安全半导体芯片及其工作方法技术

公开一种安全半导体芯片。半导体芯片在发生拆封之类的物理攻击的情况下能够对其进行感测。根据一个实施例，半导体芯片包括位于封装体内的能量收集元件。作为例示，能量收集元件可包括片装光电二极管。拆封攻击导致光电二极管生成电压，因此能够感测到关于封装体的物理状态变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】安全半导体芯片及其工作方法
涉及安全得到强化的半导体芯片及其工作方法，更特定来讲涉及感测对半导体芯片的物理攻击。
技术介绍
对半导体芯片的多种物理攻击及软件攻击危及利用片装系统(SystemonChip；SoC)的产品及利用其的应用服务。已知的这种物理攻击例如有拆封(De-packaging)、利用聚焦离子束(Focusedionbeam；FIB)的电路变形、微区探测(micro-probing)、功率分析(poweranalysis)、电磁分析(ElectromagneticAnalysis；EMA)、电压/频率/温度调节攻击方式(faultinjection)等多种。有感测物理攻击并对此保护电路的技术，如可通过以下介绍的几个现有技术文献理解以往的尝试技术。技术文献″AHighlytimesensitiveXORgateforprobeattemptdetectors(用于探测尝试探测器的高度时间敏感的XOR门)″(S.Manich，eta1.，IEEETrans.CircuitsSyst.，II：Exp.Briefs，vol.60，no.11，pp.786-790，Nov.2013)公开了一种发现对半导体芯片拆封后探测(probing)内部的数据总线的情况下发生的探测电容延迟(probingcapacitancedelay)的技术。
技术实现思路
技术问题本专利技术旨在提供一种感测物理攻击并基于感测到的攻击执行相应措施的安全半导体芯片及其工作方法。技术方案根据一个方面，半导体芯片包括：至少一个数据总线，其传输通过所述半导体芯片处理的数据；电位生成块，其与所述至少一个数据总线一起封装起来处于被封装体切断来自外部的光的状态，检测所述封装体无法切断所述来自外部的光的事件；以及开关，其在检测到所述事件的情况下切断所述至少一个数据总线中至少一部分的数据的传输。根据一个实施例，所述电位生成块包括：能量收集元件，其在暴露于所述来自外部的光的情况下利用所述光发生能量。根据一个实施例，所述电位生成块包括：至少一个光电二极管，其在暴露于所述来自外部的光的情况下发生电流；电容器，其储存通过所述电流的至少一部分发生的电荷；以及下拉电阻，其使所述电荷从所述电容器放电。根据一个实施例，利用通过所述下拉电阻放电所述电荷的过程中发生于所述下拉电阻的两端的电位差接通所述开关，以使所述至少一个数据总线中的至少一部分数据接地放电以切断所述传输。根据一个实施例，所述下拉电阻包括能够通过设置对电阻值进行编程的有源元件。根据一个实施例，提高所述下拉电阻的设定值的情况下，接通所述开关所需的放电电流量减小，所述开关相对容易接通，降低所述下拉电阻的设定值的情况下，接通所述开关所需的放电电流量增大，所述开关相对难以接通。根据一个实施例，所述至少一个光电二极管包括在至少一部分串联的多个光电二极管。根据一个实施例，所述至少一个光电二极管包括阶层性地连接成树结构的多个光电二极管。根据一个实施例，所述至少一个数据总线包括并列地分别传输数据的多个数据总线，所述多个数据总线共享(share)所述电位生成块。根据另一方面，嵌入到半导体芯片的封装体内的保护装置包括：电位生成块，其检测所述封装体无法切断所述来自外部的光的事件；以及开关，其在检测到所述事件的情况下切断所述半导体芯片内的至少一部分数据传输路径。根据一个实施例，所述电位生成块包括：至少一个光电二极管，其在暴露于所述来自外部的光的情况下发生电流；电容器，其储存通过所述电流的至少一部分发生的电荷；以及下拉电阻，其使所述电荷从所述电容器放电。根据一个实施例，利用通过所述下拉电阻放电所述电荷的过程中发生于所述下拉电阻的两端的电位差接通所述开关，以使所述传输路径中的至少一部分接地以切断所述传输。根据一个实施例，所述下拉电阻包括能够通过设置对电阻值进行编程的有源元件。根据一个实施例，提高所述下拉电阻的设定值的情况下，接通所述开关所需的放电电流量减小，所述开关相对容易接通，降低所述下拉电阻的设定值的情况下，接通所述开关所需的放电电流量增大，所述开关相对难以接通。根据一个实施例，所述至少一个光电二极管包括阶层性地连接成树结构的多个光电二极管。根据另一方面，提供一种半导体芯片感测封装体的损伤的方法，包括：所述封装体损伤导致光从所述半导体芯片的封装体外部渗透的情况下，以片装模块形态嵌入的电位生成块使得下拉电阻的两端发生电位差的步骤；以及通过所述电位差使得所述半导体芯片内的数据传输路径中至少一部分接地以切断数据传输的步骤。技术效果根据本专利技术，能够感测物理攻击并基于感测到的攻击执行相应措施。附图说明图1是用于说明一个实施例的安全半导体芯片的框图；图2是简要显示一个实施例的安全半导体芯片的一部分的示意图；图3是用于说明一个实施例的安全半导体芯片的工作的例示图；图4是用于说明一个实施例的安全半导体芯片的工作的例示图；图5是用于说明一个实施例的半导体芯片感测封装体的损伤的方法的时序图；图6是例示一个实施例的半导体芯片的安全装置的片装光电二极管的示意图；图7是用于说明一个实施例的半导体芯片感测封装体的损伤的方法的流程图。具体实施方式以下参照附图对实施例进行详细的说明。但是，权利范围不限制或限定于这些实施例。各附图上的相同的附图标记表示相同的部件。以下说明中使用的术语是选用于相关
