芯片反向工程的前世今生

反向工程的法律定义

什么是反向工程？大多数人只能给出模糊不清或者望文生义的解释，很少有人能够给出明确的定义。那么反向工程有明确的定义吗？可以明确地告诉大家：有！并且是法律定义。国际上，最早给予反向工程法律定义的是美国1979年起草的《统一商业秘密法》。该法第一条中有如下表述：

“获取商业秘密的正当手段包括：独立开发所得；‘反向工程’获得，即从已知产品开始，向相反方向作业以发现产品的开发方法。”

我国2007年公布的《最高人民法院关于审理不正当竞争民事案件应用法律若干问题的解释》的第十二条对反向工程也有明确法律表述：

“第十二条 通过自行开发研制或者反向工程等方式获得的商业秘密，不认定为反不正当竞争法第十条第(一)、(二)项规定的侵犯商业秘密行为。

前款所称‘反向工程’，是指通过技术手段对从公开渠道取得的产品进行拆卸、测绘、分析等而获得该产品的有关技术信息。”

通过中美两国法律表述可知：反向工程就是从已知产品中获取技术信息的过程。“拆卸、测绘、分析”是反向工程的手段，获取技术信息是反向工程目的。反向工程实施后获取的技术信息，因使用者要求不同而会呈现不同的使用用途：学习研究、设备维修、侵权证据获取、相似或形同产品制作、个人爱好等等。但是需要注意的是，这些使用用途属于产品技术信息使用阶段，不能归属到反向工程的范畴。也就是说，反向工程只负责“获取”，并不负责“使用”。二者关系如下图所示：

反向工程与我们生活息息相关

知道了什么是反向工程，那么反向工程离我们远吗？其实，反向工程与我们的生活和工作息息相关。我们就看看几个最为常见的生活场景吧。

你从深圳到北京看望朋友。朋友请你吃北京小吃—庆丰。你第一次吃庆丰，开吃

之前总要“研究”一下：你拿起一个，带着欣赏的目光，用手轻轻掰开。看看里面什么馅，色泽搭配是否讲究，鲜虾到底怎么个鲜法。此时此刻，您正在对这个鲜虾实施着反向工程。

你家电视坏了：无论如何触发开关，都无法启动电视。凭着理科男的自信，你打开电视外壳，仔细观察开关部分。你看到开关的接触弹簧片变形了，造成触点无法接触。于是，你把弹簧片擦洗一下，用手掰正了扭曲部分，电视修好了。您是否注意到修电视的过程中，您对电视机实施了反向工程。

作为公司知识产权负责人，你最近负责一个任务：从竞争对手热卖的芯片中寻找侵犯你们公司专利的证据。你购买了对方几颗芯片，然后把芯片打开，对芯片进行逐层解剖、拍照和分析，最终找到芯片侵权的证据。您是否意识到，查找证据过程中，您对芯片实施了反向工程。

还记得小时候把家里钟表拆开，寻找到钟表转动原因后的喜悦神情吗？还记得修车师傅把你深夜抛锚在路面上的汽车修好后的感激心情吗?这些美好的童年记忆和在平凡日常“生活”，都能随处找到反向工程的身影。说到此处，您觉得反向工程离我们的生活远吗？

芯片反向工程起源于硅谷

芯片反向工程的历史同芯片产业的历史一样长。上世纪六七十年代，当时芯片规模通常只有几百到几千个晶体管，芯片特征尺寸均在4微米以上。此时，芯片反向工程对设备和技术的要求很低，也不需要专业的EDA软件，芯片的反向工程由各设计企业独自完成。当时一台用于反向工程的显微镜，几乎是当时硅谷芯片公司的标配。

上世纪六七十年代，硅谷芯片公司内芯片反向工程情景

上世纪70年代末，随着芯片工艺的不断演进和芯片规模的急剧膨胀，反向工程对先进设备和专用EDA技术提出强烈需求，每家芯片公司投重资购买设备和研发新技术提升反向工程能力，越来越不符合经济原则。这种状况下，专业的芯片反向工程服务公司应运而生。1977年第一家专业的反向工程服务企业Mosaid成立。随后，日本、欧洲以及中国台湾地区都出现了专业的反向工程服务公司。1989年，国际知名的芯片反向工程服务公司TechInsights成立。国际上，反向工程服务公司不乏上市公司。TechInsights现在隶属于伦敦交易所上市公司OCI，已为行业服务超过30年。

TechInsights在其官网上可直接检索到其针对具体IC厂商的具体产品，出具的反向分析报告，提供付费下载服务。数据库中包含1977年以来的14544个报告（截止到2020年7月15日）。这些报告中产品最多的是高通、苹果、Intel、美光等公司芯片产品，因为这些公司产品更具有分析价值。但同时高通、苹果这些公司也是TechInsights的大客户。

