難以想象！手機和物聯(lián)網(wǎng)SIM卡未來會像沙粒大小

隨著5G的興起，將帶來手機、可穿戴設(shè)備、汽車等應(yīng)用的繁榮。與此相對應(yīng)，只有沙粒大小的eSIM（嵌入式用戶識別模塊）卡將興盛，取代傳統(tǒng)的SIM（用戶識別模塊）卡。最新的eSIM非常小，只有1.28×1.27毫米見方，掉到地上很難找到；但別小看它，其未來應(yīng)用將無所不在。

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

1 5G的市場機會

據(jù)英飛凌科技安全互聯(lián)系統(tǒng)事業(yè)部大中華區(qū)物聯(lián)網(wǎng)安全產(chǎn)品線區(qū)域市場經(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Wi-Fi、藍(lán)牙以及蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接等。根據(jù)愛立信最新的數(shù)據(jù)分析預(yù)測，到2022年約有70%以上的廣域物聯(lián)網(wǎng)設(shè)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(lán)牙，它可以在較遠(yuǎn)的距離、大的范圍和公眾的開放區(qū)域使用。

照片 英飛凌科技安全互聯(lián)系統(tǒng)事業(yè)部大中華區(qū)物聯(lián)網(wǎng)安全產(chǎn)品線區(qū)域市場經(jīng)理劉彤

現(xiàn)在世界各地的運營商都在進(jìn)行5G建設(shè)，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個重要特性。

1）網(wǎng)絡(luò)負(fù)載更大，可以承載更多的設(shè)備。

2）安全性更高。在2G、3G、4G時代，用戶的登網(wǎng)是通過SIM卡。SIM卡的主要功能是登網(wǎng)、連接和用戶身份鑒權(quán)。5G時代，由于有更多的設(shè)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(dāng)于每張SIM卡的身份證。前幾年歐盟推出了GDPR《通用數(shù)據(jù)保護(hù)條例》法案，IMSI數(shù)據(jù)被認(rèn)為是用戶或物聯(lián)網(wǎng)的隱私，在5G規(guī)范制定的時候，ETSI（歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會）和3GPP等規(guī)范組織對IMSI進(jìn)行了加密保護(hù)。

圖 5G的優(yōu)勢

2 eSIM在5G時代的優(yōu)勢

業(yè)界客戶普遍認(rèn)為：eSIM更加適合物聯(lián)網(wǎng)等5G蜂窩連接，在未來有望取代傳統(tǒng)的SIM卡。

eSIM卡的主要特點如下。

?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(shè)備之內(nèi)，是焊到了設(shè)備板子里面，這樣更加體現(xiàn)設(shè)計的靈活性。

?耐高溫、防震，以及因車?yán)锏沫h(huán)境非常復(fù)雜，它有超強的抗干擾能力，適合汽車和工業(yè)場景。例如在汽車領(lǐng)域。現(xiàn)在如果我們?nèi)?S店買車，例如BBA（德國3個豪華汽車品牌，分別是奔馳汽車BENZ、寶馬汽車BMW、奧迪汽車AUDI）前裝的T-BOX（遠(yuǎn)程信息處理器）已經(jīng)預(yù)置了eSIM。

?用戶可靈活地選擇移動網(wǎng)絡(luò)運營商。例如在德國生產(chǎn)的寶馬汽車進(jìn)口到中國，怎么放中國的碼號呢？實際上，從2011年開始，GSMA就已經(jīng)啟動了eSIM規(guī)范的討論，也提出了這樣的一個需求。所以eSIM演進(jìn)到現(xiàn)在，已經(jīng)可以通過OTA（空中下載）的方式進(jìn)行運營商的靈活碼號下載和切換。

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

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

eSIM主要用于手機和物聯(lián)網(wǎng)。

圖 eSIM在手機等消費類電子設(shè)備市場增長強勁

3 eSIM的市場預(yù)測

1）消費類電子產(chǎn)品。目前主要的應(yīng)用是智能手機，此外，還有智能手表、可穿戴設(shè)備、平板電腦和筆記本電腦等。據(jù)ABI Research預(yù)測：“在2024年內(nèi)置eSIM的消費類電子產(chǎn)品出貨量會超過6億部，達(dá)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都會有這個功能。

圖 eSIM在汽車等物聯(lián)網(wǎng)市場的趨勢

2）物聯(lián)網(wǎng)。最重要的是“車規(guī)級”的eSIM，負(fù)責(zé)安全和自動駕駛。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(shè)備、資產(chǎn)的位置信息。像現(xiàn)在很多的共享單車，摩拜單車等安裝了eSIM，還有校車和運貨大卡車的位置信息監(jiān)測也是要把位置上傳到云平臺里。據(jù)ABI Research預(yù)測：“2024年內(nèi)置eSIM的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備出貨量大概在2.32億，其中有超過1億，即大半左右是用于汽車的。”

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(yīng)用所需的eSIM各不相同

現(xiàn)在因為5G的手機到來，它要求高頻、短波，所以5G手機的天線會比4G多。此外，手機硬件設(shè)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(yán)苛的尺寸要求。

除了汽車以外的典型應(yīng)用，包括資產(chǎn)追蹤，最重要的特性是“互操作性”。例如遠(yuǎn)洋貨柜。非常重要的一點，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(yīng)用，例如風(fēng)力發(fā)電的設(shè)備，需要檢測設(shè)備上的信息，然后傳到后臺，這對于設(shè)備的穩(wěn)健性要求就更高了，必須具備耐高低溫、非常長的壽命（使用時間），這也是它一個獨特的要求。

