Podrabiane układy scalone wciąż są problemem

Podrabianie komponentów elektronicznych nie jest nowym problemem. Fałszowano je praktycznie tak długo, jak istnieje branża elektroniczna – już w latach 80. zeszłego wieku raportowano o takich przypadkach. Początkowo nie podejmowano żadnych działań, by proceder ten ukrócić, przez co problem przez lata się pogłębiał. Pierwsze podsumowania liczby podróbek i zagrożeń, jakie ze sobą niosą, zaczęto opracowywać dopiero około dekady temu. Wówczas też wprowadzono regulacje prawne, które trochę pomogły. Przykład to przepisy w USA, które na firmy dostarczające sprzęt dla armii przerzucały obowiązek sprawdzenia, czy nie zawiera on fałszywek i odpowiedzialność, w razie gdyby z tego powodu doszło do awarii. Zobowiązano je też do zgłaszania odpowiednim organom, że dany komponent został podrobiony. Mimo to z czasem problem ten znów się nasilił.

Co ułatwia wprowadzanie podróbek na rynek?

Na przestrzeni lat kilka czynników sprzyjało fałszowaniu komponentów elektronicznych. Takim jest biznesowy model ich dystrybucji, jak i fakt wycofywania z produkcji podzespołów, na których w dalszym ciągu opiera się głównie sprzęt wojskowy, samoloty, pociągi i generalnie maszyny, które zostały zaprojektowane do pracy na dziesiątki lat. Również globalizacja ułatwia wycieki własności intelektualnej. Ostatnio branża zmagała się poza tym z niedoborem podzespołów elektronicznych. Braki te szybko zaczęli uzupełniać fałszerze, wykorzystując fakt, że poszukujący trudno dostępnych komponentów, nie mogąc ich znaleźć u autoryzowanych dystrybutorów, chętniej podejmowali ryzyko zakupu w „szarej strefie”, czyli u niesprawdzonych dostawców, na przykład na portalach aukcyjnych w Internecie. A tą drogą bardzo łatwo, praktycznie bez żadnej kontroli, można wprowadzić podróbki na rynek. Na taki zakup decydują się przeważnie mniejsi producenci, chociaż i do zakładów tych większych, dbających o opinię firm, bez ich świadomości mogą przeniknąć fałszywki. Ponadto wciąż nie wszystkie przypadki wykrycia podróbek są zgłaszane, zazwyczaj z obawy, że wpłynie to na renomę danego przedsiębiorstwa jako tego, które przed takim zagrożeniem nie potrafiło się zabezpieczyć.

Jakie są skutki?

Szacuje się, że podrabianie układów scalonych jest w przemyśle elektronicznym źródłem strat rzędu miliardów dolarów rocznie, ale ponieważ nie wszystkie takie przypadki są zgłaszane, nikt tak naprawdę nie wie dokładnie, ile w sumie wynoszą. Choć jednak wymierny koszt jest bezdyskusyjnie ważny, groźniejsze jest nieprawidłowe działania urządzeń, w których zamontowano fałszywki. Skutki zależą od ich zastosowania. O ile w przypadku na przykład inteligentnego dzwonka do drzwi jego awaria może być denerwująca, o tyle jeśli zepsuje się układ sterowania w samochodzie albo w sprzęcie wojskowym, konsekwencje mogą być tragiczne. O tym, że jest to jak najbardziej realny problem, świadczy m.in. raport z 2019 roku przygotowany przez SIA (Semiconductor Industry Association). Opisano w nim dwa przypadki postępowań sądowych przeciwko sprzedawcom podróbek, które trafiły do systemu sił powietrznych oraz okrętów podwodnych z napędem atomowym w USA. W tym drugim przypadku importer tysięcy podrobionych układów scalonych z Chin i Hongkongu, które zostały odsprzedane kontrahentom US Navy i zainstalowane w okrętach podwodnych, został skazany na ponad 3 lata więzienia.