中国的反向工程起步较晚，但后劲十足

服务与芯片反向工程的专业公司在中国大陆出现较晚。1998年，上海圣景成立，成为中国大陆第一家专业的芯片反向工程服务公司。2002年，北京芯愿景成立，至今已经发展成为业内非常知名的反向工程服务公司。中国的反向工程服务公司虽然成立较晚，但刚好赶上EDA软件和互联网技术大发展时期，在技术上具有较强的后发优势。虽然在市场和商业运作能力方面与国际知名公司还有较大差距，但是借助于技术优势，中国专业反向工程服务公司在国际舞台上也已崭露头角，是一支不容忽视的力量。

伴随着半导体行业发展，芯片反向工程经历了从出现到发展再到专业分工的过程，这种发展状况既是半导体技术发展的要求，也是行业精细化分工的结果。

中国芯片反向工程核心技术研发历程

芯片反向工程中最关键技术是专业EDA软件的研发。上世纪七八十年代，清华大学、上海交通大学、复旦大学、哈尔滨工业大学、中科院自动化所等多家大学和研究单位开展芯片反向工程的EDA软件研发工作。经过近多年技术攻关，部分单位的技术研发卓有成效。1985年，上海交通大学的“中、大规模集成电路计算机辅助解剖系统”获得国家科技进步一等奖；1992年，中科院自动化所承担的国家“七五”科技攻关项目“集成电路逆向剖析系统ICRES-I”，获得了中科院科技进步一等奖和科技攻关奖，次年又荣获国家科技进步二等奖。

上海交通大学宋云麟主持的“中、大规模集成电路设计计算机辅助解剖分析系统”获得1985年国家科技进步一等奖

中科院自动化所洪继光主持的“集成电路逆向剖析系统ICRES-1”荣获1993年国家科技进步二等奖

此后，站在前辈技术成果的基础上，上海圣景和北京芯愿景开发出了更为先进的EDA软件系统，并成功地应用到各种芯片反向工程服务中。其中，圣景公司的Chipsmith和北京芯愿景公司的ChipLogic Family和Hierux System的 EDA软件系统在业界广泛地使用。据统计，到2020年底，北京芯愿景的EDA软件授权数量达到了4万多个，并多次在《电子工程专辑》“中国IC设计公司调查”年度票选中，名列“国产EDA软件使用第一名”。

2009~2012年，中科院自动化所和北京芯愿景联合承担并完成国家科技重大专项“核高基”的研发课题“集成电路设计物理分析技术”。该课题的研发为国家核心电子器件研发提供了重要的技术支撑，北京芯愿景从而有能力更好地支持中国电子科技集团、中国航天科技集团、中国电子信息产业集团等主要客户的芯片研发工作。

2021年，“十四五”国家重点研发计划“网络空间安全治理”重点专项，已经把反向工程作为信息安全一种重要方法而列入国家“十四五”重点研发课题。

世界各国立法明确芯片反向工程的合法性

芯片反向工程本身不违法，也不存在法律的灰色地带，世界各国均以立法形式明确了反向工程的合法性。上世纪70年代末期，美国半导体企业面临较严重的芯片抄袭问题。大量芯片公司根本不去研究芯片原理，完全抄袭别人的布图设计。抄袭者投入很少劳动，却获得极大回报，严重阻碍了技术进步。因此，美国国会决定对芯片布图设计进行保护。起初，美国国会打算采用著作权法对芯片布图进行保护。但是由于芯片是典型的工业品，具有明显的工业实用性，采用著作权法进行保护会带来诸多问题。经过法律界和产业界的充分调研讨论，最终确定单独立法对芯片布图设计进行保护，这就是著名的美国1984年《半导体芯片保护法》。该法律明确了芯片抄袭违法，需要禁止和处罚；但该法也同时确定了反向工程的合法性，把反向工程同芯片抄袭做了明确区分。美国众议院立法委员会报告中，对反向工程进行明文许可，做出了如下解释：

“根据产业界代表提供的证词，行业内已经建立起了这样的惯例：对他人的芯片进行拍照并分析该芯片的功能，然后设计出电气和物理性能指标与原芯片完全兼容的新芯片。这种惯例促进了公平竞争，并且为芯片产品提供了“第二来源”，这就是本委员会允许竞争者对布图设计进行复制的动机。

委员会同时允许在反向工程的限制下，（竞争者）无需授权即可对受保护的布图设计进行重新设计，并且新的布图设计可以在很大程度上与原布图设计相近。新布图设计应当是基于充分的研究和分析的成果，而不是缺乏研究和分析的简单抄袭行为。”

以美国1984年《半导体芯片保护法》为蓝本，1985年，日本制定了《集成电路的线路布局法》；1986年，欧盟制定了《关于半导体产品布图设计法律保护的理事会指令》；1994年，世界贸易组织在《与贸易有关的知识产权协定》中加入了布图设计保护的相关内容；2001年，中国国务院颁布了《集成电路布图设计保护条例》。以上这些法律充分借鉴了美国《半导体芯片保护法》立法精神。各国法律在明确芯片抄袭违法的同时，均确定了反向工程的合法性。

