shù)文件審查是指通過對元器件在設(shè)計和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的相關(guān)文件進(jìn)行審查，識別關(guān)鍵技術(shù)和核心工藝是否擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，從而判定電子元器件是否為包裝國產(chǎn)化。以集成電路為例，芯片制作的完整流程包括芯片設(shè)計、芯片流片和封裝測試等環(huán)節(jié)。在芯片設(shè)計環(huán)節(jié)可針對系統(tǒng)架構(gòu)或指令集、IP軟核或硬核、邏輯設(shè)計源代碼、功能仿真驗證文件、版圖布局布線文件和版圖物理驗證文件等進(jìn)行審查，可識別芯片是否具備自主知識產(chǎn)權(quán)；在芯片流片環(huán)節(jié)可針對原材料采購合同、流片代工合同、流片工藝記錄文件和封測記錄文件等進(jìn)行審查，可識別芯片是否為包裝國產(chǎn)化。

而試驗鑒定是指通過一系列試驗方法對電子元器件的封裝管殼、芯片標(biāo)識和芯片結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行分析，從而獲得相關(guān)試驗證據(jù)來判斷電子元器件是否為包裝國產(chǎn)化。根據(jù)文獻(xiàn) [3-5]，對于假冒偽劣電子元器件的試驗鑒定，通常是結(jié)合破壞性物理分析（DPA：Destructive Physical Analysis）的部分項目來開展的，其主要執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)是2006年發(fā)布的國軍標(biāo)GJB 4027A—2006《軍用電子元器件破壞性物理分析方法》。DPA的試驗流程包括以下內(nèi)容[6]：外部目檢、X射線檢查、碰撞粒子噪聲檢測（PIND）、密封、內(nèi)部氣體成分分析、內(nèi)部目檢、鍵合強(qiáng)度、掃描電子顯微鏡（SEM）檢查和芯片剪切強(qiáng)度，以及制樣鏡檢等，對于不同類型的電子元器件，其對應(yīng)的DPA試驗項目也不盡相同。DPA試驗項目與電子元器件假冒偽劣檢驗流程的映射關(guān)系如圖1所示。例如：在DPA的外部目檢試驗項目中，可通過顯微鏡對電子元器件的外部標(biāo)識、引腳、封裝、定位孔形狀和結(jié)構(gòu)尺寸等信息進(jìn)行觀察，識別外殼是否存在打磨痕跡、引腳是否存在焊接痕跡和定位孔及封裝外殼尺寸是否與正品一致等信息，判定該電子元器件產(chǎn)品是否為假冒偽劣產(chǎn)品。

圖1 DPA試驗項目與電子元器件假冒偽劣檢驗流程對應(yīng)關(guān)系圖[3]

在DPA的內(nèi)部目檢試驗項目中，可通過光學(xué)顯微鏡或SEM對開封后電子元器件內(nèi)部的芯片位置、廠家標(biāo)識、封裝內(nèi)部材料、芯片粘接工藝和內(nèi)引線數(shù)量位置等進(jìn)行觀察，識別芯片標(biāo)識是否為原廠標(biāo)注、焊接或粘接工藝是否為原廠工藝等信息，從而判定該電子元器件產(chǎn)品是否為假冒翻新產(chǎn)品。而在包裝國產(chǎn)化識別過程中，若觀察電子元器件內(nèi)部芯片表面存在進(jìn)口廠家標(biāo)識，則可判定該產(chǎn)品為包裝國產(chǎn)化。3款通過內(nèi)部目檢觀察芯片表面識別出的包裝國產(chǎn)化電子元器件產(chǎn)品如圖2所示。圖2a所示的是某國產(chǎn)16通道模擬多路復(fù)用器的內(nèi)部目檢結(jié)果圖，從圖中的芯片標(biāo)識上可知該芯片為美國Vishay Siliconix公司的進(jìn)口芯片；圖2b所示的是某國產(chǎn)SDRAM存儲器的內(nèi)部目檢結(jié)果圖，從圖中的芯片標(biāo)識上可知該芯片為美國Micron Technology公司的進(jìn)口芯片；圖2c所示的是某國產(chǎn)晶體振蕩器的內(nèi)部目檢結(jié)果圖，從圖中的芯片標(biāo)識上可知該芯片為日本Nippon Precision Circuits（簡稱為NPC）公司的進(jìn)口芯片。以上3款電子元器件均屬于包裝國產(chǎn)化。

