本發(fā)明關(guān)于一種半導(dǎo)體裝置，特別是一種使用一實(shí)體晶片認(rèn)證測(cè)量裝置的半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)：

對(duì)于個(gè)人資料、企業(yè)或政府機(jī)密資訊的資訊管理系統(tǒng)、用以管理無多個(gè)產(chǎn)業(yè)設(shè)施的生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)，以及軍事設(shè)施內(nèi)部的通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等等，需要具有最高的安全性，因此，這些設(shè)備可能會(huì)由外部切斷網(wǎng)絡(luò)。然而，設(shè)施內(nèi)部使用的裝置或該裝置的控制程序(plc)的更新等，需要一連串的維護(hù)作業(yè)，因此不可能完全切斷與外部的接觸。利用高度的加密技術(shù)的防護(hù)技術(shù)的強(qiáng)化固然有必要，但最困難的是以保持最新的防護(hù)技術(shù)來管理設(shè)施內(nèi)所有設(shè)備。因其無法達(dá)成，故何時(shí)被開啟后門、何時(shí)泄漏資訊都沒發(fā)現(xiàn)的情況很多。實(shí)際上有報(bào)告如此設(shè)施內(nèi)部的資訊外泄或設(shè)施內(nèi)部的病毒感染的例子。

在封閉的網(wǎng)絡(luò)中，為了安全性而不使其與外部接觸反而常發(fā)生系統(tǒng)更新延誤、安全性脆弱的例子。并且，在特殊的裝置中，也有很多變得無法更新系統(tǒng)的例子。進(jìn)而，為了完全對(duì)應(yīng)設(shè)施內(nèi)所有設(shè)備、機(jī)器，人工作業(yè)變得浩大，也成為對(duì)策費(fèi)用高升的原因。

裝置間網(wǎng)絡(luò)的基本單位為ic晶片(半導(dǎo)體晶片)。在此，如同人類使用指紋或視網(wǎng)膜等生物資訊進(jìn)行個(gè)人認(rèn)證，半導(dǎo)體晶片也有許多新的技術(shù)方提案用來辨識(shí)各個(gè)半導(dǎo)體晶片，其利用各晶片固有的實(shí)體特性來防止偽造，也即所謂的〝實(shí)體晶片認(rèn)證〞(簡(jiǎn)稱為pcid)。在傳統(tǒng)的安全技術(shù)方案中，若防拷功能被破解，則可以輕易地復(fù)制例如id或加密金鑰等等廣泛使用的資料。然而，pcid可使其非常難復(fù)制任何數(shù)位資料。一般而言，pcid相對(duì)于網(wǎng)絡(luò)攻擊，非常有效地給予網(wǎng)絡(luò)防護(hù)者充分的優(yōu)勢(shì)。

作為活用pcid測(cè)量裝置的方法，有許多提案利用于半導(dǎo)體晶片的認(rèn)證。然而，這些幾乎著眼于監(jiān)測(cè)半導(dǎo)體晶片的實(shí)體特性作為亂數(shù)，本來應(yīng)需考慮到于網(wǎng)絡(luò)上的使用方法。例如，若中間夾有僅取代認(rèn)證的偽造晶片，即使使用半導(dǎo)體晶片固有的實(shí)體亂數(shù)，防復(fù)制功能也會(huì)被破壞。

