Extraction de circuit

L’extraction de circuit d’un circuit intégré (CI) dans le cadre du reverse engineering consiste à extraire la conception et la fonctionnalité d’un CI en analysant sa structure physique, son comportement électrique et parfois la disposition du silicium sous-jacent. Cela est souvent effectué dans le but de comprendre la conception du CI, d’identifier d’éventuelles vulnérabilités ou de reproduire la fonctionnalité d’un circuit propriétaire.

Voici un aperçu des étapes générales impliquées dans l’extraction d’un circuit CI :

1. Décapsulation physique
   • La décapsulation est le processus consistant à retirer l’emballage protecteur en plastique ou en céramique qui contient le CI. Cela se fait généralement par gravure chimique ou méthodes mécaniques (comme le meulage ou l’ablation au laser) pour exposer la puce de silicium.
   • Une fois l’emballage retiré, la puce est généralement examinée sous un microscope pour comprendre sa disposition.
2. Imagerie et microscopie
   • Microscopie optique : Des microscopes optiques à haute résolution sont utilisés pour examiner la surface de la puce. Cela peut aider à identifier les composants visibles comme les pastilles de liaison, les traces métalliques et la disposition générale de la puce.
   • Microscopie électronique à balayage (MEB) : Pour une imagerie plus détaillée à l’échelle nanométrique, la MEB est souvent utilisée. Elle permet de révéler des détails fins sur les couches métalliques, les vias et autres caractéristiques sur la puce.
   • Imagerie aux rayons X : Dans certains cas, l’imagerie aux rayons X peut être utilisée pour étudier les couches internes du CI sans l’endommager. Cela aide à identifier les couches et structures non visibles depuis la surface.
3. Délayage (Délayage physique)
   • Polissage chimico-mécanique (CMP) ou ablation au laser : Ces méthodes sont utilisées pour enlever sélectivement les couches métalliques, une couche à la fois, afin de révéler la structure sous-jacente de la puce. Chaque couche est soigneusement enlevée pour exposer les motifs de circuit en dessous.
   • Ce processus peut être répété pour plusieurs couches, révélant les traces métalliques, les transistors et autres composants dans la structure multicouche de la puce.
4. Imagerie de chaque couche
   • À mesure que chaque couche est exposée, elle est imagée (en utilisant MEB ou d’autres méthodes) et documentée pour analyse. Les images de ces couches révéleront les interconnexions et la conception du CI aux niveaux métallique et transistor.
5. Reverse engineering de la conception du circuit
   • Une fois que les couches physiques sont exposées et imagées, l’étape suivante consiste à rétroconcevoir le schéma du CI. Cela inclut :
     • Identification des composants : Reconnaître les blocs fonctionnels, tels que les transistors, les condensateurs, les résistances et les portes logiques.
     • Cartographie des connexions : Analyser les traces métalliques et vias pour comprendre comment les composants sont interconnectés et comment les signaux circulent.
   • Des outils tels que des logiciels d’extraction de dispositions ou des outils de simulation de circuits peuvent aider à reconstruire la logique et la fonction de la puce.
6. Simulation et validation
   • La conception extraite est généralement validée par des simulations pour s’assurer qu’elle fonctionne comme prévu.
   • La simulation peut consister à faire passer la fonction du CI à travers diverses conditions d’entrée-sortie pour vérifier si le schéma rétroconçu correspond au comportement du CI original.
7. Reconstruction et documentation
   • L’étape finale consiste à documenter le circuit sous un format lisible, tel qu’une liste de connexions, un diagramme schématique ou des fichiers de conception, qui peuvent être utilisés pour l’analyse ou la reproduction.
   • Cette étape est souvent essentielle dans le reverse engineering pour l’analyse, la recherche en sécurité ou la conception de compatibilité.

Défis du reverse engineering des CI :

• Complexité : Les CI modernes peuvent contenir des milliards de transistors et plusieurs couches métalliques, ce qui rend l’extraction et l’analyse extrêmement chronophages et difficiles.
• Mesures de protection : Certains CI sont équipés de mesures anti-reverse engineering, comme des couches protégées ou des systèmes de détection de manipulation, ce qui peut compliquer le processus d’extraction.
• Questions légales et éthiques : Le reverse engineering des CI à des fins malveillantes, telles que la contrefaçon ou le vol de propriété intellectuelle, est illégal et contraire à l’éthique dans de nombreuses juridictions.

Ce processus nécessite des équipements spécialisés, une compréhension approfondie de la conception des semi-conducteurs et une expertise significative en analyse de circuits.