集成电路布图保护司法实践状况

美国《半导体芯片保护法》是为保护布图设计而单独成法的。然而，具有讽刺意味的是，美国1984年芯片保护法通过之时，也是它过时之日。或者说芯片保护法并没有像人们曾经预期的那样，对集成电路布图保护产生重要的作用。即便在诉讼成风的美国，也只有寥寥几件诉讼争议，而真正经过法院判决的就只有“布鲁克”案一件。并且这些争议都发生在上世纪80年代。80年代之后，几乎没有任何集成电路布图设计方面的诉讼。不仅美国如此，其他国家也很少发生与布图设计相关的诉讼。人们甚至发现，上世纪80年代之后，布图设计的申请数量也非常少。不少国际知名半导体公司，近二十年来，几乎没有再申请布图设计。从这些法律实践效果来看，布图设计保护法律并没有发挥重要作用。

造成布图保护法律备而不用的主要原因，是半导体技术的飞速发展。一方面随着芯片工艺的快速演进和规模不断增大，芯片抄袭的成本和难度指数级增加，甚至有些芯片根本无法完成抄袭。另一方面，由于芯片产品更新换代速度很快，花费巨额成本抄袭的芯片推向市场的时候，业内领先厂商已经推出了下一代的芯片产品。因此，抄袭者的市场收益并不高，同时还会带来侵权诉讼风险。这些现实情况造成了芯片抄袭行为的不断减少。经检索统计，所有的布图设计诉讼案例中，侵权产品均发生在特征尺寸相对较大的早期工艺上，65纳米及以下的先进工艺类产品没有看到任何布图设计的侵权案件。事实上，20世纪80年代以来，对芯片设计公司技术提供保护的，主要是专利法和商业秘密法，而非布图设计保护法。

芯片反向工程对行业的重要促进作用

与专利权和商业秘密权相比，布图设计侵权案件非常少。并且，随着工艺的不断演进，不少使用先进制程的芯片厂商几乎没有申请布图设计的意愿。与之形成鲜明对比的是，半导体公司使用反向工程的频度却越来越高；并且半导体公司的规模越大，反向工程使用次数通常也越多。部分国际知名的半导体厂商，年使用反向工程数量超过千次。因此，反向工程显然有它非常重要的用途。

反向工程是实现技术突破和技术赶超的重要方法。众所周知，人类所有的进步都是站在前人的肩膀上实现的。反向工程是对已经销售公开的技术进行学习和研究的重要手段，可以很好地为企业战略决策、产品规划、成本评估和技术研发服务，是学习创新的重要手段，为集成电路企业所常用。

反向工程是提升芯片良率、改进制造工艺的重要工具。芯片设计公司利用反向工程，可以查找设计失效和低效原因，不断提升芯片性能和良率，增强产品市场竞争力。芯片制造厂商利用反向工程则可以提升和改进工艺；事实上，制造厂每一代工艺制程研发成功的背后，是成百上千次的反向工程。

反向工程是保护集成电路知识产权、应对国际专利纠纷的核心工具。在知识产权领域，无论是专利攻防还是专利运营，始终遵守着“证据为王”的原则，而获取证据最基础的手段就是反向工程。对于“看不见、摸不着”的半导体领域，反向工程尤为重要。可以说，在半导体领域，反向工程处于知识产权保护和运营的核心地位，为知识产权强国提供基础性的支撑作用。

反向工程是打破垄断、提升社会和公众利益的利器。商业秘密作为一种知识产权不可能得到绝对的、无限期保护，反向工程就是商业秘密私权与公共利益之间的平衡器。如果没有反向工程，商业秘密一定会成为永远的秘密。任何人都会认为，商业秘密是权利最好的保护方式，没有人会再去申请有保护期限、同时还需把技术公之于众的专利来保护自己权利。最终，行业领先企业一定会形成垄断，且永远无法打破。我们知道，在集成电路行业，处于绝对领先地位的公司绝大部分均是美国企业。如果不充分发挥反向工程的作用，美国集成电路企业将永远处于垄断地位，中国集成电路实现超越的梦想将会无限期拉长。

反向工程是保障我国集成电路安全可信的关键手段。中国每年都会进口大量集成电路芯片，这些芯片除了用于大众消费品外，还会被用于航天、军工等国家核心设备上。如果这些进口的产品中被安置了木马或后门，这些进口的芯片将会对国家信息安全造成严重的威胁。目前，国际上芯片安全的检测方法有旁路侦测和反向工程两种主要方法。随着集成电路系统的越来越复杂，系统噪声敏感性造成旁路侦测的功效越来越弱，而反向工程的作用却显得越来越重要。现在，反向工程已成为保证保障集成电路信息安全的关键手段，今后反向工程将会发挥更为重要的作用。