近日EDN小编在IEEE上看到了一个惊天的视频，瑞士的一组研究人员能把商业处理器一层层的暴露出来。视频中，他们将一束X光射向英特尔处理器中的一块芯片，从而立体地重现了芯片内晶体管和线路的拥挤排列。
该团队说，未来这一成像技术可以继续拓展，用于为芯片内部结构创建高分辨率大比例图像。芯片行业可以通过探索成品芯片内部结构，来对其进行逆向工程或者检查知识产权是否被滥用。
这些瑞士人的逆向工程工具，是采用渐进的方式剥离处理器的每一层，然后使用电子显微镜，每次为芯片的一小块位置拍摄图像。
图：从X射线射向Intel G3260处理器，通过衍射数据重建了铜线（黄色）层到晶体管级。
“再研究几年这样的工作，人们就可以放入芯片，然后得出原理图。”南加州大学的Anthony Levi介绍说，“芯片制造业的完全透明指日可待。这将迫使我们重新思考计算是什么？以及对于一家公司来说，在计算行业增加价值意味着什么。”
当然，这种方法除了被大范围地用于拆解竞争对手的芯片，它也会有一些“积极”的作用，比如：验证一个芯片是否只包含有预先设定的特性，而并不含有“硬件木马”，即被用于恶意目的的附加电路。
这项研究是Paul Scherrer Institute的Swiss Light Source设备上进行的。该设备是一台同步加速器；它可以使电子加速到接近光速以生成X射线。
当瑞士团队使一束X光穿过一台22纳米的英特尔处理器时，不同的电路元件（铜线、硅晶体管等）以不同方式对光线进行散射，造成相长与相消干涉。研究人员将光束从各种不同的角度对准样本，通过使用一种被称为X射线叠层成像（ptychography）的技术，可以从产生的衍射图形中重现芯片的内部结构。
该技术在所有方向上的分辨率都是14.6纳米，这只能提供单个晶体管部件相当模糊的图像。分辨率能够得到改善，但由于摩尔定律的缘故，要全速前进才能赶上芯片行业的步伐。
这并不是研究人员第一次试图使用X射线来绘制集成电路的内部图像，研究小组成员Gabriel Aeppli说。“但是现在的分辨率要优于之前。尺寸也更大了，”他说，“与能够使用其他技术操作的集成电路相比，芯片是个大块头了。”
成像本身也是不小的成就。样品必须保持稳定，且必须使用干涉仪来不断测量其位置。进行X射线测量需要24个小时，数据处理大概也需要同样长的时间，团队负责人Mirko Holler说。不过增加计算机应该很容易加快这一速度，他说。X射线源以及其他实验仪器部件的改进也能够将成像速度提高1000倍。
虽然X射线叠层成像确实有可能产生更大、像素更高的图像，但还是面临若干障碍。
例如，越来越小的芯片对于分辨率来说是个挑战，“芯片行业已经领先于这项技术了。”他说。
另一个阻碍是需要同步光源。芯片制造工厂中不太可能出现这些机器，不过有其他国家已出现了一些这类设施。
目前的成像技术，比较适合一些落后制造工艺生产的芯片，这样可以获得更大的特征。许多用于军队和空间应用的芯片就属于这类。
通过x光成像看整个芯片，还有个好处是：可以将芯片与初始设计进行比较，查看是否存在任何明显缺陷、或者被放入了任何额外电路。
不过EDN小编认为，虽然这项技术看着很酷，但即使能获得完整的结构物理图，考虑到现在多数芯片都有海量的软件在其中，弄清楚芯片中发生的情况可能不是那么简单，所以反向工程并不是那么好做。
不过，这种技术似乎对于工艺流程验证来说会很有用，可以轻松的验证间距和尺寸，而不用触碰晶圆，这会是一个理想的故障分析工具。
（参考资料：IEEE Spectrum）
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