电子产品世界

半导体晶圆厂是全球科技供应链的核心支柱。但随着这类设施成为关键基础设施，其也逐渐沦为网络威胁的主要攻击目标。对于芯片制造商而言，维持生产不间断运行的重要性极高。

大型晶圆厂的生产中断每小时可能造成数百万美元的损失，任何生产故障都可能在全球范围内引发连锁反应。而随着芯片及其制造晶圆厂成为地缘政治竞争的焦点，这一局面变得愈发复杂。

为应对这些风险，芯片行业正重新思考晶圆厂的安全防护策略。行业组织和各国政府正搭建相关框架，助力保障晶圆厂内的工业控制系统安全，这类系统是监控和控制芯片制造流程的核心设备。

2023 年末，SEMI 发布了相应的实施蓝图 ——《半导体制造环境网络安全参考架构（1.0 版）》，明确了芯片企业如何将 “零信任” 和 “纵深防御” 原则直接应用于生产运营。

在此基础上，日本经济产业省（METI）于 2025 年 10 月发布了《半导体器件工厂工业控制系统安全指南（1.0 版）》。该指南参考了 SEMI 的上述架构，且与 SEMI E187/E188 标准及美国国家标准与技术研究院（NIST）《网络安全框架 2.0》保持一致。日本经济产业省表示，该安全指南未来可能纳入投资促进政策的硬性要求，以此为晶圆代工厂的合规整改提供财政激励。

企业如今可在晶圆厂中落地多项切实可行的安全解决方案 —— 我将其称为 “安全支柱”，借此跟上全球网络安全建设的步伐，保障厂区生产安全。这些方案包括网络微分段、老旧设备防护以及特权访问管控等。

为何晶圆厂需要专属的网络安全防护策略

半导体晶圆厂的生产运行具备特殊性，对持续不间断作业和高精度生产要求极高。安全防护措施的设计需兼顾核心资产保护，同时不能干扰高产量、高敏感性的生产流程。

厂区内许多设备常年不间断运行，其搭载的操作系统往往早已不再获得厂商的补丁更新支持。与此同时，工厂的自动化生产要求数千个终端设备实现无缝连接，涵盖光刻设备、物料搬运系统等各类产线设施。

这样的运行环境形成了巨大的攻击面，复杂的网络布局、缺乏防护的老旧资产以及未受管控的供应商账户，都成为潜在的安全隐患。其他行业的安全事故，例如 Norsk Hydro 和 JBS 遭遇的勒索软件攻击，充分证明了生产中断会给企业带来难以挽回的经济损失和声誉损害。而对于晶圆厂而言，每一批晶圆都承载着不可复制的知识产权，其面临的安全风险更是呈几何级倍增。

第一大安全支柱：网络微分段，限制黑客攻击范围

工业控制系统的网络往往大范围互联互通，一旦某一资产被攻破，攻击者便能轻易在设备间横向移动。网络微分段技术则是应对这一问题的有效手段，该技术将整体网络划分为多个小型、相互隔离的安全区域，并对区域间的通信进行严格管控。

要实现网络微分段的有效落地，晶圆厂首先需为光刻、刻蚀、计量、自动化物料搬运系统（AMHS）、工厂监控与控制系统（FMCS）等各工艺区域划定安全分区，并记录所有经批准的数据传输路径。其次，在各分区边界执行默认拒绝策略，仅允许经过验证的协议和连接通行。同时，在分区边界部署虚拟补丁或入侵防御系统，可有效拦截针对未打补丁设备的已知攻击手段。

最后，借助硬件旁路和冗余连接提升系统韧性，确保设备维护或故障期间生产流程的平稳运行。通过以上措施，既能提升生产稳定性，也能大幅缩短安全事故的恢复时间。

第二大安全支柱：防护不可或缺的老旧设备

老旧系统往往是晶圆厂中最敏感、最易受攻击的资产。许多核心生产设备仍在运行 Windows XP、Windows 2000 等系统，或搭载已停止更新的专用控制器，却仍是生产流程中不可或缺的部分。

