難以想象！手機和物聯(lián)網(wǎng)SIM卡未來(lái)會(huì )像沙粒大小

隨著(zhù)5G的興起，將帶來(lái)手機、可穿戴設備、汽車(chē)等應用的繁榮。與此相對應，只有沙粒大小的eSIM（嵌入式用戶(hù)識別模塊）卡將興盛，取代傳統的SIM（用戶(hù)識別模塊）卡。最新的eSIM非常小，只有1.28×1.27毫米見(jiàn)方，掉到地上很難找到；但別小看它，其未來(lái)應用將無(wú)所不在。

近日，英飛凌科技公司介紹了eSIM的市場(chǎng)應用前景，以及英飛凌的OPTIGA? Connect eSIM特色。

1 5G的市場(chǎng)機會(huì )

據英飛凌科技安全互聯(lián)系統事業(yè)部大中華區物聯(lián)網(wǎng)安全產(chǎn)品線(xiàn)區域市場(chǎng)經(jīng)理劉彤女士介紹，物聯(lián)網(wǎng)的上云或云連接主要有幾種方式：通過(guò)Wi-Fi、藍牙以及蜂窩網(wǎng)絡(luò )連接等。根據愛(ài)立信最新的數據分析預測，到2022年約有70%以上的廣域物聯(lián)網(wǎng)設備連接將使用蜂窩網(wǎng)絡(luò )技術(shù)。這是由于蜂窩網(wǎng)絡(luò )有一些優(yōu)勢：相對于Wi-Fi和藍牙，它可以在較遠的距離、大的范圍和公眾的開(kāi)放區域使用。

照片 英飛凌科技安全互聯(lián)系統事業(yè)部大中華區物聯(lián)網(wǎng)安全產(chǎn)品線(xiàn)區域市場(chǎng)經(jīng)理劉彤

現在世界各地的運營(yíng)商都在進(jìn)行5G建設，我國目前處于前沿位置。5G采用高頻、短波技術(shù)，因而有更快的傳輸速度和更寬的帶寬，除此之外，5G還有2個(gè)重要特性。

1）網(wǎng)絡(luò )負載更大，可以承載更多的設備。

2）安全性更高。在2G、3G、4G時(shí)代，用戶(hù)的登網(wǎng)是通過(guò)SIM卡。SIM卡的主要功能是登網(wǎng)、連接和用戶(hù)身份鑒權。5G時(shí)代，由于有更多的設備接入，對安全性也提出了更高的要求，例如IMSI加密。IMSI是SIM卡里的ID，相當于每張SIM卡的身份證。前幾年歐盟推出了GDPR《通用數據保護條例》法案，IMSI數據被認為是用戶(hù)或物聯(lián)網(wǎng)的隱私，在5G規范制定的時(shí)候，ETSI（歐洲電信標準化協(xié)會(huì )）和3GPP等規范組織對IMSI進(jìn)行了加密保護。

圖 5G的優(yōu)勢

2 eSIM在5G時(shí)代的優(yōu)勢

業(yè)界客戶(hù)普遍認為：eSIM更加適合物聯(lián)網(wǎng)等5G蜂窩連接，在未來(lái)有望取代傳統的SIM卡。

eSIM卡的主要特點(diǎn)如下。

?不是以塑料卡片的形式，而是以一種固體模塊的物理形式存在在設備之內，是焊到了設備板子里面，這樣更加體現設計的靈活性。

?耐高溫、防震，以及因車(chē)里的環(huán)境非常復雜，它有超強的抗干擾能力，適合汽車(chē)和工業(yè)場(chǎng)景。例如在汽車(chē)領(lǐng)域?，F在如果我們去4S店買(mǎi)車(chē)，例如BBA（德國3個(gè)豪華汽車(chē)品牌，分別是奔馳汽車(chē)BENZ、寶馬汽車(chē)BMW、奧迪汽車(chē)AUDI）前裝的T-BOX（遠程信息處理器）已經(jīng)預置了eSIM。

