Recent is daar het idee van unieke chips bijgekomen. De pattern streamer van de e-beam-machine kan niet alleen de bitmaps van het te beschrijven patroon aanpassen ter correctie, maar ook voor geheel nieuwe patronen, was de gedachte. Het systeem haalt daarbij de te printen patronen direct uit het geheugen. Hoeberichts: "We hoeven bijna geen aanpassingen te verrichten. Voor securitydoeleinden moeten we wel de datapaden beveiligen." De litho-machine kan namelijk patronen op chips schrijven die als sleutels kunnen dienen, maar zij kan ook configuraties van interconnects, gates en metal-lijnen telkens iets wijzigen.
Hierbij werkt Mapper exclusief samen met de technologie-integrator Technolution en Irdeto, leverancier van beveiligde platformen voor media, financiële diensten, internet-of-things en automotive. De bedoeling is niet om de gehele chip anders te maken. Hoeberichts: "Het gaat maar om een heel klein gedeelte van de chip, minder dan 2 procent, op een enkele laag. Je kunt met onze techniek bijvoorbeeld elke chip een andere code meegeven. Dan bereik je wat tot nu toe niet mogelijk was: ultieme diversiteit." Het met e-beamlithografie geprinte patroon kan als sleutel dienen, direct op de chip.
De machines van Mapper moeten daarvoor geïntegreerd worden in het standaard-lithoprocedé voor chipproductie, iets wat het bedrijf uit Delft toch al van plan was, aangezien de e-beamtechniek compatibel is met immersielithografie. "Mapper werkt er al vijf jaar aan om de machines gereed te maken voor combinatie met bestaande fabs." Ook kan de techniek meeschalen naar kleinere nodes. "De huidige machine werkt met nodes onder de 90nm, 65nm, 28nm, 20nm tot aan in theorie 14nm, maar er zit rek in. Ga maar na: de golflengte van een elektron is 0,7nm. De golflengte van euv zoals ASML gebruikt is 13,5nm", vertelt Hoeberichts.
Het gebruik van Mappers e-beamtechniek om iedere chip te beschrijven met een unieke code, sleutel en gediversifieerd crypto-algoritme heeft voordelen op gebied van beveiliging. Zo biedt dit bescherming tegen side-channel-aanvallen en helpt het met bescherming tegen het klonen van chips. Dat dit een valide risico is, weet Irdeto als geen ander. Het bedrijf, waarvan de naam is afgeleid van Ingenieur Den Toonder, bestrijdt al vanaf begin jaren negentig piraterij van betaal-tv met smartcards. "Het probleem met hardwarematige beveiliging is dat je voor een paar duizend dollar chips kunt laten analyseren, bijvoorbeeld onder een microscoop. In potentie open je daarmee informatie die impact heeft op een miljoenenindustrie, omdat de aanval relatief goedkoop toepasbaar is op alle soortgelijke chips", vertelt Werner Strydom hoofd Innovatie & Technologie bij Irdeto. "Een unieke code, sleutel en crypto-algoritme kunnen de chip moeilijker te hacken maken omdat de sleutel in ieder geval niet via de software lekt, maar belangrijker is dat als je de sleutel en crypto-algoritme eenmaal hebt, je die van de andere chips nog niet hebt. Het loont dus niet om investeringen te doen in chip-hacks."
Irdeto denkt aan identiteitsmanagement en beveiligingstoepassingen in combinatie met zijn DivFII-crypto-algoritmes voor media, automotive en internet-of-things. Wat deze laatste categorie betreft ziet het bedrijf mogelijkheden voor bijvoorbeeld beveiligingscamera's, sensoren en wearable-technieken. DivFII zou voor sterke symmetrische cryptografie zorgen in combinatie met unieke codes die in hardware zijn vastgelegd.
Daarnaast denken de drie bedrijven aan mogelijkheden met identificatie en authenticatie, door de unieke koppeling van software en de specifieke individuele chip. Tenslotte is de verwachting dat de techniek in te zetten is tegen het klonen en reverse engineeren van chips. Het blootleggen van details van een chip hoeft niet automatisch gevolgen te hebben voor de hele reeks van een chipgeneratie, en het zorgt hoe dan ook voor watermerken: namaakchips zijn te herleiden tot de bronchip die reverse engineered is.
Hoe dit alles vorm moet krijgen valt nog te bezien. Dit jaar moet er een eerste proof-of-concept ontwikkeld worden en het doel is om het in 2020 klaar te hebben voor volumeproductie. Mapper, Irdeto en Technolution claimen dat de meerkosten voor chips, een belangrijke factor voor succes, beperkt blijven. "Het gaat maar om een klein deel van de chip en denk aan de gordel in de auto, die zorgt ook voor wat extra kosten, maar dat heb je ervoor over", aldus Strydom.
Mapper ziet het als een nieuwe mogelijkheid om zijn e-beam-machines als aanvulling op de immersie- en euv-lithografie in te zetten, nu de kans dat ze als vervanging voor die technieken ingezet gaan worden verkeken is. "We verwachten te groeien van 270 medewerkers naar 300 man", zegt Hoeberichts hoopvol, terwijl hij langs de ruimte loopt waar aan de FLX-1200-machine gesleuteld wordt. "Ergens zijn we nog een start-up, al zijn we al zestien jaar bezig en hebben we 300 miljoen euro aan investeringen ontvangen. Die volharding is misschien de Nederlandse engineersmentaliteit", lacht hij. "Dat hebben de start-ups in Silicon Valley niet."
Wetenschap
