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リバースエンジニアリングは、製品を分解してさまざまな部品を特定したり、さまざまな検査ツールを使用して製品構造を調べる手法です。 |
次の3つのカテゴリに分類できます。
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競争力分析 |
電子製品の機能は日々変化し、飛躍的な進歩を遂げています。ハイテク産業はこの競争の中で、ライバルに追いつき、技術的にもコスト的にも有利なポジションを得るために、研究開発に多大な投資をしています。しかし、現実的には、研究開発プロセスがボトルネックになったり、市場に参入するためのトレンドの変化についていけなかったりすることがあります。そんなとき、ライバルがどのようにして成功したのかを知りたいと思うのは当然のことです。何か新しいアーキテクチャがあるのでしょうか？あるいは、まったく新しい素材やデザインがあるのでしょうか？
そのためには、リバースエンジニアリングで明確な道筋を示し、製品全体のコストを計算したり、部品表（BOM：Bill of Materials）を作成して評価することで、市場での競争力を評価することができます。これらの情報は強力な研究開発ツールとなります。
競争力分析は、次の3つのカテゴリーに分けられます。
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１．製品の分解とコスト分析 |
最終製品が市場で競争力を持つためには、性能や価格面での優位性が必要です。「彼を知り己を知れば百戦殆うからず」という諺があります。競合他社の製品を構成する部品や材料を理解し、その上流のサプライヤーを特定すれば、競合他社のコスト構造を見積もることができます。そうすれば、市場での競争力を評価し、自分のコスト目標を設定することができます。
解体には様々な手法が用いられます。機械的な力や熱、ドライバーなどを使って、製品内部に損傷を与えていないことを確認しながら、外装全体を解体していきます。
 携帯電話を分解した後、PCBA基板上の様々なICを識別し、そのサプライヤーと用途を特定します。 |
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２．プロセスアーキテクチャ分析 |
より高度なプロセスでは、チップやパッケージの小型化、チップコストの低減、動作速度の向上、性能の向上などが期待できます。大手メーカーの製品は、上記のような特徴を持っていると思われます。通常、競合製品の性能を理解するためには、複数の金属層を観察し、プロセスノードの厚さや最小線幅、各層を観察することになります。論理回路や SRAM（Static Random Access Memory）の中には、重要な情報が隠されていることがあります。また、部品の構造や材料を分析して、プロセスパラメータを決定することもできます。さらに、高度なプロセスコンポーネントだけでなく、高度なパッケージングも解析の対象となる可能性があります。
EDX線分析, EDXマッピング, HRTEMによるICプロセス構造解析 |
 2.5D ICのHBMの断面図 |
 2.5D ICのマイクロバンプ、TSVとC4バンプの3D X-ray |
携帯電話は小さいながらも、通常の電子機器が持つ部品をすべて備えています。高度なマイクロプロセッサーに加え、CMOS イメージセンサー、MEMS（微小電気機械部品）、DRAM、顔認識用の VCSEL（垂直共振器型表面発光レーザー）のコア技術、携帯電話のレンズなどが含まれています。これらの回路はすべてリバースエンジニアリングの対象となる可能性があります。
MA-tek は、この分野で豊かな歴史と幅広い経験を持っています。3D OM、3D X-ray、研磨、ディレイヤ、SEM、TEM、EDX、SCM、SIMSなどの技術を用いて、すべての構造的特徴やパラメータを完全に提示することができます。
 携帯電話にはさまざまなICが搭載されており、リバースエンジニアリングで解析することができます。 |
 携帯電話用レンズモジュールの分解と観察 （a）3D X-ray による光学レンズの検査 （b）VCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直共振器面発光レーザー） （c）回折光学素子（DOE：Diffractive Optical Elements） （d）CMOS イメージセンサー（CIS） |
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走査型静電容量顕微鏡（SCM：Scanning Capacitance Microscope）を用いた、高出力MOSFET の P-Nドーパントマッピング解析 |
 SIMS による化合物半導体の層構造の解析 |
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３．線画撮影と回路抽出 |
コンポーネントが成功するためには、プロセス技術に支えられているだけでなく、高性能な回路設計が必要となります。回路設計では、EDA ツールを使って、回路図からレイアウト設計、最終的なテープアウトを経て最終製品となりますが、その技術的内容は、構造の観察だけでは得られません。
その作業は、大きく分けて2つあります。1つめは、部品と回路の接続をトレースするための回路の写真撮影、すなわちディレイヤー毎の撮影と、上下のレイヤー間の位置合わせです。技術的な要件としては、主に高倍率の光学顕微鏡と、各レイヤーの写真を拡大して対応関係を追いかけることができるソフトウェアが必要です。
