[发明专利]安全半导体芯片及其工作方法

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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(Systemon Chip；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(Focused ion beam；FIB)的电路变形、微区探测(micro-probing)、功率分析(power analysis)、电磁分析(Elect romagnetic Analysis；EMA)、电压/频率/温度调节攻击方式(fault injection)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″A Highly time sensitive XOR gate for probe attempt detectors(用于探测尝试探测器的高度时间敏感的XOR门)″(S.Manich，et al.，IEEETrans.Circuits Syst.，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(probing capacitance delay)的技术。

发明内容

技术问题

本发明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。