当前半导体制造业面临的安全挑战和有效对策

导言：为什么恶意软件应对措施现在对半导体制造至关重要？

半导体是从智能手机、汽车到工业设备等无数产品的核心战略资源。在全球半导体持续短缺和地缘政治紧张局势不断加剧的情况下，确保生产线的稳定运行已成为国家大事。

然而，许多半导体生产环境仍采用物理隔离或依赖独立的系统，因此部署传统的云安全解决方案并不现实。因此，通过 USB 闪存驱动器或维护 PC 渗透恶意软件的风险，已成为一个日益严重的威胁。

图 1：对于没有基于云的安全解决方案的行业来说，通过 USB 闪存驱动器感染恶意软件的风险始终是一个令人担忧的问题。（图片来源：Hagiwara Solutions）

恶意软件感染造成的影响和经济损失

恶意软件会给多个公司带来巨大损失。例如：

• 中国台湾 - 台积电（2018 年）：供应链感染恶意软件，导致部分生产线停工。估计经济损失约为 2.5 亿美元。（来源：Bloomberg）
• 德国 - 制造业（2020 年）：勒索软件攻击浪潮导致多家工厂停工，每起事件的平均损失估计为 1700 万欧元。（来源：Allianz Risk Barometer）
• 日本（2023 年）：根据 IPA 的一份报告，制造业的网络事件比上一年增加了约 1.5 倍。（来源：IPA 白皮书）
• 美国 - 殖民地管道事件（2021 年）：关键基础设施遭到勒索软件攻击，全国燃料配送中断。（来源： FBI）
• Statista 报告（2025 年）：根据 Statista 2025 年的一份报告，制造业是全球最常成为攻击目标的行业之一，在 2024 年报告的所有网络攻击中，制造业占 26% 。（来源：Statista）

表 1：按行业划分的全球公司网络攻击事件分布情况（2019 - 2024 年）。（来源：Statista）

表 1 显示了 2019 年至 2024 年全球不同行业网络攻击事件的百分比分布。根据 2024 年的数据：

• 制造业排名最高，占所有报告事件的 26%
• 金融和保险业紧随其后，占 23%
• 专业、商务和消费服务部门位居第三，为 18%

值得注意的是，制造业呈现出稳步增长的态势——从 2019 年的 8% 增加到 2024 年的 26%。这一趋势凸显出，在数字化转型加速和全球供应链日益复杂的推动下，该行业越来越容易成为攻击目标。

图 2：制造业的恶意软件感染率正在上升。（图片来源：Hagiwara solutions）

半导体制造环境中独特的安全挑战

存在离线系统

半导体制造设备通常在与外部网络隔离的孤立环境中运行。因此，基于云或与互联网连接的杀毒解决方案一般不适用于或无法在此类环境中使用。

维护和系统更新期间的风险

外部供应商带来的笔记本电脑或 USB 闪存盘成为恶意软件感染源的案例不胜枚举。独立系统尤其脆弱，因为延迟检测会增加大范围影响的风险。

SEMI 标准规定的安全要求

2022 年，国际半导体设备与材料协会 (SEMI) 发布了两项重要标准——SEMI E187 和 SEMI E188，规定了设备制造商和半导体工厂的恶意软件保护责任。这些标准强调了在整个半导体供应链中采取强有力的反恶意软件措施的必要性。

什么是 SEMI？

SEMI 概览及其作用

SEMI（国际半导体设备与材料协会）是一个代表半导体和电子制造供应链的全球性行业协会。通过制定国际 SEMI 标准、举办 SEMICON 等全球展会、开展统计研究和劳动力发展计划，SEMI 推动着行业的进步和技术创新。

SEMI 在全球设有地区办事处，促进其成员公司之间的合作和最佳实践的共享。近年来，该组织越来越重视网络复原力，推出了 SEMI E187 和 E188 等网络安全标准，并培育了 SMCC（智能制造社区联盟）等专业社区。

目的和背景

成立 SEMI 的目的是应对半导体行业的跨行业挑战，如设备制造商、材料供应商和工厂之间的互操作性、安全、质量和采购标准化。SEMI 利用其广泛的全球会员网络，通过标准化、全球展览和人才培养，提高了整个供应链的效率和透明度。

2018 年以来，为应对不断升级的网络安全风险，SEMI 加快了在这一领域的努力。这包括发布 E187/E188 等网络安全相关标准，以及制定 SMCC 等跨行业倡议。

SEMI 准则的益处

• 全球信任与合规性：企业可以证明自己符合全球公认的质量、安全和互操作性标准，从而增强其在国际市场上的信誉。
• 增加商机：许多领先的晶圆厂和原始设备制造商都将符合 SEMI 标准作为采购条件。达到这些标准可提高投标和签订合同的资格。
• 设备集成更快：遵守通用规范有助于更顺利地进行验收测试和系统集成，缩短部署时间并最大限度地减少差错。
• 降低长期成本：降低因规格不匹配而导致重新设计和改造的风险，从而降低了维护和运营成本。
• 简化监管和审计准备：遵守安全、环境和网络安全标准，帮助企业更好地应对监管检查和审计。

SEMI E187 和 E188 概览及其意义

SEMI E187（晶圆厂设备网络安全规范）

• 目的：确保半导体制造设备在装运前的网络安全
• 关键要求：
  • 装运前恶意软件扫描
  • 脆弱性评估
  • 标准化安全配置
• 背景：旨在确保设备运抵客户现场时不受恶意软件的影响，最大限度地降低下游感染风险。