以半導(dǎo)體晶片的實(shí)體特性產(chǎn)生用于pcid的亂數(shù)的方法，大約分為兩種。一種是利用電路的偏差的電路pcid，另一種是應(yīng)用電路以外的微細(xì)結(jié)構(gòu)的偏差(制造pcid)(參照日本特開2015-201884號(hào)公報(bào))。電路pcid進(jìn)一步分為利用電路的走線延遲(延遲pcid)(參照國(guó)際公開wo2011118548a1號(hào))及利用電路的亞穩(wěn)態(tài)(亞穩(wěn)態(tài)pcid)(參照日本特開2013-131868號(hào)公報(bào))。延遲pcid利用ic內(nèi)以相同設(shè)計(jì)規(guī)格積體化的多個(gè)電路的作動(dòng)時(shí)間的無法控制的偏差。所利用的電路的代表例子，有仲裁電路、短時(shí)脈沖波形干擾(glitch)電路、環(huán)形振蕩電路等。亞穩(wěn)態(tài)pcid所使用的電路主要為靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體(下稱sram)及閂鎖電路(蝶形puf電路)。電路pcid的共通點(diǎn)是輸出不穩(wěn)定，容易被溫度等外部環(huán)境影響且不易抵抗錯(cuò)誤攻擊。進(jìn)而，延遲pcid還有個(gè)體差異小的問題。無論如何，有必要增加放大電路或溫度感測(cè)電路等，對(duì)設(shè)計(jì)的負(fù)荷增加。因此，對(duì)pcid資料長(zhǎng)度的限制加大，pcid資料本身的長(zhǎng)度變短。如此，即使輸出為隨機(jī)性，被賦予認(rèn)證的晶片的數(shù)量會(huì)被限制。此意味著無法用于網(wǎng)絡(luò)連接所有物品的物聯(lián)網(wǎng)(internet-of-things，下稱iot)。制造pcid利用有意地積體化的層間貫孔的制造偏差所引起的隨機(jī)斷線。然而，有必要將以往的半導(dǎo)體制品未包括的特殊構(gòu)造積體化，對(duì)制造步驟的負(fù)荷增加，可說是對(duì)于普及于iot整體的難度很高。相似的有日本特開2015-139010號(hào)公報(bào)，在預(yù)先增設(shè)于晶片的電熔絲等的記憶體區(qū)域中寫入半導(dǎo)體晶片固有的實(shí)體亂數(shù)資料。此也須于晶片上增設(shè)多余的記憶體區(qū)域，故有晶片成本上升的問題。有關(guān)其他puf技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參照非專利文獻(xiàn)1(http://www.nikkei.com/article/dgxmzo96095160u6a110c1000000/)及非專利文獻(xiàn)2(fatemehtehranipoor,“drambasedintrinsicphysicalunclonablefunctionsforsystemlevelsecurity”,inieee2015)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的為提供一種認(rèn)證方法，于半導(dǎo)體晶片間的pcid通訊功能中，對(duì)于偽造或?qū)W(wǎng)絡(luò)介入具有較低的風(fēng)險(xiǎn)。

本發(fā)明的目的為解決以往pcid技術(shù)中，個(gè)體差異小、不穩(wěn)定、不易抵抗溫度變化等難處，增加pcid用單元或電路而產(chǎn)生增加費(fèi)用等所有問題。

本發(fā)明的一實(shí)施例公開一種包括一半導(dǎo)體晶片的半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體晶片包括一模組區(qū)域和一測(cè)試電路。該模組區(qū)域包括多個(gè)模組區(qū)塊，各模組區(qū)塊包括一記憶胞陣列及一周邊記憶體區(qū)域，該記憶胞陣列具有冗余位元線，而該周邊記憶體區(qū)域至少儲(chǔ)存冗余位址。該測(cè)試電路讀取該半導(dǎo)體晶片固有的冗余位址，該冗余位址的分布以亂數(shù)方式所產(chǎn)生的相關(guān)于該模組區(qū)域的部份或全部模組區(qū)塊的位址。其中，該測(cè)試電路根據(jù)由一實(shí)體晶片認(rèn)證(pci)測(cè)量裝置所接收的一指定碼，而將一亂數(shù)輸出至該半導(dǎo)體晶片，該亂數(shù)依據(jù)該半導(dǎo)體晶片固有的實(shí)體特性所產(chǎn)生。

該半導(dǎo)體晶片另包括一數(shù)位碼產(chǎn)生電路，該數(shù)位碼產(chǎn)生電路根據(jù)一特定方式使用該亂數(shù)產(chǎn)生一輸出認(rèn)證碼。

該測(cè)試電路將該亂數(shù)與一輸入認(rèn)證碼相組合，使得該數(shù)位碼產(chǎn)生電路產(chǎn)生該輸出認(rèn)證碼。其中，該輸入認(rèn)證碼由該實(shí)體晶片認(rèn)證(pci)測(cè)量裝置接收。

該數(shù)位碼產(chǎn)生電路該半導(dǎo)體晶片內(nèi)建的電路，并且為可程序修改(programmodifiable)。

該數(shù)位碼產(chǎn)生電路根據(jù)該亂數(shù)產(chǎn)生一輸出認(rèn)證碼，且該輸出認(rèn)證碼傳送至該實(shí)體晶片認(rèn)證(pci)測(cè)量裝置。

