eSIM漸成主流，嵌入汽車、手機、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備

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）將興盛，嵌入在板卡上，取代傳統(tǒng)的SIM卡。最新的eSIM非常小，只有1.29 mm×1.27 mm（圖1），掉到地上很難找到；但eSIM更適合物聯(lián)網(wǎng)別蜂小窩看通它信，，將其取市代場傳非統(tǒng)S常IM可解觀決。

圖1 eSIM卡

近日，英飛凌科技公司安全互聯(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)理劉彤女士介紹了eSIM的市場應(yīng)用前景。

1   5G的市場機會

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。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。

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)。

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于設(shè)備內(nèi)，焊到板子上，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?，F(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。

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：“到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)6.44億部，其中約5億部智能手機將安裝eSIM。（圖2）”即幾乎所有的高端手機都會有這個功能。

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3）。”

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（如圖4）。

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)互聯(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每求種物。

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。

為此，需要eSIM供應(yīng)商提供全面、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，分別面向車規(guī)級和面向工業(yè)應(yīng)用，同時有多種封裝。目前物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上主流的封裝是5 mm×6 mm的封裝，新近推出了1.29 mm×1.27 mm尺寸。

和友商相比，英飛凌的OPTIGA? Connect eSIM的核心優(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。

值得一提的是，支持全球連接的預(yù)置碼號的好處是可以大大簡化供應(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，可以通過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，出口后，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。該方案可以支持全球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)。

5   eSIM目前在我國的發(fā)展程度

可能我們平常見到的eSIM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)?，F(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)。

6   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SIM卡，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，有些手機的賣點是無孔化、全面屏，不僅非常漂亮，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。

不過，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。

（本文來源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2020年9月期）