?用戶(hù)可靈活地選擇移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商。例如在德國生產(chǎn)的寶馬汽車(chē)進(jìn)口到中國，怎么放中國的碼號呢？實(shí)際上，從2011年開(kāi)始，GSMA就已經(jīng)啟動(dòng)了eSIM規范的討論，也提出了這樣的一個(gè)需求。所以eSIM演進(jìn)到現在，已經(jīng)可以通過(guò)OTA（空中下載）的方式進(jìn)行運營(yíng)商的靈活碼號下載和切換。

?對于普通用戶(hù)，可以更加靈活地選擇想要的套餐和運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )。

?讓物聯(lián)網(wǎng)設備的供應鏈管理更加方便容易。例如在中國生產(chǎn)的設備，可以出口到全世界100多個(gè)國家。如果沒(méi)有這種靈活方案，以保證正確的eSIM放置（放著(zhù)正確的流量和放在正確的設備上），這是一個(gè)非常復雜的工作。所以如果用了可靈活切換的eSIM方案，可以解決這樣的問(wèn)題。

eSIM主要用于手機和物聯(lián)網(wǎng)。

圖 eSIM在手機等消費類(lèi)電子設備市場(chǎng)增長(cháng)強勁

3 eSIM的市場(chǎng)預測

1）消費類(lèi)電子產(chǎn)品。目前主要的應用是智能手機，此外，還有智能手表、可穿戴設備、平板電腦和筆記本電腦等。據ABI Research預測：“在2024年內置eSIM的消費類(lèi)電子產(chǎn)品出貨量會(huì )超過(guò)6億部，達到6.44億部，其中約5億部智能手機將安裝eSIM?！奔磶缀跛械母叨耸謾C都會(huì )有這個(gè)功能。

圖 eSIM在汽車(chē)等物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的趨勢

2）物聯(lián)網(wǎng)。最重要的是“車(chē)規級”的eSIM，負責安全和自動(dòng)駕駛。還有能源管理，智能表具（水電氣表），資產(chǎn)追蹤，例如：掌握一些重型的設備、資產(chǎn)的位置信息。像現在很多的共享單車(chē)，摩拜單車(chē)等安裝了eSIM，還有校車(chē)和運貨大卡車(chē)的位置信息監測也是要把位置上傳到云平臺里。據ABI Research預測：“2024年內置eSIM的物聯(lián)網(wǎng)設備出貨量大概在2.32億，其中有超過(guò)1億，即大半左右是用于汽車(chē)的?！?/span>

圖 每種物聯(lián)網(wǎng)解決方案對eSIM都有獨特的需求

4 不同應用所需的eSIM各不相同

現在因為5G的手機到來(lái)，它要求高頻、短波，所以5G手機的天線(xiàn)會(huì )比4G多。此外，手機硬件設計的要求也非常高，手機硬件工程師要盡量地在擠尺寸，希望能在很小的板子上盡量把關(guān)鍵的元器件布上去，所以需要超小尺寸的eSIM要求。

手表的板子更小，也是有非常嚴苛的尺寸要求。

除了汽車(chē)以外的典型應用，包括資產(chǎn)追蹤，最重要的特性是“互操作性”。例如遠洋貨柜。非常重要的一點(diǎn)，是要求全世界都能夠接入，所以對于“互操作性”的要求比較高。

還有一些工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)上的應用，例如風(fēng)力發(fā)電的設備，需要檢測設備上的信息，然后傳到后臺，這對于設備的穩健性要求就更高了，必須具備耐高低溫、非常長(cháng)的壽命（使用時(shí)間），這也是它一個(gè)獨特的要求。

遠程控制，例如如果在無(wú)人機上面安裝了eSIM模塊，對于可靠性就是非常強的要求。在無(wú)人機飛行的過(guò)程中，需要抗信號/電磁信號的干擾和振動(dòng)。

圖 OPTIGA? Connect IoT解決方案預置碼號，支持全球網(wǎng)絡(luò )連接

值得一提的是，英飛凌可以提供全面、完整的解決方案組合，以滿(mǎn)足不同應用的需求。例如在物聯(lián)網(wǎng)方面，在過(guò)去十幾年里英飛凌推出了2個(gè)系列產(chǎn)品：

