Gefälschte Bauteile Gefährliche Zuverlässigkeits- und Funktionskiller

Gefälschte Bauteile
Gefälschte Bauteile

Das Ausmaß des Auftretens von Fälschungen elektronischer Bauteile hat global beunruhigende Ausmaße angenommen. Beunruhigend auch deshalb, weil die Anzahl der bekanntgewordenen Fälle mit sehr großer Wahrscheinlichkeit nur die Spitze des Eisbergs darstellt. Die meisten Firmen, die in irgendeiner Art auf Fälschungen herein-gefallen sind, schweigen nämlich darüber. Das belegen Untersuchungen in den USA.

Fälschungen hat es schon immer gegeben - in Kunst, Literatur, Architektur, Medizin, Maschinen- und Apparatebau, Textilindustrie usw. Auch Geld, Wertpapiere und Personen bilden da keine Ausnahme. Eine besondere Rolle spielen jedoch Fälschungen in der Elektronikindustrie. Gefälschte elektronische Bauteile können, im Vergleich zu den oben genannten „klassischen“ Wirkungssphären von Fälschern, eine neue Schadensqualität hervorrufen. Denn Bauteile wie Sensoren, ICs etc. nehmen oft lebenssichernde Steuerungs- funktionen wahr, beispielsweise in der Militärtechnik, Industrieautomation und in Großverkehrs- mitteln. Der unvorhersehbare Ausfall solcher Steuerungs- funktionen kann durch die Transformationswirkung der Elektronik zu enormen Schäden für Mensch und Umwelt führen.

Gefälschte Bauteile mit nicht (mehr) gesicherten Verhaltensparametern, vor allem in funktionsbestimmenden Geräte- und Systemteilen, erhöhen die Ausfallwahrscheinlichkeit um ein Mehr- oder gar Vielfaches.

Wie groß die Wahrscheinlichkeit, Fälschungen zu erwischen, für diejenigen ist, die Bauteile auf dem „freien Markt“ bei nicht autorisierten Händlern kaufen, geht aus einer Einschätzung des US-amerikanischen Distributorenverbandes NEDA (National Electronic Distributors Association) aus dem Jahr 2008 hervor: 10 % aller auf dem freien Markt erhältlichen Bauteile sind Fälschungen.

Was genau sind Fälschungen?

Unter dem Begriff gefälschtes Bauteil lassen sich solche Komponenten zusammenfassen, die unter Verletzung internationaler Eigentumsrechte (Property rights), des Copyrights oder Markenrechts hergestellt bzw. verkauft oder aber unter Verletzung gewerblicher Schutz- und Urheberrechte (Intellectual Property, IP) oder anderer gesetzlicher Eigentumsansprüche falsch dargestellt werden. Als Fälschung gilt auch, wenn Materialien, Typenbezeichnungen, Leistungsfähigkeit oder Kennwerte von Bauteilen durch den Hersteller, Händler oder Distributor wissentlich falsch angegeben werden. Diese Definition mag zwar nicht genau den gesetzlichen Formulierungen entsprechen, trifft aber dafür das, was in der Praxis in etwa abläuft [1].

Was wird gefälscht und warum?

Die kurze Antwort auf die Frage „was“ könnte lauten: so gut wie alles, was in der Elektronikindustrie zur Realisierung von Elektronik benötigt wird. Betroffen ist die gesamte finale Produktpalette - von Konsumelektronik bis hin zu Militärtechnik. Auf den Internetseiten des britischen Anti-Counterfeiting Forum wurde eine Tabelle mit Beispielen gefälschter Bauteiltypen veröffentlicht, die in verschiedenen Unternehmen festgestellt wurden: [2].

Aktive Bauteile
Passive Bauteile
 Sonstiges
Verstärker, Komparatoren, CPUs, Dioden, DRAMs und DRAM-Module, Lineare ICs, Mil-Halbleiter, MOSFETs, NVSRAM-Module, Optokoppler, PLDs, Stromversorgungs-ICs, HF-ICs, Transistoren
Batterien, Konden- satoren (Keramische Chip-, Elektrolyt- und Tantal-Kondensatoren), Unterbrecher, Stecker- binder, Ferritte, Filter, Induktivitäten, Potenzio- meter, Leiterplatten, Widerstände, Thermistoren
bleifreies Lot, Software, Drähte, Kabel, Teile für Fertigungsmaschinen (Förderer, Magazine ect.)
Tabelle 1. Gefälscht wird alles, was in der Elektronikindustrie gebraucht und angewendet wird [2].

Für das Erblühen der Fälschungsbranche gibt es zahlreiche Ursachen. Die drei wichtigsten sind:

  • 1. Der Produktlebenszyklus bestimmter Bauteilgenerationen wird immer kürzer, was eine stetige Zunahme der pro Jahr oder Monat abgekündigten Bauteile mit sich bringt.  Heute ist die Rede von etwa 2.000 Abkündigungen pro Monat. Das „End of Life“ (EOL) erreichen viele ICs gegenwärtig bereits nach drei bis fünf Jahren. Gerade die Hersteller langlebiger Systeme - mit wesentlich längeren Produktlebenszyklen von 10 bis 20 Jahre oder noch mehr - in den Bereichen Militärtechnik, Luftfahrt, Industrieautomation, Gebäudeautomatisierung, Signal- und Sicherungstechnik müssen sich mit den kürzer werdenden Lebenszyklen der Bauteile vermehrt auseinandersetzen und nach Ersatzquellen für die abgekündigten Bauteile forschen. Gleiches betrifft die Bereitstellung von Bauteilen für Reparaturen. Die Überbrückung der recht unterschiedlich langen Lebenszyklen von Bauteil und Endprodukt ist das Betätigungsfeld von „Spezialhändlern“ oder „Spezialdistributoren“. Dazu hat sich eine ganze Dienstleistungsszene entwickelt. Sie kooperieren teilweise mit weltweit agierenden Firmen wie die US-amerikanische Innovasic Semiconductor, welche mit „Drop-in Replacements“ für viele abgekündigte Bauteile wirbt. Woher die pin- und parametergleichen Bauteile allerdings genau kommen, ist manchmal schwer zu ermitteln.
  • 2. Für Anwendungen mit speziellen Einsatzanforderungen, z.B. im Bereich der MIL-Standards, müssen auch Bauteile entwickelt und produziert werden, die diese Anforderungen parameterseitig erfüllen können. Solche Entwicklungen sind allerdings teuer, zumal die benötigten kleinen Stückzahlen oft keine rentable Produktion und damit Amortisation der Aufwendungen zulassen. Mit der Einführung von kommerziell bevorrateten (Commercial of the Shelf, COTS) Halbleiter-Bauelementen sollte ursprünglich den Herstellern von Wehrtechnik derselbe aktuelle technische Stand zugänglich gemacht werden, wie ihn die übrige Industrie nutzt, und den Kostenabstand verringern [3]. Obwohl die COTS-Idee viele Vorteile brachte, bleibt ein Kostenabstand - vor allem wenn ältere COTS- und MIL-Typen abgekündigt und schwer erhältlich sind. Da für spezielle Wehrtechnik-Bauteile immer weniger Geld zur Verfügung steht, wird im Ergebnis vermehrt auf Standardbauteile zurückgegriffen, womit die Hersteller automatisch mit den erwähnten kurzen Produktlebenszyklen der Halbleiterindustrie konfrontiert werden.
  • 3. Elektro- und Elektronikaltgeräte enthalten, dank ihrer oftmals ebenfalls sehr kurzen Lebensdauer, viele abgekündigte und noch nicht abgekündigte Bauteile. Begünstigt durch eine laxe Gesetzgebung in den westlichen Industrieländern zum Umgang mit Elektro- und Elektronikschrott - darunter auch Militär- und Sonderelektronik - wird diese schiffsladungsweise in China angelandet und „recycelt“. Ergebnis: das Wieder-in-Verkehr-Bringen bereits genutzter Bauteile in unterschiedlicher manipulierter Form als Neuware - meist auch sehr preiswert. Es wurde zu einem insbesondere in China weit verbreiteten Geschäftsmodell.

Wie entstehen Fälschungen?

Es gibt hauptsächlich vier Methoden, wie elektronische Bauteile gefälscht werden:

  • Aufbereiten und eventuell Umdeklarieren bereits benutzter Bauteile, z.B. aus Altelektronik (Elektronikschrott), um sie als neue Bauteile zu verkaufen.
  • Umdeklarieren von Ausschussbauteilen.
  • Umdeklarieren von neuen, minderwertigeren Bauteilen.
  • Plagiatfertigung auf Basis von Nachentwicklungen oder bezogenen Teilkomponenten.

Die Fälschungsmethoden können dabei recht unterschiedlich sein (Tabelle 2).

Methode
Varianten
PbSn-Bauteil als Pb-frei gestempelt PbSn gestrippt und mit Reinzinn überzogen
Bauteile mit großen Fertigungsfehlernkein Chip im Inneren, keine Kontaktdrähte
Bauteil mit Chip von anderem Hersteller, als außen gekennzeichnet 
Bauteil mit Markierung des OriginalherstellersBauteil gefertigt von einer fremden, nicht mehr vom OCM autorisierten Firma, Bauteil gefertigt von einer nicht autorisierten Firma mit OCM-Markierung und/oder früherem Datencode bei Einsatz nicht korrekter Materialien und Techniken, Bauteil gefertigt von einer lizensierten außenstehenden (offshore) Firma, aber markiert als teureres Bauteil, Bauteile können elektrisch nicht getestet sein und/oder funktionell reklamierte Ausfälle, Bauteile können nicht autorisierte Überproduktion sein ohne Klassifikationstest
Copyright-Verletzungengestohlene Masken für nichtautorisierte Fertigungen, gestohlene Konstruktion des gesamten Produkts durch Rückanalyse der Teile, optische Kopie und Herstellung der Masken ohne Vornahme von Verbesserungen oder Innovationen gegenüber dem Original
DokumentenfälschungBereitstellung gefälschter Zertifikate (Certificates of Conformance - CoC) und anderer Dokumente, um den Anschein höherwertiger Bauteile und der Rückverfolgbarkeit zu erwecken
Recycelte Bauteile, wenn als neue verkauftBauteile können schon ESD-vorgeschädigt sein
Ummarkierung von Bauteilennicht korrekt markiert, um teurere militärische oder industrielle Bauteile vorzutäuschen oder Teile mit höherer elektrischer Leistungsfähigkeit, inkorrekt markierte Bauteile als RoHS-kompatibel bzw. umgekehrt, Datencode-Update
Unmarkierte SMDs visuell nicht identifizierbar 
Tabelle 2. Der Betrug mit gefälschten Bauteilen nutzt alle denkbaren Methoden, um den Käufer zu täuschen [9].