Skala fałszerstw

Przykład organizacji zajmującej się problemem fałszowania podzespołów elektronicznych to ERAI (Electronic Resellers Association International). Świadczy ona usługi informacyjne, monitoruje, bada i zgłasza problemy, które wpływają na globalny łańcuch dostaw elektroniki. Prowadzi również największą na świecie bazę danych podejrzanych podróbek i niezgodnych części elektronicznych. Każda firma zaangażowana w globalny łańcuch dostaw elektroniki może do niej raportować. ERAI przyjmuje zgłoszenia od kupujących, sprzedających, integratorów oraz producentów, w tym m.in. od: dystrybutorów, producentów kontraktowych, producentów oryginalnego sprzętu, kontrahentów rządowych i producentów oryginalnych komponentów. Organizacja publikuje także raporty, które podsumowują aktualną sytuację na rynku podróbek.

W 2022 roku do ERAI zgłoszono łącznie 768 podejrzanych podróbek i niezgodnych części. Jak wynika z tabeli 1, oznacza to znaczący wzrost, aż o 35%, w porównaniu do 2021 roku, choć globalna sprzedaż półprzewodników pozostała w tym czasie na zbliżonym poziomie. Przyczynił się do tego głównie powrót wielu firm do działalności sprzed pandemii i ponowne otwarcie łańcuchów dostaw na całym świecie.

Jeżeli chodzi o typy komponentów najczęściej podrabianych, to w porównaniu z danymi sprzed 5 i 10 lat są to wciąż te same rodzaje podzespołów elektronicznych: analogowe układy scalone, układy scalone z programowalną logiką oraz mikroprocesory (tab. 2, tab. 3) – stanowiły one ponad połowę wszystkich zgłoszonych w zeszłym roku podróbek. Wydaje się także, że gwałtowny wzrost liczby podrobionych kondensatorów obserwowany w ciągu ostatnich 5 lat dobiegł już końca, ponieważ w 2022 roku liczba tych fałszywych powróciła do poziomów sprzed tego wzrostu.

Jeżeli chodzi o markę, w zeszłym roku najczęściej podrabianymi były komponenty produkcji Texas Instruments – ich udział wzrósł z 4,8% ogółem w 2021 do 10,3% w 2022 roku. Pod tym względem TI wyprzedziło Xilinksa. Dopiero drugi raz w ciągu ostatnich 10 lat zdarzyło się, że ta ostatnia nie była marką, pod którą podszywano się najczęściej (tab. 4, tab. 5).

Rodzaje podróbek

By od zera podrobić układ scalony, nie wystarczy tak jak w przypadku banknotów zaopatrzyć się w drukarkę – uzyskanie dostępu do potrzebnych w tym celu specjalizowanych linii technologicznych jest praktycznie niemożliwe. Dlatego fałszerze mają inne sposoby. Paradoksalnie bowiem, inaczej niż w przypadku pieniędzy, wykonanie podzespołu jedynie podobnego do oryginału jest łatwiejsze.

Wyróżnia się kilka typów podróbek. Przykładem są komponenty o zmienionym oznakowaniu. W ten sposób na przykład układy scalone klasy konsumenckiej oznacza się jako klasy wojskowej, aby sprzedać je drożej. Dzięki temu można pozbyć się z zyskiem nadmiaru zapasów albo zarobić na odsprzedaniu taniej zakupionych podzespołów. Użytkownik takiego komponentu z kolei może się spodziewać, że jako nieprzystosowany do warunków, w jakich jest używany, szybciej się zepsuje i/lub nie będzie miał oczekiwanych w danym zastosowaniu parametrów.

Kolejny typ podróbek to układy sklonowane, czyli skopiowane na podstawie oryginalnego projektu, ale wyprodukowane przy użyciu tańszych materiałów i procesów. Komponenty takie mogą nawet mieć charakterystykę podobną do oryginałów, ale różnią się zazwyczaj niezawodnością i funkcjami zabezpieczeń.

Za podróbki uznaje się również komponenty wymontowane z urządzeń poddanych recyklingowi. Aby je odświeżyć, przeprowadza się różne zabiegi, jak odnawianie obudów czy pinów. Odświeża się też ich oznakowanie. Dzięki temu wyglądają jak nowe. Niestety z dwóch powodów korzystanie z nich nie jest bezpieczne. Przede wszystkim nie wiadomo, w jakim stopniu się już zużyły. Ponadto proces ich odzyskiwania oraz warunki, w jakich przebiega, są zazwyczaj dla delikatnej elektroniki destrukcyjne – przykładowo do usuwania układów scalonych z PCB wykorzystuje się niszczące dla struktur półprzewodnikowych wysokie temperatury i uderzenia, jak również płucze je pod wodą.