①車(chē)規級。面向汽車(chē)應用的安全控制器，明星產(chǎn)品有SLI76和SLI97。SLI76產(chǎn)品在2008年推出，是全球首款車(chē)規級嵌入式SIM卡。

②面向工業(yè)應用的安全控制器，SLM76、SLM97、SLM17產(chǎn)品。

為了符合多種市場(chǎng)需求，英飛凌eSIM現在可以提供多種封裝，目前來(lái)講在物聯(lián)網(wǎng)設備上主流的封裝就是5×6毫米見(jiàn)方的封裝要求，尺寸和穩健性都非常符合主流應用需求。

5 易用性是普及的關(guān)鍵

根據市場(chǎng)研究機構ABI Research在2020年年初發(fā)布的報告中指出，2019年上半年，英飛凌的eSIM出貨量位居全球第一。

那么，和友商相比，英飛凌的OPTIGA? Connect eSIM的核心優(yōu)勢是什么？

①基本優(yōu)勢是符合GSMA最新規范，同時(shí)支持最新的5G規范的產(chǎn)品，并通過(guò)業(yè)界最高標準CC EAL4+的安全認證，封裝也非常小。

②最核心的優(yōu)勢是易用性，提供端到端硬件和軟件統包的一站式解決方案，并且在物聯(lián)網(wǎng)的解決方案里預置初始碼號。具體地，英飛凌有一個(gè)最新上市的一站式購齊eSIM方案。這是由于物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)非常大，但也是碎片化的?？蛻?hù)的痛點(diǎn)是整個(gè)測試非常復雜，有硬件、軟件。此外，eSIM在GSMA規范里還有M2M的規范，還有預裝的碼號，這對于那些規模較小、年用量不是很大的用戶(hù)挑戰很大。為此，英飛凌提出了“統包式”或叫“一站式”的eSIM解決方案，實(shí)現了硬件、軟件統包，即插即用。主要有2種產(chǎn)品形態(tài)：

①OC1110面向的是消費類(lèi)的電子設備，專(zhuān)門(mén)針對手機、手表等消費類(lèi)設備。

②OC2321面向的是物聯(lián)網(wǎng)設備。

預置的碼號，即支持全球連接的碼號可以大大簡(jiǎn)化供應鏈。例如：在中國生產(chǎn)了一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設備要出口到全世界100多個(gè)國家?？梢酝ㄟ^(guò)1個(gè)初始的碼號預置，用統一的1套產(chǎn)品就可以把所有的設備都安裝上eSIM，出口到全世界100多個(gè)國家之后，再可以連接到當地的運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )，然后再進(jìn)行當地的碼號下載，這完全是看用戶(hù)自己的選擇。

這是一種易于集成和管理的方案。它可以支持640多個(gè)移動(dòng)運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )，同時(shí)安全性也是符合GSMA的標準。那么，英飛凌如何能支持全球200多個(gè)國家和地區640多個(gè)運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )呢？因為英飛凌在前2年與印度最大的運營(yíng)商塔塔通信進(jìn)行了合作。塔塔通信有一個(gè)MOVE? eSIM Hub。它跟很多國家的運營(yíng)商都有合作協(xié)議，該平臺可以提供這樣的解決方案給2B用戶(hù)，例如：企業(yè)用戶(hù)、OEM用戶(hù)、芯片組、模塊廠(chǎng)家提供這樣的服務(wù)，能夠支撐所有的設備要求。在英飛凌OPTIGA? Connect IoT解決方案里預置了塔塔通信這樣的一個(gè)初始模塊（下圖）。

