世界上有很多不同類型的汽車愛好者。只要停下來仔細想一想就會發現，當某個汽車製造商推出新款汽車時，其他製造商也會購買幾部並拿回自己的工廠，然後分解看裡面有什麼新功能與新技術，如果這些新東西具有銷售價值，這些製造商就會在自己的車型裡運用類似的創新技術。

而一般人也認為技術之所以從歐洲和北美轉移至亞洲是因為亞洲企業購買這些區域的產品、分解後進而仿製相關技術。

以上是兩個可用來解釋專業領域中「反向還原工程」的普通案例。具體來說，就是反向還原工程師拿到一項產品，然後以法庭調查般地方式來分解，並了解製造時使用的元件與技術。

透過反向還原工程可以學習到一個設備是由什麼材料所製造、如何被製造，以及這種技術的應用情況，當然，這一切都是在法律規定的範圍內。

反向還原工程涵蓋的範圍廣泛，可以大至飛機或小至晶片，反向還原工程的發展有各種各樣的原因，不管從冷戰時期的偏執與狂熱（例如U2間諜飛機）、商業非法拷貝，甚至到競爭性情報以及與專利有關的法院訴訟。

除了廣為矚目的間諜飛機和中國噴氣式飛機在台灣降落之外，回頭看過去的幾十年間還能發現，反向還原工程對電子技術的傳播產生了重大影響，不僅僅是技術流向發展中的國家，並為亞洲電子工業的增長作出了貢獻。也許有技術假冒的傳言，但確是千真萬確。

總而言之，如果想進入一個新的領域，最簡單與最快的方法就是購買一個現成的產品並分解內部的構造。之後工程師就會知道需要買什麼零件，以及會面臨的技術挑戰。這些都能讓工程師有全面的看法。其實最基本的商業規則之一，就是了解市場競爭。

在冷戰時期，意識形態競爭是推動力，建立反向還原工程組織主要是分析軍事技術；同時電子硬體也逐漸增加其中的重要性。而在現今社會，反向還原工程的應用變得更商業化，也公認是競爭情報工作的一部分，並經常被用來支援專利授權活動。這些都是技術傳播的方式，不過建立在更嚴格的控制基礎上。

相對的，也不能低估和專利有關的商務。舉例來說，德州儀器（TI）和IBM每年專利版稅收入估計都超過10億美元。另外對一些陳舊的設備如核反應堆、飛機以及輪船上不再生產但仍需替換的舊元件也需要進行反向還原工程。

目前，簡單拆解已不足以滿足需要，電子技術的進步可將數十億電子零件及強大功能整合到一個元件上，使反向還原工程演變成為更專業的細分領域。因此，身為反向還原工程之廠商，必須在反向還原工程、半導體及電子系統分析領域擁有豐富的相關經驗，才能提供更專業的分析服務。

電子工業中的反向還原工程

關於反向還原工程，一般人問得最多的問題是：「它是合法的嗎」？對此可以簡短回答：「是的！」至少在半導體領域，反向還原工程不只在德國得到半導體保護法的保護，允許反向還原工程「…出於分析、評估或教學的需要…」，在其他國家也同時有相似的法規。在其他情況下，軟體領域可能出現模糊的情況，像是受版權因素等的影響，但總是有一些基本原則來判斷哪些事是可為或不可為。

電子行業反向還原工程客戶分為兩類，一類對技術信息情報感興趣，另一類則對專利相關的情報訊息感興趣。

對技術資訊情報感興趣的通常是限於製造商的領域，將反向還原工程用於產品開發、戰略性市場推廣或同類產品研究；對專利資訊情報感興趣的客戶通常是專利律師或製造商的知識產權部門，而另外一些從事IP交易的純專利授權公司數量也在逐漸增加中。

電子產品反向還原工程可大致分為幾種形式：

其詳細作法分析如下：

產品拆解

是電子業最簡單的反向還原工程形式，首先將設備分解，然後拍下電路板和組件的照片，並記錄零組件資訊。在這一階段重點是檢視設備內部有哪些元件，有許多公司利用這些數據整理材料清單，以及預估大概的製造費用。(圖一)是松下為NTT FOMA製造的手機分解圖，其中顯示了裡面的小型元件如LCD顯示器以及攝影模組等。

《圖一　手機分解圖》

系統分析

這部份可能會非常複雜，取決於要求分析的程度。例如在一件與專利有關的委託中，工程師需要確切了解一台數位相機是如何運作，以證明其使用發明。因此必須分解了好幾個產品才得到一個拆解後仍可正常工作的相機，並用探針將此介面連結在邏輯分析儀上。然後仔細研究設備的時脈，並將結果和專利進行對比，最後獲得證據證明相機使用了這項發明

線路提取

隨著元件尺寸的縮小，線路提取對半導體晶片而言變得日益困難，有時幾乎不可能。在過去的日子裡，工程師只需拍攝晶片不同的層面，把它們黏在一起，然後趴在地板上慢慢標出內部連接情況即可，如(圖二)。

《圖二　工程師在地板上標出內部連接情況》

如今的電晶體管柵極長度只有50nm，超出了光學顯微鏡的分辨率，工程師只能用電子顯微鏡來觀察晶體管，這也是半導體線路反向還原工程行業必須具備非常高的專業技術之原因。