該模組區(qū)域?yàn)橐话雽?dǎo)體記憶體區(qū)域。

用以產(chǎn)生該亂數(shù)的該模組區(qū)域?yàn)橐话雽?dǎo)體記憶體區(qū)域。

該半導(dǎo)體晶片封裝于一封裝體，而該輸出認(rèn)證碼作為該封裝體的該輸出認(rèn)證碼。

本發(fā)明的另一實(shí)施例公開一種使用一實(shí)體晶片認(rèn)證(pci)測(cè)量裝置對(duì)一半導(dǎo)體晶片認(rèn)證的方法，包括：由該實(shí)體晶片認(rèn)證(pci)測(cè)量裝置傳送一指定碼至該半導(dǎo)體晶片；由該半導(dǎo)體晶片輸出一輸出認(rèn)證碼；由該實(shí)體晶片認(rèn)證(pci)測(cè)量裝置接收該輸出認(rèn)證碼；以及由該實(shí)體晶片認(rèn)證(pci)測(cè)量裝置識(shí)別該半導(dǎo)體晶片。

本發(fā)明的再一實(shí)施例公開一種使用一實(shí)體晶片認(rèn)證(pci)測(cè)量裝置對(duì)一半導(dǎo)體晶片認(rèn)證的方法，包括：由該實(shí)體晶片認(rèn)證(pci)測(cè)量裝置傳送一指定碼及一輸入認(rèn)證碼至該半導(dǎo)體晶片；由該半導(dǎo)體晶片輸出一輸出認(rèn)證碼；由該實(shí)體晶片認(rèn)證(pci)測(cè)量裝置接收該輸出認(rèn)證碼；以及由該實(shí)體晶片認(rèn)證(pci)測(cè)量裝置識(shí)別該半導(dǎo)體晶片。

本發(fā)明的有益效果是：合并于該半導(dǎo)體晶片或封裝體內(nèi)且用以由該半導(dǎo)體固有的實(shí)體特性讀取亂數(shù)的電路，需要以專門用來讀取晶片資料的特殊指令讀取，否則無法動(dòng)作。如此便能夠提升安全性。并且，通過指定讀取晶片固有的實(shí)體特性的區(qū)域或模式，可不特定輸出的亂數(shù)。并且，內(nèi)嵌電路可設(shè)計(jì)為僅作為讀取之用，相較于記憶體區(qū)域，電路面積幾乎可以忽略。

附圖說明

圖1：關(guān)于本發(fā)明的pcid測(cè)量裝置及被認(rèn)證晶片，由輸入認(rèn)證碼生成輸出認(rèn)證碼的一例示圖；

圖2：關(guān)于本發(fā)明的pcid測(cè)量裝置及被認(rèn)證晶片，由輸入認(rèn)證碼生成輸出認(rèn)證碼的一例示圖；

圖3：關(guān)于本發(fā)明的pcid測(cè)量裝置及被認(rèn)證晶片，由輸入認(rèn)證碼生成輸出認(rèn)證碼的一例示圖；

圖4：關(guān)于本發(fā)明的pcid測(cè)量裝置及被認(rèn)證晶片，由輸入認(rèn)證碼生成輸出認(rèn)證碼的一例示圖；

圖5：關(guān)于本發(fā)明的pcid測(cè)量裝置及被認(rèn)證晶片，由輸入認(rèn)證碼生成輸出認(rèn)證碼的一例示圖；

圖6：由pcid測(cè)量裝置及pcid裝置組成的網(wǎng)絡(luò)的一例示圖；

圖7：由pcid測(cè)量裝置及pcid裝置組成的網(wǎng)絡(luò)的一例示圖；

圖8：sip的一例示圖；

圖9：內(nèi)建dram處理器的一例示圖；

圖10：內(nèi)建dram處理器的一例示圖；

圖11：將dram記憶胞的全位元線位址縱向積層，并使已使用的位元線的冗余位址為黑色的一例示圖；

圖12：將dram的全冗余位元線位址縱向積層，并使已使用的位元線的冗余位址為黑色的一例示圖；

圖13：對(duì)應(yīng)圖1及式1的函數(shù)的實(shí)施例圖；

圖14：對(duì)應(yīng)圖2及式2的函數(shù)的實(shí)施例圖；

圖15：對(duì)應(yīng)圖3及式3的函數(shù)的實(shí)施例圖；

圖16：對(duì)應(yīng)圖4及式4的函數(shù)的實(shí)施例圖；

圖17：對(duì)應(yīng)圖5及式5的函數(shù)的實(shí)施例圖。

附圖標(biāo)記說明

1系統(tǒng)封裝

2處理器

3非揮發(fā)性記憶體

4dram晶片

5類比單元

6高頻單元

7感測(cè)器

8封裝體

9處理器

10內(nèi)建dram

11外部dram

12處理器晶片

13處理器

14內(nèi)建dram

15所有位元線

16用于重新分配的冗余位元線

17所有冗余位址線

具體實(shí)施方式

以下參照?qǐng)D式說明本發(fā)明的實(shí)施例。并且，以下使用dram的位元線的冗余位址作為由半導(dǎo)體晶片固有的實(shí)體特性產(chǎn)生的亂數(shù)的一例來說明，但本發(fā)明不限定于此，以字元線或電源調(diào)整等所有使用設(shè)置于記憶體區(qū)域周邊的電熔絲等，或使用電熔絲等的所有半導(dǎo)體為對(duì)象。并且，本說明書中公開的實(shí)施例為一個(gè)例子，并不限定于此。