二つめは回路抽出で、撮影された画像を再び回路に変換する作業です。これは、回路の構造や設計思想を完全に理解するために行うものです。これはリバースエンジニアリングの究極の目的です。MA-tek は、III-V族のRF ICでも、7nmの先端プロセス回路でも、お客様のニーズに応えることができます。
 回路抽出後の回路の模式図 |
MA-tek はリバースエンジニアリング解析のための標準手順を策定しました。お客様は、MA-tek の技術チームと協力して、これらの手順に基づいて実施内容を調整し、最小限のサンプル数で分析ニーズを満たすことができます。
 競争力分析フローチャート |
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特許権侵害の特定 |
リバースエンジニアリングは競合他社の技術を参考にするための手段として利用できますが、技術の盗用が含まれている場合には、訴訟のリスクに直面する可能性があります。米中貿易戦争とは、知的財産権の侵害をめぐる争いといえます。
米国連邦裁判所事務局が公表している情報によると、近年、米国では毎年3,000件以上の特許侵害訴訟が提起されています。このような訴訟では、第三者機関が重要な役割を果たします。
 1996 年から2018 年までの米国知的財産権訴訟件数の推移 Ref: https://iknow.stpi.narl.org.tw/post/Read.aspx?PostID=16377 |
知的財産権訴訟に必要な証拠は、リバースエンジニアリングによって収集されます。しかし、そのプロセスははるかに厳格なものです。サンプルの認証、受領確認、分析場所の選択、最終的な分析結果の解釈など、より厳格なプロセスが要求されるため、高度な専門性が求められ、裁判所が定めた基準を満たさなければなりません。
MA-tek は、長年にわたり特許訴訟の分野で、先端製造プロセス、LED、DRAM、パワーコンポーネントなどを対象とした案件を扱い、訴訟手続きに精通しています。また、国内外の多数の大手企業の訴訟の支援を通じて、公平な第三者機関としての評価を広く頂いてます。
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製品品質の検証 |
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１．新材料，新プロセスの導入 |
新しいサプライヤーや新しい製造プロセス、新しい材料を導入する場合、製品の機能性と信頼性を確保するために、電気的な検証方法に加えて、外観と構造の観察も一般的に使用される方法です。このような分析は一般的であり、新しいプロセスやパッケージの構造が複雑になるにつれ、その重要性が増しています。最終的な目標は、製品の構造を完全に理解することです。そうすれば、問題が発生したときに、サプライヤーと綿密な打ち合わせをすることができます。
 製品の構造を十分に理解することで、将来の量産時の問題を解決できます。 |
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２．量産時の製品品質の確保 |
大量生産される製品の品質を維持するためには、プロセスのパラメータが安定していることが前提となります。そのために、工業プロセスの統計的品質管理がありますが、それだけでは十分ではなく、製品の継続的な信頼性を監視・確保するためには、継続的信頼性試験（ORT）が必要です。
近年、信頼性に対する要求から、将来の信頼性問題を生産工程の早い段階で防止するために、潜在的な欠陥を見つけるための物理的構造の観察をより迅速に行うことを求める海外企業が増えています。この方法は破壊的物理解析（DPA）と呼ばれています。DPAの目的は、デバイスの構造、材料、製造品質のすべてが、使用目的に応じた要件を満たしているかどうか、デバイスの設計を検証することです。この分析のためのサンプルは、デバイスの製造ロット毎にサンプリングし、決められた基準に沿って、非破壊・破壊の一連の分析試験を行います。重要な点は、お客様と協力して、相互に受け入れ可能な一連の標準作業手順を確立することです。
DPAのプロセスには以下のものが含まれますが、これらに限定されるものではありません。
Ref: https://wpo-altertechnology.com/destructive-physical-analysis-dpa/
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X線検査
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外部目視検査
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封止試験（ファインリーク、グロスリーク）
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PIND（粒子衝突雑音検出）
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はんだ付け性
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内部目視検査
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ボンドプル強度
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走査電子顕微鏡（SEM）検査
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ダイシェア
まとめますと、リバースエンジニアリングには、さまざまな知識や技術、スキルが必要となります。その中には製品に関する知識、プロセスを解析する能力、回路アーキテクチャの基礎知識、厳密な作業プロセス、高度な解析能力、さらには訴訟のプロセスや弁護のテクニックなどが含まれます。