由于这类设备无法打补丁，防护工作需聚焦于系统锁定和权限管控。晶圆厂可采用应用白名单机制，确保只有经批准的程序文件和进程能够运行。同时，需配合终端强化措施，例如开启写保护、限制 U 盘等可移动存储介质的使用、防止未授权的动态链接库注入等。

对于离线运行的设备，需通过受控的便携式存储介质或本地控制台进行系统更新，摆脱对云连接的依赖。

通过上述措施，晶圆厂无需开展成本高昂、且易造成生产中断的设备替换工程，就能保障核心老旧资产的安全运行，大幅增加攻击者利用这类系统作为入侵入口的难度。

第三大安全支柱：严格管控晶圆厂的访问权限

晶圆厂的日常设备维护高度依赖全球范围内的设备供应商和服务合作伙伴网络。这类外部访问虽有必要，却也带来了安全风险。但通过合理的管控措施，既能保障供应商访问的效率，也能确保其安全性。

核心关键在于将零信任原则应用于所有供应商账户。供应商的访问权限需通过安全网关或堡垒机进行管理，且仅授予限时、定向的访问权限。

对于计划性维护工作，晶圆厂可提供即时访问权限，相关认证信息在维护窗口期结束后自动失效。为明确责任归属，需对供应商的所有操作会话进行监控和记录，形成清晰、可审计的操作日志。

通过落实这些管控措施，晶圆厂既能为供应商提供开展工作所需的访问权限，又能实现全程可视监控，确保权限不会被滥用。

第四大安全支柱：降低人为失误和内部威胁的风险

晶圆厂的日常运营中，从通过 U 盘传输生产配方到下载软件更新，各类操作都是生产不可或缺的环节。但这些常规的数据交换操作，往往是员工为达成生产目标而开展的善意行为，却成为重要的安全威胁点。每一次数据传输，都可能成为恶意软件注入或核心知识产权泄露的契机，让无心之举演变为重大安全风险。

解决这一问题的关键，是为所有数据流转搭建严格、安全的传输通道。首先，对外网数据传输执行默认拒绝策略，仅允许经明确批准的数据，通过受控的加密通道向外传输。对于仍广泛用于离线设备或老旧设备更新的物理存储介质，晶圆厂需对所有设备的输入输出端口进行安全强化，同时制定严格制度，要求所有可移动存储介质必须在专用终端完成扫描后，才能接入生产网络。

同理，所有软件更新均需通过安全网关进行管理，文件在进入工业控制系统环境前，需完成完整性验证。这些管控措施能有效保护企业知识产权，防止恶意软件通过日常常规操作侵入晶圆厂。

持续打造并完善晶圆厂的安全防护体系

SEMI 和日本经济产业省（METI）发布的全新框架均强调，网络安全并非一次性的投资，而是需要在晶圆厂的全生命周期中持续更新完善。其中几项核心实践措施包括：

• 对所有新入厂设备开展迁入前安全检查，包括恶意软件扫描和补丁验证，并形成核查报告；

• 在设备防火墙和集成节点中强制执行默认拒绝配置；

• 每周开展漏洞评估，维护实时资产清单，实时掌握网络安全状况；

• 将工业控制系统的安全遥测数据集成至企业安全信息和事件管理系统（SIEM）以及扩展检测与响应平台（XDR），打造一体化的信息技术（IT）和工业控制系统（OT）安全事件响应能力。

归根结底，晶圆厂的网络安全防护需要结合工业控制系统特性的策略，且与实际生产运营相适配。网络微分段、老旧设备防护、供应商访问管控等核心安全支柱，能够构建起韧性十足的防御体系。

通过遵循 SEMI《半导体制造环境网络安全参考架构》，并贴合日本经济产业省（METI）的全新指南要求，晶圆厂能够紧跟行业标准、客户期望和政府监管要求的升级步伐，更重要的是，能保障产线的持续平稳运行。

在竞争激烈、风险极高的芯片制造领域，网络安全不仅是一项技术工作，更是企业实现安全、稳定、持续生产运营的基石。

关键词： 半导体 晶圆厂 SEMI 网络安全