(實(shí)施例1)圖1表示pcid測(cè)量裝置對(duì)被認(rèn)證晶片所進(jìn)行的認(rèn)證中由輸入認(rèn)證碼至輸出認(rèn)證碼的概要。首先，被認(rèn)證的半導(dǎo)體裝置至少含有被認(rèn)證晶片。接著，該被認(rèn)證晶片包括一模組區(qū)域，該模組區(qū)域包括多個(gè)模組區(qū)塊，各模組區(qū)塊包括至少一記憶胞陣列(dram等)及一周邊記憶體區(qū)域(例如電熔絲記憶體區(qū)域)。該記憶胞陣列可包括冗余位元線。該周邊記憶體區(qū)域可儲(chǔ)存冗余位址及其他記憶體控制所需的編碼(電壓控制碼等)。該周邊記憶體區(qū)域可例如為電熔絲記憶體。舉例來說，被認(rèn)證晶片具有例如測(cè)定dram的位元線冗余位址的測(cè)試電路。

此外，舉例來說，被認(rèn)證晶片可包括一數(shù)位碼產(chǎn)生電路，其標(biāo)記為〝modf〞，用以由該輸入認(rèn)證碼及dram的位元線冗余位址輸出該輸出認(rèn)證碼。該pcid測(cè)量裝置可傳送一特殊測(cè)試模式{t(a)}及一輸入認(rèn)證碼{c(i)}至被認(rèn)證晶片，以偵測(cè)該冗余位址。c(i)可保有一可變晶片識(shí)別碼{i}作為引數(shù)(argument)。{t(a)}可保有一指定碼{a}作為引數(shù)(argument)，其用以指定位元線的冗余位址的一讀取區(qū)域，或是指定一讀取模式。測(cè)試電路可讀取冗余位址資料(其相關(guān)于該部分或全部的模組區(qū)塊而亂數(shù)形成)，并將讀取結(jié)果{r(a)}傳送至該數(shù)位碼產(chǎn)生電路modf。在此，{r(a)}可為根據(jù)被認(rèn)證晶片固有的實(shí)體特性生成的亂數(shù)相對(duì)于該指定碼{a}的輸出。數(shù)位碼產(chǎn)生電路modf依照一既定方式產(chǎn)生一輸出認(rèn)證碼{d(i,a)}。該既定方式根據(jù)式1使{c(i)}及{r(i,a)}進(jìn)行復(fù)合，之后再將{d(i,a)}傳送至pcid測(cè)量裝置，該pcid測(cè)量裝置可根據(jù){a}、{c(i)}及{d(i,a)}進(jìn)行被認(rèn)證晶片的認(rèn)證。

d(i,a)＝modf(c(i)+r(a))(式1)

圖13表示圖1的式1的實(shí)施例。并且，該圖實(shí)施例的例示，并非限定于此。

(實(shí)施例2)圖2表示pcid測(cè)量裝置對(duì)被認(rèn)證晶片進(jìn)行認(rèn)證時(shí)，由輸入認(rèn)證碼認(rèn)證輸出認(rèn)證碼的認(rèn)證程序。舉例來說，被認(rèn)證晶片可具有測(cè)定dram的位元線冗余位址的一測(cè)試電路。并且，舉例來說，被認(rèn)證晶片可具有一數(shù)位碼產(chǎn)生電路modv，其根據(jù)dram的位元線冗余位址及輸入認(rèn)證碼來輸出該輸出認(rèn)證碼，該數(shù)位碼產(chǎn)生電路modv的程序可變更。