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

圖 OPTIGA? Connect IoT解決方案預(yù)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，以滿足不同應(yīng)用的需求。例如在物聯(lián)網(wǎng)方面，在過去十幾年里英飛凌推出了2個系列產(chǎn)品：

①車規(guī)級。面向汽車應(yīng)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，是全球首款車規(guī)級嵌入式SIM卡。

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

為了符合多種市場需求，英飛凌eSIM現(xiàn)在可以提供多種封裝，目前來講在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上主流的封裝就是5×6毫米見方的封裝要求，尺寸和穩(wěn)健性都非常符合主流應(yīng)用需求。

5 易用性是普及的關(guān)鍵

根據(jù)市場研究機構(gòu)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(guī)范，同時支持最新的5G規(guī)范的產(chǎn)品，并通過業(yè)界最高標(biāo)準(zhǔn)CC EAL4+的安全認(rèn)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(tǒng)包的一站式解決方案，并且在物聯(lián)網(wǎng)的解決方案里預(yù)置初始碼號。具體地，英飛凌有一個最新上市的一站式購齊eSIM方案。這是由于物聯(lián)網(wǎng)市場非常大，但也是碎片化的?？蛻舻耐袋c是整個測試非常復(fù)雜，有硬件、軟件。此外，eSIM在GSMA規(guī)范里還有M2M的規(guī)范，還有預(yù)裝的碼號，這對于那些規(guī)模較小、年用量不是很大的用戶挑戰(zhàn)很大。為此，英飛凌提出了“統(tǒng)包式”或叫“一站式”的eSIM解決方案，實現(xiàn)了硬件、軟件統(tǒng)包，即插即用。主要有2種產(chǎn)品形態(tài)：

①OC1110面向的是消費類的電子設(shè)備，專門針對手機、手表等消費類設(shè)備。

②OC2321面向的是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

預(yù)置的碼號，即支持全球連接的碼號可以大大簡化供應(yīng)鏈。例如：在中國生產(chǎn)了一個物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備要出口到全世界100多個國家?？梢酝ㄟ^1個初始的碼號預(yù)置，用統(tǒng)一的1套產(chǎn)品就可以把所有的設(shè)備都安裝上eSIM，出口到全世界100多個國家之后，再可以連接到當(dāng)?shù)氐倪\營商網(wǎng)絡(luò)，然后再進(jìn)行當(dāng)?shù)氐拇a號下載，這完全是看用戶自己的選擇。

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

圖 OPTIGA? Connect IoT解決方案預(yù)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，但是實際上運營商在過去幾年中默默做了很多工作。

大概從三四年前開始，國內(nèi)三大運營商都陸續(xù)投資和部署了eSIM的RSP后臺。目前三大運營商對于物聯(lián)網(wǎng)和消費級的平臺都是已經(jīng)建設(shè)完成。現(xiàn)在可以看到國內(nèi)的趨勢：車聯(lián)網(wǎng)是三大運營商重點布局的方向（注：其實也不只是國內(nèi)運營商，全球所有的運營商都認(rèn)為車聯(lián)網(wǎng)是重點的方向，這是他們業(yè)務(wù)新的增長點）。對于消費類產(chǎn)品，其實在國內(nèi)也是有很多案例的，例如聯(lián)通的“手機營業(yè)廳APP”，就有eSIM專區(qū)。現(xiàn)在看eSIM專區(qū)，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(guī)范制定方面，目前在信通院（全稱：中國信息通信研究院）下屬機構(gòu)TAF（電信終端產(chǎn)業(yè)協(xié)會），也在制定相關(guān)的國內(nèi)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

有些用戶會擔(dān)心：eSIM卡這么小，將來怎么用在手機等產(chǎn)品上？實際上，eSIM的概念是將傳統(tǒng)SIM卡直接嵌入到設(shè)備芯片上，而不是作為獨立的可移除零部件加入設(shè)備中，因此用戶無需插入物理SIM卡。

7 eSIM會取代SIM嗎?

至少在未來5—10年，SIM與eSIM會長期處于并存狀態(tài)，但是再往后，在某些場景下，eSIM可能會取代SIM卡。

SIM卡主要是在手機上的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)也有一些。手機存量用戶可能會一直用到SIM，但是整個市場的容量，由于物聯(lián)網(wǎng)市場的蓬勃發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用越來越多，會有越來越多的eSIM設(shè)備產(chǎn)生。

我們也能夠看到隨著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(xiàn)在我們經(jīng)常能夠看到手機廠商的賣點是“無孔化”，手機是全面屏、無孔，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(shè)備小型化、防水、防塵、防震的要求，eSIM的市場潛力越來越大。

這是一個逐漸遷移的過程，可能SIM發(fā)貨量會越來越少，eSIM發(fā)貨量會越來越多，但是整個市場是越來越大的。

8 安全性

英飛凌有沒有針對中國市場和用戶的安全措施？

實際上，網(wǎng)絡(luò)安全問題不是某個國家或地區(qū)獨有的，無論中國還是世界其他國家，對于網(wǎng)絡(luò)安全性問題都是非常重視的。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(yīng)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(rèn)證，面向消費級應(yīng)用的產(chǎn)品是基于SLC37安全芯片，獲得了通用標(biāo)準(zhǔn)（Comment Criteria）CC EAL6+認(rèn)證，都是是業(yè)界最高的安全等級。SLC37 安全芯片提供穩(wěn)健且可靠的保護(hù)機制，為關(guān)鍵數(shù)據(jù)、敏感數(shù)據(jù)提供安全的存儲，這是英飛凌安全互聯(lián)系統(tǒng)事業(yè)部（DSS）多年來的技術(shù)強項，也是處于全球領(lǐng)先地位的。

9 小結(jié)

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