圖2 3款包裝國產(chǎn)化電子元器件內(nèi)部目檢試驗結(jié)果。

相較于試驗鑒定而言，技術(shù)文件審查是一種間接甄別方法，它能夠全面且高效地實現(xiàn)對電子元器件包裝國產(chǎn)化進(jìn)行識別，但其存在偽造佐證材料的風(fēng)險。而試驗鑒定能夠提供直接證據(jù)來甄別電子元器件包裝國產(chǎn)化，但現(xiàn)有的技術(shù)手段還無法滿足所有電子元器件包裝國產(chǎn)化情形識別。因此，電子元器件的包裝國產(chǎn)化識別是需要同時利用技術(shù)文件審查和試驗鑒定兩種方法，通過試驗分析結(jié)果來證明技術(shù)文件等佐證材料的真實性，確保電子元器件的包裝國產(chǎn)化識別準(zhǔn)確且可靠。

3 包裝國產(chǎn)化的判據(jù)

要準(zhǔn)確識別出包裝國產(chǎn)化電子元器件產(chǎn)品，構(gòu)建清晰有效的判據(jù)體系是關(guān)鍵。目前我國還沒有建立針對包裝國產(chǎn)化電子元器件的鑒定標(biāo)準(zhǔn)或指南，缺乏相應(yīng)的判定依據(jù)。基于大量的試驗案例收集、分析和整理，經(jīng)元器件研制、鑒定檢驗和元器件使用等多方的調(diào)研、討論與總結(jié)，針對包裝國產(chǎn)化的判據(jù)體系開展研究。

包裝國產(chǎn)化電子元器件的鑒定需要通過試驗鑒定手段來識別存疑信息，同時結(jié)合技術(shù)資料審查對產(chǎn)品的國產(chǎn)化情況進(jìn)行評估，形成完整的證據(jù)鏈，以確保待評估的電子元器件不存在包裝國產(chǎn)化情形。電子元器件可判定為包裝國產(chǎn)化的情形主要包含以下5種：1）試驗鑒定發(fā)現(xiàn)芯片表面存在進(jìn)口廠商標(biāo)識；2）試驗鑒定發(fā)現(xiàn)芯片表面僅有編碼、代碼，無生產(chǎn)廠家標(biāo)識，且其物理版圖與進(jìn)口器件一致，而廠家無法提供芯片來源證明材料，如源代碼、物理版圖、仿真結(jié)果和芯片流片合同等；3）無法提供晶圓、芯片來源信息，或填報信息存在明顯的異常；4）流片工藝與代工廠家工藝特征存在明顯的偏離，存在填報虛假信息情形；5）通過結(jié)構(gòu)分析獲取的芯片所用材料分析結(jié)果與廠家填報的材料信息存在顯著的差異。針對混合集成電路器件和二次封裝器件的包裝國產(chǎn)化鑒定，可重點考慮以下兩個方面的問題：1）核心芯片是否為進(jìn)口芯片；2）輔助芯片是否具備國產(chǎn)化替代能力且無安全隱患。

4 結(jié)束語

本文分析了我國電子元器件在實現(xiàn)國產(chǎn)化替代過程中所面臨的包裝國產(chǎn)化問題，針對電子元器件的包裝國產(chǎn)化情形給出了初步的定義，梳理并總結(jié)了電子元器件包裝國產(chǎn)化的兩類識別方法，即技術(shù)資料審查方法和試驗鑒定方法。通過大量的試驗案例收集、分析和整理，結(jié)合多方研討，初步地形成了電子元器件包裝國產(chǎn)化的判據(jù)體系。電子元器件的包裝國產(chǎn)化判定是一項系統(tǒng)性的工程，需要元器件研制單位的積極配合，需要充分地發(fā)揮第三方鑒定機(jī)構(gòu)的獨立性，需要元器件使用單位的高度重視，才能完善地形成一套全面、高效、可行的電子元器件國產(chǎn)化的判據(jù)體系，切實地推進(jìn)電子元器件的國產(chǎn)化替代。