現在工程師需要專門的SEM（掃描電子顯微鏡）來針對不同層級進行成像，再使用專門開發的軟體將每層數千張成像圖聯繫起來，盡量減少空間誤差，然後用更多軟體將這些不同的層級同步組合起來以消除層與層之間對位不齊的現象。以上步驟完成後，才可以實際進行所謂的線路提取。

(圖三)顯示了一個元件多晶矽晶體管層以及第一和第二金屬層的SEM圖像，以一些連接標注作為實例。完全線路分析意味著要記錄所有晶體管、層間所有連接或通孔， 以及各層所有內部連接，然後把它們整理成設計工程師看懂的電路原理圖。通常依次序提取出各線路模塊，然後按照要求將各模塊相互關聯中得到完整原理圖。這並非是一件簡短或容易的過程，但在有些情況下卻是不可或缺的！

《圖三　多晶矽晶體管層及第一和第二金屬層的SEM圖像》

製程分析

對於晶片在某些程度的分析上是更加直接，因為微分析工具在市面上出現已經有一段時間，每個晶圓廠都有各種設備用於製程控制和失效分析，而本文是採用實驗室級的設備。以手機為例，假如對照相模組裡的CMOS影像感應器感興趣，便可從手機上將照相模組取下來再拆開，並詳細記錄，一直拆到CMOS感應器的裸晶為止，如(圖四)。

《圖四　CMOS感應器裸晶》

之後開始分析晶片，圖中可見該元件是一個非常先進的影像感應器，像素尺寸非常小，只有2.85×2.85μm，所以重點是仔細檢查像素。(圖五)顯示了在像素區觀察到的一些特性。

簡單解釋以下幾個專有名詞：TEM（透射電子顯微鏡）可透視樣品內部，提供元件結構的高解析度圖片；SCM（掃描電容顯微鏡）可以用來觀察到晶片形成實際工作電晶體、電阻等的正負摻雜情況。

《圖五　像素區觀察到的特性》

新挑戰不斷出現

對反向還原工程師而言，電子行業裡的生活絕對不會變得更輕鬆。在半導體領域，下一個挑戰將是65nm元件，一些晶圓廠已經開始准備生產該製程之晶圓。而消費電子市場不斷從一個殺手級應用跳向另一個殺手級應用，所以反向還原工程師也必須在不斷出現的先進發明中面對更新的挑戰。反向還原工程必須不斷地進步，不只是趕上電子與設計的腳步，更要在各式各樣不同的需求中滿足客戶，這也成為這個行業的準則。

（作者為Chipworks資深技術分析師）

延 伸 閱 讀

未來智慧手機的電源管理技術 半導體晶片之系統反向還原工程(reverse engineering)與分析廠商Chipworks日前發佈其分析微軟(Microsoft)Xbox 360遊戲機的關鍵晶片之報告，並提供詳細技術報告供需要者洽購。相關介紹請見「 微軟Xbox 360的關鍵晶片採用先進製程」一文。 加拿大商Chipworks公司CEO羅德洛（Terry Ludlow）指出，善用專利情報及「反向還原工程」，台灣的半導體產業可在國際專利訴訟戰中「反守為攻」，為自己取得交叉授權及談判的有利地位，並可避免「專利巨魔」的巨額索賠。你可在「 斬專利巨魔 半導體業靠兩把刀 」一文中得到進一步的介紹。 而台灣科技產業成長快速之無線技術產品如RFID、智慧卡與數位廣播等，與無線網路技術之802.11n、Zigbee、UWB及WiMax等，也讓台灣成為Chipworks重要之發展新據點，台灣客戶目前以技術情報服務居多，而因應智財權日益受到重視，因此專利情報服務也正逐漸起步，以免未來台灣廠商因為侵權得付出高額賠償費用。在「 台灣科技帶動反向還原工程新成長契機」一文為你做了相關的評析。

市場動態

市場研究公司ABI Research發表報告指出，下一代802.11n Wi-Fi標準的發展正按部就班地進行，其標準將底定，而晶片組可能到2006年年底前上市，且新標準將提供超過乙太網路的速度。提出802.11n標準的兩大陣營在2005年年初曾同意協調雙方的提案。然而不久後，以英特爾（Intel）為首的部份晶片製造商和其它供應商組成了增強無線聯盟（Enhanced Wireless Consortium；EWC），因此也提出了第三方案。相關介紹請見「 802.11n標準明年可望通過　眾廠商圍剿Airgo」一文。 台北市政府研考員會與安源資訊舉辦「台北無線寬頻城」WIFLY 營運發表會，宣布北市無線網路無線接取盒（Access Point）布建數達兩千三百個、覆蓋面積達二十八點八平方公里、涵蓋人口數達五成，領先全球。你可在「 台北無線寬頻網路涵蓋人口達五成 領先全球」一文中得到進一步的介紹。 WiMax是一項新興的無線通信技術，能提供網際網路的高速連接。無論在傳輸距離、數據傳輸速度、建網成本方面都是一個很理想的寬頻無線接入解決方案。但是如何創造出穩定的、產品供應商和營運商雙贏的商業營利模式，則再一次考驗WiMax組織和電信業者。在「 新興寬頻無線接入技術-WiMax」一文為你做了相關的評析。