SEMI E188（无恶意软件设备集成规范）

• 目的：防止在生产现场安装和维护设备时感染恶意软件
• 关键要求：
  • 维护活动前后的强制性恶意软件检查
  • 扫描所有外部介质（如 USB 驱动器）
  • 记录和报告，确保可追溯性和问责制
• 背景：旨在保护晶圆厂运行免受外部供应商或维护活动带来的威胁。

重要性分析

半导体制造是一项全天候的业务，即使是一个小时的停机也会造成重大损失。这些 SEMI 标准代表了网络安全就绪的最低基准。不遵守规定不仅会增加运营风险，还可能导致在全球商业交易中丧失信誉。

SEMI 标准与 Vaccine USB3 的协调统一

Hagiwara Solutions 推出的 Vaccine USB3（图 3）是一款恶意软件扫描工具，设计用于离线或独立系统，通常在生产工厂、研究实验室和医疗机构中使用。它可以实现按需扫描恶意软件，而无需事先安装软件或更改目标系统的配置。

图 3：Hagiwara Solutions 的 Vaccine USB3 是一款独立的恶意软件扫描工具，无需事先安装软件或更改配置即可进行扫描。（图片来源：Hagiwara Solutions）

这种独特的功能让 Vaccine USB3 直接帮助实现 SEMI 标准合规，尤其是在表 2 所示的领域。

表 2：Vaccine USB 如何帮助符合 SEMI 标准。

Vaccine USB3 的主要功能及其对符合 SEMI 标准的贡献

无需安装

Vaccine USB3 使用前无需安装任何软件或进行系统配置。用户只需将设备插入目标系统，然后启动 USB 本身存储的内置扫描软件即可。这样就能直接从 USB 设备上检测、隔离和清除恶意软件。

扫描结果通过设备上的 LED 系统显示（图 4）：

• 红色 LED 亮起：检测到感染
• 蓝色 LED 亮起：未找到恶意软件

图 4：蓝色 LED 表示未发现恶意软件感染，红色 LED 表示存在恶意软件感染。（图片来源：Hagiwara Solutions）

由于不需要网络连接，该工具可在完全离线的环境下按需操作。因此，它非常适合用于半导体制造厂和关键基础设施，因为出于安全考虑，这些地方的系统通常与外部网络隔绝。

灵活的许可模式

一台 Vaccine USB3 可用于对多个端点执行恶意软件扫描。因此，对于管理大量离线或独立设备的组织而言，它是一种经济高效的解决方案。

高精度高速扫描

将 Vaccine USB3 连接到可上网的电脑上，即可将最新的恶意软件定义预装到 Vaccine USB3 上。利用更新的定义，该工具可以准确检测出已知和未知的恶意软件。为了提高扫描效率，用户可以配置各种模式，例如：

• 差异扫描（仅扫描变化）
• 定时扫描
• 目标扫描范围设置

这些灵活的扫描选项有助于使工具适应特定场所的操作要求。

记录功能

扫描结果会自动以日志文件形式存储在 Vaccine USB3 设备上。此外，该工具还能记录扫描系统的资产信息，包括硬件配置和安装的软件。这种双重记录功能能够让企业对独立系统进行基本的资产管理。在离线环境下，这一领域通常很难进行管理。

报告功能：为符合 SEMI 标准提供强大支持

自动生成：

扫描完成后，Vaccine USB3 会自动生成一份报告，总结检查结果。

报告内容：

• 扫描日期和时间
• 目标系统信息（主机名、操作系统版本等）
• 检测到的恶意软件的详细信息（名称、类型和处理结果）
• 使用的恶意软件定义文件版本
• 扫描结果摘要（安全/需要采取的行动）

格式：

报告可以 PDF 格式或其他可打印文件类型保存，从而实现灵活的存档。

与 SEMI 标准的关系：

• SEMI E187：可附上报告作为装运前检验的证明，以支持对客户和监管审核人员的问责。
• SEMI E188：报告可作为维护记录存档，对工厂环境中的内部审计和网络安全评估非常有用。

优势

• 简化追溯管理（支持纸质和数字格式）
• 加强对客户和审计员的问责
• 运营商之间更容易共享信息
• 通过强制要求提交报告，实现供应商合同中安全要求的标准化

Vaccine USB3 恶意软件诊断报告样本（图 5）

图 5：Vaccine USB3 恶意软件诊断报告示例。（图片来源：Hagiwara Solutions）

采用的好处：从设备制造商和工厂角度看

设备制造商

• 在装运前检查中满足 SEMI E187 要求，提高了客户信任度
• 减少交付后问题，从而降低支持和保修成本
• 通过证明符合全球标准，提高在国际市场上的竞争力

半导体工厂

• 将维护活动中的感染风险降至最低
• 建立符合 SEMI E188 标准的运行框架
• 降低因恶意软件事件导致生产线停机的可能性
• 将报告提交条款纳入供应商合同，实现安全要求标准化

结论和部署建议

半导体制造环境中的恶意软件防护不再是可有可无，而是必不可少。Vaccine USB3 是一种实用的免安装解决方案，可在离线环境中立即使用，同时还支持符合 SEMI E187 和 E188 标准。

对于设备制造商和半导体晶圆厂而言，Vaccine USB3 是一种成本效益高、门槛低的工具，可用于降低网络安全风险——全部所需只是一台设备即可开始部署，且部署简单，无需改造现有基础设施。现在是时候做好网络安全准备了，未雨绸缪，才能做到防患于未然。