該pcid認(rèn)證測(cè)量裝置可傳送一特殊測(cè)試模式{t(a)}以及一輸入認(rèn)證碼{c(i)}至被認(rèn)證晶片以偵測(cè)該冗余位址。{c(i)}可保有一可變晶片識(shí)別碼{i}作為引數(shù)(argument)。{t(a)}可保有一指定碼{a}作為引數(shù)(argument)，其用以指定位元線的冗余位址的一讀取區(qū)域，或是指定一讀取模式。該測(cè)試電路可讀取冗余位址資料，并將讀取結(jié)果{r(a)}傳送至該數(shù)位碼產(chǎn)生電路modv。在此，{r(a)}可為根據(jù)被認(rèn)證晶片固有的實(shí)體特性生成的亂數(shù)相對(duì)于該指定碼{a}的輸出。該數(shù)位碼產(chǎn)生電路modv依照式2由{c(i)}及{r(a)}產(chǎn)生一輸出認(rèn)證碼{d(i,a)}，并將{d(i,a)}傳送至該pcid認(rèn)證測(cè)量裝置。該pcid認(rèn)證測(cè)量裝置根據(jù){a}、{c(i)}及{d(i,a)}進(jìn)行被認(rèn)證晶片的認(rèn)證。

d(i,a)＝modv(c(i)+r(a))(式2)

圖14表示圖2的式2的實(shí)施例。并且，該圖實(shí)施例的例示，并非限定于此。

(實(shí)施例3)圖3表示該pcid測(cè)量裝置對(duì)被認(rèn)證晶片進(jìn)行認(rèn)證時(shí)，由輸入認(rèn)證碼認(rèn)證輸出認(rèn)證碼的認(rèn)證程序。舉例來說，被認(rèn)證晶片可具有例如測(cè)定dram的位元線冗余位址的一測(cè)試電路。并且，舉例來說，被認(rèn)證晶片可具有一數(shù)位碼產(chǎn)生電路modf，其根據(jù)dram的位元線冗余位址及輸入認(rèn)證碼來輸出該輸出認(rèn)證碼。

該pcid測(cè)量裝置可傳送一特殊測(cè)試模式{t(a)}至該被認(rèn)證晶片，以偵測(cè)該冗余位址。{t(a)}可保有一指定碼{a}作為引數(shù)(argument)，其用以指定位元線的冗余位址的一讀取區(qū)域，或是指定一讀取模式。該指定碼{a}也可做為輸入認(rèn)證碼。該測(cè)試電路可讀取冗余位址資料，并將讀取結(jié)果{r(a)}傳送至該數(shù)位碼產(chǎn)生電路modf。在此，{r(a)}可為根據(jù)被認(rèn)證晶片固有的實(shí)體特性生成的亂數(shù)相對(duì)于該指定碼{a}的輸出。該數(shù)位碼產(chǎn)生電路modf電路依照式3由{r(a)}產(chǎn)生一輸出認(rèn)證碼{d(a)}，并將{d(a)}傳送至pcid測(cè)量裝置，該pcid測(cè)量裝置根據(jù){a}及{d(a)}進(jìn)行被認(rèn)證晶片的認(rèn)證。

d(a)＝modf(r(a))(式3)

圖15表示圖3的式3的實(shí)施例。并且，該圖實(shí)施例的例示，并非限定于此。

(實(shí)施例4)圖4表示pcid測(cè)量裝置對(duì)被認(rèn)證晶片進(jìn)行認(rèn)證時(shí)，由輸入認(rèn)證碼認(rèn)證輸出認(rèn)證碼的認(rèn)證程序。舉例來說，被認(rèn)證晶片可具有測(cè)定dram的位元線冗余位址的一測(cè)試電路。并且，舉例來說，被認(rèn)證晶片可具有一數(shù)位碼產(chǎn)生電路modv，其根據(jù)dram的位元線冗余位址及輸入認(rèn)證碼來輸出該輸出認(rèn)證碼，該數(shù)位碼產(chǎn)生電路modv電路的程序可變更。

該pcid測(cè)量裝置可傳送一特殊測(cè)試模式{t(a)}至被認(rèn)證晶片，以偵測(cè)該冗余位址。{t(a)}可保有一指定碼{a}作為引數(shù)(argument)，其用以指定位元線的冗余位址的一讀取區(qū)域，或是指定一讀取模式。{a}也可作為一輸入認(rèn)證碼。該測(cè)試電路可讀取冗余位址資料，并將讀取結(jié)果{r(a)}傳送至該數(shù)位碼產(chǎn)生電路modv。在此，{r(a)}可為根據(jù)被認(rèn)證晶片固有的實(shí)體特性生成的亂數(shù)相對(duì)于該指定碼{a}的輸出。該數(shù)位碼產(chǎn)生電路modv依照式4由{r(a)}產(chǎn)生一輸出認(rèn)證碼{d(a)}，并將{d(a)}傳送至該pcid測(cè)量裝置，該pcid測(cè)量裝置根據(jù){a}及{d(a)}進(jìn)行被認(rèn)證晶片的認(rèn)證。

d(a)＝modv(r(a))(式4)

