太赫兹波，无创探测封装芯片

太赫兹波是一种安全的非电离电磁辐射，这项新技术利用太赫兹波来探测完全封装的半导体器件内部电荷的微小运动。这是人类首次实现让科学家与工程师在电子元器件实际工作状态下对其进行监测。

该研究发表于《IEEE 微波期刊》，题为《利用太赫兹波对有源半导体器件进行非接触式探测》，参与团队包括澳大利亚阿德莱德大学、美国科技公司 Virginia Diodes Inc，以及德国哈索・普拉特纳研究所与波茨坦大学。

基于太赫兹波的新技术工作原理

阿德莱德大学太赫兹工程实验室（TEL）课题组负责人 Withawat Withayachumnankul 教授表示，半导体支撑着几乎所有现代技术，从智能手机、医疗设备，到汽车、电网与国防系统。

“可一旦芯片被密封在保护外壳内，想要了解其内部发生的变化就变得极为困难。”Withayachumnankul 教授说。“目前绝大多数检测方法都需要物理电探针、裸露的芯片，或是让器件断电，这在很多场景下都不具备可行性。这项研究为电子领域一个长期存在的难题迈出了第一步。我们现在可以从外部观测正在工作的半导体器件内部的电活动，既不会损坏器件，也不会中断其运行。”

该研究证实，太赫兹波能够以非侵入方式探测二极管、晶体管等常见电子元器件内部的电流变化。该方法的灵敏度足以捕捉远小于太赫兹波长区域内发生的变化，而由于基本噪声限制，这一点在过去被认为难以实现。

为实现这一突破，研究人员开发了一套超灵敏探测系统，采用专用正交零差接收机，能够捕捉太赫兹信号中极其微弱的变化。“这种方式可以让系统抵消背景噪声，并分离出由器件内部电活动产生的微弱信号。”Withayachumnankul 教授说道。

最终实现的效果是：可以实时观察电子器件的工作状态，即便其有源区深埋在密封封装内部。研究人员表示，他们观测到的信号来自真实的电荷运动，而非热量或电子干扰。该技术已在多种常用半导体元器件上验证有效，展现出良好的稳定性与广泛适用性。

Withayachumnankul 教授称，这项技术对社会与工业意义重大。“由于太赫兹辐射属于非电离辐射且安全无害，该技术相比依赖 X 射线或侵入式探针的检测方法更为安全。这使其在高功率电子等安全关键型应用中极具优势，这类设备通常无法轻易停机检测。”

该成果同样可惠及安全与国防领域。

哈索・普拉特纳研究所及波茨坦大学网络安全教授、首席研究员 Chitchanok Chuengsatiansup 博士表示：“能够远程、非侵入式评估电子活动，有助于验证关键硬件的完整性，检测故障或被篡改的元器件，并对物理访问受限或不宜接触的系统进行监测。这项研究为更智能的自诊断电子系统、监测复杂集成电路的新方法，以及下一代芯片的更快研发打开了大门。”