通常、普遍的术语，但可随着技术的发达及/或变化、惯例、技术人员的喜好等而有其他术语。因此，以下说明中使用的术语不应被理解为限定技术思想，应理解为用于说明实施例的例示性术语。并且，特定情况下还有申请人任意选定的术语，该情况下会在相应的说明部分记载其具体含义。因此，以下说明中使用的术语并非单纯术语的名称，因此应根据该术语所具有的含义和说明书全文的内容进行理解。第一或第二等术语可用于说明多种构成要素，但应该将这种术语解释为旨在区分一个构成要素与其他构成要素。例如，第一构成要素可被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。当提及某构成要素“连接于”其它构成要素的情况下，虽然可能直接连接于或接合于所述其它构成要素，但应理解为中间还可存在其它构成要素。单数的描述在文中无其他明确定义的前提下还包括描述复数。应理解本说明书中的术语“包括”或“具有”等只是用于指定存在说明的特征、数字、步骤、工作、构成要素、部件或其组合，而并非预先排除一个或一个以上的其他特征、数字、步骤、工作、构成要素、部件或其组合的存在或附加可能性。如上所述，对半导体芯片的多种物理攻击及软件攻击能够对半导体芯片的安全或稳定性方面造成威胁。尤其，通过对半导体芯片拆封接近半导体芯片内部的数据总线的情况下，数据将可能暴露于黑客等，因此优选的是具备这种情况下能够从根源上切断数据泄露的结构。通常，发生拆封时光从半导体芯片的封装体外部渗透到封装体内部。作为特殊事例，在暗室等限制性环境下发生拆封的情况下可能并不因拆封本身而发生光渗透，而接近数据总线或观察芯片内部结构的过程中可感测到光子。因此，公开一种拆封攻击或其他非正常情况导致光渗透到半导体芯片内部的情况下通过感光元件感测异常状态且在必要时执行相应措施的结构。例如，半导体芯片包括位于封装体内的能量收集元件。作为例示，能量收集元件可包括片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体芯片，包括：至少一个数据总线，其传输通过所述半导体芯片处理的数据；电位生成块，其与所述至少一个数据总线一起封装起来处于被封装体切断来自外部的光的状态，检测所述封装体无法切断所述来自外部的光的事件；以及开关，其在检测到所述事件的情况下切断所述至少一个数据总线中至少一部分的数据的传输。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.12 KR 10-2016-00165871.一种半导体芯片，包括：至少一个数据总线，其传输通过所述半导体芯片处理的数据；电位生成块，其与所述至少一个数据总线一起封装起来处于被封装体切断来自外部的光的状态，检测所述封装体无法切断所述来自外部的光的事件；以及开关，其在检测到所述事件的情况下切断所述至少一个数据总线中至少一部分的数据的传输。2.根据权利要求1所述的半导体芯片，所述电位生成块包括：能量收集元件，其在暴露于所述来自外部的光的情况下利用所述光发生能量。3.根据权利要求1所述的半导体芯片，所述电位生成块包括：至少一个光电二极管，其在暴露于所述来自外部的光的情况下发生电流；电容器，其储存通过所述电流的至少一部分发生的电荷；以及下拉电阻，其使所述电荷从所述电容器放电。4.根据权利要求3所述的半导体芯片，其中：利用通过所述下拉电阻放电所述电荷的过程中发生于所述下拉电阻的两端的电位差接通所述开关，以使所述至少一个数据总线中的至少一部分数据接地放电以切断所述传输。5.根据权利要求4所述的半导体芯片，其中：所述下拉电阻是能够通过设置对电阻值进行编程的有源元件。6.根据权利要求5所述的半导体芯片，其中：提高所述下拉电阻的设定值的情况下，接通所述开关所需的放电电流量减小，所述开关相对容易接通，降低所述下拉电阻的设定值的情况下，接通所述开关所需的放电电流量增大，所述开关相对难以接通。7.根据权利要求3所述的半导体芯片，其中：所述至少一个光电二极管包括在至少一部分串联的多个光电二极管。8.根据权利要求3所述的半导体芯片，其中：所述至少一个光电二极管包括阶层性地连接成树结...

【专利技术属性】
技术研发人员：高亨浩，崔秉德，
申请(专利权)人：汉阳大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国,KR