圖16表示圖4的式4的實(shí)施例。并且，該圖實(shí)施例的例示，并非限定于此。

(實(shí)施例5)圖5表示該pcid測(cè)量裝置對(duì)被認(rèn)證晶片進(jìn)行認(rèn)證時(shí)，由輸入認(rèn)證碼認(rèn)證輸出認(rèn)證碼的認(rèn)證程序。舉例來說，被認(rèn)證晶片可具有例如測(cè)定dram的位元線冗余位址的一測(cè)試電路。

該pcid測(cè)量裝置可傳送一特殊測(cè)試模式{t(a)}至該被認(rèn)證晶片，以偵測(cè)該冗余位址。{t(a)}可保有一指定碼{a}作為引數(shù)(argument)，其用以指定位元線的冗余位址的一讀取區(qū)域，或是指定一讀取模式。{a}也可做為輸入認(rèn)證碼。該測(cè)試電路讀取冗余位址資料，并依照式5將讀取結(jié)果{r(a)}作為輸出認(rèn)證碼{d(a)}，并傳送至該pcid測(cè)量裝置，該pcid測(cè)量裝置根據(jù){a}及{d(a)}進(jìn)行被認(rèn)證晶片的認(rèn)證。

d(a)＝r(a)(式5)

圖17表示圖5的式5的實(shí)施例。并且，該圖實(shí)施例的例示，并非限定于此。

(實(shí)施例6)如圖6所示，作為一例示，本實(shí)施例多個(gè)被認(rèn)證晶片(包括pcid裝置)連接于pcid測(cè)量裝置所形成的網(wǎng)絡(luò)。連接至一個(gè)pcid測(cè)量裝置的被認(rèn)證晶片的數(shù)量沒有限制。并且，該pcid測(cè)量裝置被特別安全地管理運(yùn)作。

(實(shí)施例7)如圖7所示，作為一例示，本發(fā)明可以是包括多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元的網(wǎng)絡(luò)，其中，多個(gè)被認(rèn)證晶片可連接至一pcid測(cè)量裝置，構(gòu)成各網(wǎng)絡(luò)單元的被認(rèn)證晶片的數(shù)量沒有限制，各網(wǎng)絡(luò)單元間的連接可通過連接各個(gè)pcid測(cè)量裝置來達(dá)成。并且，pcid測(cè)量裝置被特別安全地管理運(yùn)作。

(實(shí)施例8)如圖8所示，一般而言會(huì)將至少一個(gè)dram晶片4整合至系統(tǒng)封裝(sip)1內(nèi)，該sip1可將多個(gè)半導(dǎo)體晶片封裝在一起。因此，可將sip1內(nèi)的dram的冗余位元線位址的各別差異做為sip晶片的pcid。此外，合并包裝的晶片的組合有很多種，并不限定于此圖的例示。本實(shí)施例的sip可包括一處理器2、一非揮發(fā)性記憶體3、一類比單元5、一高頻單元6及一感測(cè)器7。

(實(shí)施例9)如圖9所示，在一封裝體8包括一內(nèi)建dram10以及一處理器9的情況下，可將該封裝體8內(nèi)的內(nèi)建dram10的位元線的冗余位址的各別差異應(yīng)用為處理器9的pcid。并且，如圖10所示，在一處理器晶片12內(nèi)可設(shè)有一內(nèi)建dram14的情況下，可將dram14的冗余位址的各別差異做為一處理器13的pcid。本實(shí)施例包括dram14的處理器可也可使用外部dram11。

(實(shí)施例10)傳統(tǒng)的dram記憶胞陣列可通常預(yù)先包括的多余的位元線(冗余位元線)，以便在某些位元線發(fā)生不可避免的錯(cuò)誤而被排除時(shí)，作為遞補(bǔ)之用。也即，用以將所排除的位元線的位址重新分配至該冗余位元線的位址。在此，用于重新分配的冗余位元線的位址稱為冗余位址。存取像這樣被除去的位元線時(shí)，會(huì)呼叫對(duì)應(yīng)的冗余位址。