Podróbki, z jakimi można się niestety zetknąć w nieautoryzowanych łańcuchach dostaw, to także komponenty wadliwe, wyprodukowane niezgodnie ze specyfikacją projektową, które w związku z tym, że nie przeszły pozytywnie kontroli jakości, powinny ulec zezłomowaniu, ale zamiast tego trafiły do obiegu.

Jak się nie dać oszukać?

Aby uniknąć zakupu podróbek należy stosować się do najlepszych praktyk w zakresie zakupów, jak korzystanie z usług tylko sprawdzonych dostawców i śledzenie oraz dzielenie się opiniami na ich temat z innymi firmami. Ostrożność zwykle jednak nie wystarcza, dlatego dla pewności warto jest wybrane komponenty z danej partii poddać testom. Metody wykrywania podrobionych części elektronicznych można podzielić na dwie główne kategorie: testy fizyczne oraz elektryczne. Pierwsze weryfikują je na zewnątrz i wewnątrz opakowania, z wykorzystaniem zarówno prostej kontroli wizualnej, jak i zaawansowanych technicznie metod obrazowania przy użyciu promieniowania rentgenowskiego, podczerwieni, transmisyjnej mikroskopii elektronowej czy zogniskowanych wiązek jonów. Z kolei testy elektryczne rejestrują przebiegi sygnałów, wykrywają degradację styków układu i porównują jego parametry ze specyfikacją. Przeprowadza się też testy starzeniowe. W ten sposób można m.in. wykryć komponenty z recyklingu – jeżeli parametry układu poddanego przyspieszonemu starzeniu nie ulegają zbytniej zmianie, oznacza to, że prawdopodobnie był wcześniej używany, gdyż proces degradacji ma tendencję do zwalniania i nasycania się z czasem.

Oba podejścia mają zalety, jak i wady. Przede wszystkim inspekcji fizycznej łatwiej można poddać różne typy układów scalonych i komponentów elektronicznych. Z drugiej jednak strony jej ograniczenia to: niski poziom zaufania i duże koszty ogólne, destrukcyjny charakter niektórych technik, brak zrozumienia, jakie wady są związane z każdym typem podróbki, niewiele lub w ogóle brak metryk i danych ułatwiających automatyzację testowania i klasyfikacji podrabianych komponentów. Wyzwania w zakresie testów elektrycznych to natomiast przeważnie konieczność dysponowania danymi odniesienia dla oryginału, opracowania badań specyficznych dla danego układu scalonego albo komponentu i to takich, które będą w stanie odróżnić spadek wydajności spowodowany podrabianiem od zmian nieuniknionych.

Podsumowanie

Podrabianie podzespołów elektronicznych stanowi ogromny problem, o licznych konsekwencjach dla przemysłu elektronicznego oraz społeczeństwa generalnie. Przede wszystkim fałszywki jako mniej niezawodne niż oryginały stwarzają zagrożenie dla bezpieczeństwa i niezawodności systemów i elementów infrastruktury o krytycznym znaczeniu. Ponadto powodują znaczne straty ekonomiczne dla właścicieli własności intelektualnej oryginalnych podzespołów. Trzeba też mieć świadomość, że ich sprzedaż jest źródłem dochodów różnych grup, które zagrażają bezpieczeństwu i integralności współczesnego społeczeństwa, takich jak grupy terrorystyczne i przestępczości zorganizowanej. Nie mniej istotne jest także to, że zmniejszają motywację do opracowywania nowych produktów oraz pomysłów, wpływając w ten sposób negatywnie na światową innowacyjność, wzrost gospodarczy i zatrudnienie. Dlatego warto ten problem sobie uświadomić i głośno o tym mówić, aby ostrzegać innych i nie pozwolić czuć się fałszerzom bezkarnie.

Monika Jaworowska