圖 OPTIGA? Connect IoT解決方案預置碼號，支持全球網(wǎng)絡(luò )連接

6 eSIM目前在我國的發(fā)展程度

可能我們平?？吹降膃SIM不是特別多，但是實(shí)際上運營(yíng)商在過(guò)去幾年中默默做了很多工作。

大概從三四年前開(kāi)始，國內三大運營(yíng)商都陸續投資和部署了eSIM的RSP后臺。目前三大運營(yíng)商對于物聯(lián)網(wǎng)和消費級的平臺都是已經(jīng)建設完成?，F在可以看到國內的趨勢：車(chē)聯(lián)網(wǎng)是三大運營(yíng)商重點(diǎn)布局的方向（注：其實(shí)也不只是國內運營(yíng)商，全球所有的運營(yíng)商都認為車(chē)聯(lián)網(wǎng)是重點(diǎn)的方向，這是他們業(yè)務(wù)新的增長(cháng)點(diǎn)）。對于消費類(lèi)產(chǎn)品，其實(shí)在國內也是有很多案例的，例如聯(lián)通的“手機營(yíng)業(yè)廳APP”，就有eSIM專(zhuān)區?，F在看eSIM專(zhuān)區，這里面有很多智能穿戴產(chǎn)品是在發(fā)售的，包括一號雙終端和一號一終端。

在規范制定方面，目前在信通院（全稱(chēng)：中國信息通信研究院）下屬機構TAF（電信終端產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì )），也在制定相關(guān)的國內規范標準。

有些用戶(hù)會(huì )擔心：eSIM卡這么小，將來(lái)怎么用在手機等產(chǎn)品上？實(shí)際上，eSIM的概念是將傳統SIM卡直接嵌入到設備芯片上，而不是作為獨立的可移除零部件加入設備中，因此用戶(hù)無(wú)需插入物理SIM卡。

7 eSIM會(huì )取代SIM嗎?

至少在未來(lái)5—10年，SIM與eSIM會(huì )長(cháng)期處于并存狀態(tài)，但是再往后，在某些場(chǎng)景下，eSIM可能會(huì )取代SIM卡。

SIM卡主要是在手機上的應用，物聯(lián)網(wǎng)也有一些。手機存量用戶(hù)可能會(huì )一直用到SIM，但是整個(gè)市場(chǎng)的容量，由于物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)應用越來(lái)越多，會(huì )有越來(lái)越多的eSIM設備產(chǎn)生。

我們也能夠看到隨著(zhù)5G技術(shù)的發(fā)展，對于手機，對于終端的小型化要求，對于整體一致性的要求，例如，現在我們經(jīng)常能夠看到手機廠(chǎng)商的賣(mài)點(diǎn)是“無(wú)孔化”，手機是全面屏、無(wú)孔，非常漂亮，還有防水功能。由于這些新的功能要求以及物聯(lián)網(wǎng)設備小型化、防水、防塵、防震的要求，eSIM的市場(chǎng)潛力越來(lái)越大。

這是一個(gè)逐漸遷移的過(guò)程，可能SIM發(fā)貨量會(huì )越來(lái)越少，eSIM發(fā)貨量會(huì )越來(lái)越多，但是整個(gè)市場(chǎng)是越來(lái)越大的。

8 安全性

英飛凌有沒(méi)有針對中國市場(chǎng)和用戶(hù)的安全措施？

實(shí)際上，網(wǎng)絡(luò )安全問(wèn)題不是某個(gè)國家或地區獨有的，無(wú)論中國還是世界其他國家，對于網(wǎng)絡(luò )安全性問(wèn)題都是非常重視的。英飛凌致力于讓互聯(lián)世界更加安全，推出的OPTIGA? Connect eSIM解決方案中，面向物聯(lián)網(wǎng)應用的產(chǎn)品是基于非常強大的安全控制器，獲得了CC EAL 5+認證，面向消費級應用的產(chǎn)品是基于SLC37安全芯片，獲得了通用標準（Comment Criteria）CC EAL6+認證，都是是業(yè)界最高的安全等級。SLC37 安全芯片提供穩健且可靠的保護機制，為關(guān)鍵數據、敏感數據提供安全的存儲，這是英飛凌安全互聯(lián)系統事業(yè)部（DSS）多年來(lái)的技術(shù)強項，也是處于全球領(lǐng)先地位的。

9 小結

手機、物聯(lián)網(wǎng)設備的SIM卡越來(lái)越小，性能卻越來(lái)越強大，安全也毫不遜色。離不開(kāi)芯片企業(yè)的創(chuàng )新和細致體貼的易用性服務(wù)。希望eSIM早日普及！