在圖11中，可將水平延伸且分別連接至多個(gè)dram記憶胞的所有位元線15縱向堆層。這些位元線的位址可分配至各列，而某些位元線的位址可能發(fā)生不可避免的錯(cuò)誤而遭到排除。這些被排除的位元線(被重新分配至對(duì)應(yīng)的冗余位址)，也即用于重新分配的冗余位元線16，在圖式中顯示為黑色。黑色線條的數(shù)量顯示很多冗余位址被使用。在傳統(tǒng)dram晶片產(chǎn)品的使用當(dāng)中，一般使用下無法得知哪一個(gè)位元線為冗余，但據(jù)推測(cè)可能可通過使用一特殊測(cè)試模式來推得冗余位址。因此，本圖可顯示冗余位址的分布為dram晶片固有的實(shí)體特性，且可作為pcid用以辨識(shí)dram晶片。也可能通過人為地排除一部份的位址、將某些位址相乘，或是將多個(gè)方法組合等方式，來擾動(dòng)冗余位址的分布。因此，如圖所示，可對(duì)應(yīng)被認(rèn)證晶片形成類似條碼的圖形。

(實(shí)施例11)圖12表示僅將dram晶片的所有冗余位址線17縱向堆疊，其中，將用于重新分配的冗余位元線16(用于重新分配至所排除的位元線)的冗余位址標(biāo)示為黑色。如此，可發(fā)現(xiàn)許多冗余位元線16用于重新分配。在每個(gè)記憶胞都為正常存取的情況下，一般使用下無法得知哪些位址重新分配至冗余位址，但通過應(yīng)用一特殊測(cè)試模式有可能能夠區(qū)別冗余位址。因此，本圖可顯示冗余位址的分布為dram晶片固有的實(shí)體特性，且可作為pcid用以辨識(shí)dram晶片。也可能通過人為地排除一部份的位址、將某些位址相乘，或是將多個(gè)方法組合等方式，來擾動(dòng)冗余位址的分布。因此，如圖所示，可對(duì)應(yīng)被認(rèn)證晶片形成類似條碼的圖形。

本發(fā)明可關(guān)于pcid系統(tǒng)，其通過使用傳統(tǒng)半導(dǎo)體記憶體裝置內(nèi)存在的冗余位址的分布狀態(tài)，來辨別半導(dǎo)體晶片的各別差異。該系統(tǒng)可包括一讀取電路，用以讀取該半導(dǎo)體記憶體晶片的一既定區(qū)域的冗余位元線的位址，以及包括一數(shù)位碼產(chǎn)生電路，用以由該冗余位元線的位址所讀取的資料產(chǎn)生一輸出認(rèn)證碼。特別是在dram(其為一典型記憶體裝置)中，對(duì)應(yīng)于重新分配的位元線的冗余位址可亂數(shù)產(chǎn)生。亂數(shù)情況的數(shù)量(資訊熵)可為非常大且足以辨識(shí)數(shù)量非常龐大的半導(dǎo)體裝置的各別差異。并且，若從一dram晶片復(fù)制一冗余碼(其用于取得關(guān)于冗余位址的資料)至另一dram晶片，則在復(fù)制有冗余碼的晶片中，所復(fù)制的冗余碼可能與實(shí)際需要的冗余碼不匹配，因此復(fù)制有冗余碼的dram晶片可能發(fā)生誤動(dòng)作。借此，也可提供防復(fù)制的保護(hù)機(jī)制。此外，dram已廣泛且大量地用于sip中作為內(nèi)建的dram，這使得pcid可配置于相同的封裝體中或配置于相同的晶片上。

對(duì)于dram、內(nèi)建dram處理器、sip、sram、內(nèi)建sram、場(chǎng)可程序閘陣列(fpga)、非揮發(fā)性記憶體等使用電熔絲的制品，或封裝內(nèi)具有使用電熔絲的晶片的制品，或晶片內(nèi)建使用電熔絲的裝置的制品，本發(fā)明能夠提供低價(jià)及高可靠性的pcid。

以下，討論本發(fā)明欲解決的問題。

可將一個(gè)測(cè)試電路合并于該晶片或封裝體內(nèi)，用以讀取該半導(dǎo)體晶片產(chǎn)生亂數(shù)的固有實(shí)體特性。

為了讀取動(dòng)作方法，將一數(shù)位碼產(chǎn)生電路與上述測(cè)試電路一并安裝于上述晶片或封裝體，該數(shù)位碼產(chǎn)生電路對(duì)應(yīng)一輸入認(rèn)證碼(challenge)從一亂數(shù)(由該晶片固有的實(shí)體特性產(chǎn)生)產(chǎn)生一輸出認(rèn)證碼(response)。

上述的測(cè)試電路和產(chǎn)生電路整體可稱為pcid裝置。半導(dǎo)體裝置內(nèi)所發(fā)現(xiàn)的冗余位址可用來識(shí)別半導(dǎo)體裝置的各別差異。

本發(fā)明的效應(yīng)敘述如下。

合并于該半導(dǎo)體晶片或封裝體內(nèi)且用以由該半導(dǎo)體固有的實(shí)體特性讀取亂數(shù)的電路，需要以專門用來讀取晶片資料的特殊指令讀取，否則無法動(dòng)作。如此便能夠提升安全性。并且，通過指定讀取晶片固有的實(shí)體特性的區(qū)域或模式，可不特定輸出的亂數(shù)。并且，內(nèi)嵌電路可設(shè)計(jì)為僅作為讀取之用，相較于記憶體區(qū)域，電路面積幾乎可以忽略。

合并于該半導(dǎo)體晶片或封裝體內(nèi)且用以產(chǎn)生一輸出認(rèn)證碼的電路，可通過晶片固有的實(shí)體特性產(chǎn)生的亂數(shù)及輸入認(rèn)證碼(challenge)制作不特定的輸出認(rèn)證碼(response)。輸出認(rèn)證碼制作程序也可變更。此外，內(nèi)嵌電路可設(shè)計(jì)為僅用以產(chǎn)生亂數(shù)碼，相較于記憶胞區(qū)域，電路面積幾乎可以忽略。

以4gb的dram為例，相較于記憶胞的總位元線數(shù)目為655萬條，冗余位元線存在有15萬3千條。因此，對(duì)應(yīng)的排列的數(shù)量達(dá)10的1042102次方的五倍以上。也即，半導(dǎo)體晶片固有的實(shí)體亂度實(shí)際上是無限大的。因此，即使使用于像iot如此巨大的網(wǎng)絡(luò)中，通過半導(dǎo)體晶片固有的實(shí)體特性也可充分地辨別個(gè)體的差異。

例如在傳統(tǒng)dram晶片中，至少用于紀(jì)錄冗余位址的電熔絲記憶體可內(nèi)建于這些dram中。因此，其已活用于商業(yè)制品中，故電熔絲的可靠性可以被證明能夠作為量產(chǎn)之用。

例如在傳統(tǒng)dram晶片中，至少用于紀(jì)錄冗余位址的電熔絲記憶體可內(nèi)建于這些dram中，因此，沒有必要將這樣的電熔絲記憶體新增到記憶體區(qū)域。因此，不需要增加記憶胞、解碼器或感測(cè)放大器，本發(fā)明所增加的成本幾乎可以忽略。

例如在大部分的傳統(tǒng)dram晶片中，為了讓晶片制造商可以測(cè)試所生產(chǎn)的晶片，用于至少讀取冗余位址的電路加入一特殊測(cè)試模式，以便以一特殊測(cè)試模式讀取這些冗余位址。借此，可不增加相關(guān)讀取電路即可完成本發(fā)明。

例如在大部分的傳統(tǒng)dram晶片中，用以取得冗余位址資料的數(shù)碼(冗余碼)可在不喪失亂度資訊的情況下壓縮并儲(chǔ)存于電熔絲內(nèi)，而該電熔絲的熔絲胞的數(shù)量小于整體的位元線數(shù)量。如此一來，可得到比熔絲胞的數(shù)量還大的位元線的位址資料數(shù)量。

例如在傳統(tǒng)dram晶片中，若將某一晶片的冗余碼復(fù)制至其他晶片，則該復(fù)制的冗余碼與實(shí)際需要的冗余碼將不一致而引發(fā)晶片的誤動(dòng)作。借此，即能達(dá)到晶片的防止復(fù)制功用，因?yàn)閺?fù)制有冗余碼的晶片無法充分作為dram產(chǎn)品。

例如在傳統(tǒng)dram晶片中，獨(dú)立的dram晶片或內(nèi)建于系統(tǒng)封裝(sip)內(nèi)的dram晶片已廣泛使用于許多消費(fèi)性產(chǎn)品及工業(yè)設(shè)備，例如個(gè)人電腦、智能手機(jī)、移動(dòng)電話、印表機(jī)、影印機(jī)、電視，以及通訊裝置、設(shè)備及機(jī)器等。因此，可將pcid廣泛應(yīng)用在這些產(chǎn)品的領(lǐng)域。

雖然本發(fā)明已利用上述較佳實(shí)施例公開，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝在不脫離本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)，相對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各種更動(dòng)與修改仍屬本發(fā)明所保護(hù)的技術(shù)范疇，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍所界定為準(zhǔn)。