隨著5G的興起，將帶來手機、可穿戴設備、汽車等應用的繁榮。與此相對應，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，其未來應用將無所不在。

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

1 5G的市場機會

據英飛凌科技安全互聯系統事業部大中華區物聯網安全產品線區域市場經理劉彤女士介紹，物聯網的上云或云連接主要有幾種方式：通過Wi-Fi、藍牙以及蜂窩網絡連接等。根據愛立信最新的數據分析預測，到2022年約有70%以上的廣域物聯網設備連接將使用蜂窩網絡技術。這是由于蜂窩網絡有一些優勢：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放區域使用。

照片 英飛凌科技安全互聯系統事業部大中華區物聯網安全產品線區域市場經理劉彤

現在世界各地的運營商都在進行5G建設，我國目前處于前沿位置。5G采用高頻、短波技術，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）網絡負載更大，可以承載更多的設備。

2）安全性更高。在2G、3G、4G時代，用戶的登網是通過SIM卡。SIM卡的主要功能是登網、連接和用戶身份鑒權。5G時代，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數據被認為是用戶或物聯網的隱私，在5G規范制定的時候，ETSI（歐洲電信標準化協會）和3GPP等規范組織對IMSI進行了加密保護。

圖 5G的優勢

2 eSIM在5G時代的優勢

業界客戶普遍認為：eSIM更加適合物聯網等5G蜂窩連接，在未來有望取代傳統的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，以及因車里的環境非常復雜，它有超強的抗干擾能力，適合汽車和工業場景。例如在汽車領域。現在如果我們去4S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（遠程信息處理器）已經預置了eSIM。

?用戶可靈活地選擇移動網絡運營商。例如在德國生產的寶馬汽車進口到中國，怎么放中國的碼號呢？實際上，從2011年開始，GSMA就已經啟動了eSIM規范的討論，也提出了這樣的一個需求。所以eSIM演進到現在，已經可以通過OTA（空中下載）的方式進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絡。

?讓物聯網設備的供應鏈管理更加方便容易。例如在中國生產的設備，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備上），這是一個非常復雜的工作。所以如果用了可靈活切換的eSIM方案，可以解決這樣的問題。

eSIM主要用于手機和物聯網。

圖 eSIM在手機等消費類電子設備市場增長強勁

3 eSIM的市場預測

1）消費類電子產品。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的消費類電子產品出貨量會超過6億部，達到6.44億部，其中約5億部智能手機將安裝eSIM。”即幾乎所有的高端手機都會有這個功能。

圖 eSIM在汽車等物聯網市場的趨勢

2）物聯網。最重要的是“車規級”的eSIM，負責安全和自動駕駛。還有能源管理，智能表具（水電氣表），資產追蹤，例如：掌握一些重型的設備、資產的位置信息。像現在很多的共享單車，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的物聯網設備出貨量大概在2.32億，其中有超過1億，即大半左右是用于汽車的。”

圖 每種物聯網解決方案對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，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。

除了汽車以外的典型應用，包括資產追蹤，最重要的特性是“互操作性”。例如遠洋貨柜。非常重要的一點，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。

還有一些工業物聯網上的應用，例如風力發電的設備，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、非常長的壽命（使用時間），這也是它一個獨特的要求。

遠程控制，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解決方案預置碼號，支持全球網絡連接

值得一提的是，英飛凌可以提供全面、完整的解決方案組合，以滿足不同應用的需求。例如在物聯網方面，在過去十幾年里英飛凌推出了2個系列產品：

①車規級。面向汽車應用的安全控制器，明星產品有SLI76和SLI97。SLI76產品在2008年推出，是全球首款車規級嵌入式SIM卡。

②面向工業應用的安全控制器，SLM76、SLM97、SLM17產品。

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

5 易用性是普及的關鍵

根據市場研究機構ABI Research在2020年年初發布的報告中指出，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的核心優勢是什么？

①基本優勢是符合GSMA最新規范，同時支持最新的5G規范的產品，并通過業界最高標準CC EAL4+的安全認證，封裝也非常小。

②最核心的優勢是易用性，提供端到端硬件和軟件統包的一站式解決方案，并且在物聯網的解決方案里預置初始碼號。具體地，英飛凌有一個最新上市的一站式購齊eSIM方案。這是由于物聯網市場非常大，但也是碎片化的。客戶的痛點是整個測試非常復雜，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，實現了硬件、軟件統包，即插即用。主要有2種產品形態：

①OC1110面向的是消費類的電子設備，專門針對手機、手表等消費類設備。

②OC2321面向的是物聯網設備。

預置的碼號，即支持全球連接的碼號可以大大簡化供應鏈。例如：在中國生產了一個物聯網設備要出口到全世界100多個國家。可以通過1個初始的碼號預置，用統一的1套產品就可以把所有的設備都安裝上eSIM，出口到全世界100多個國家之后，再可以連接到當地的運營商網絡，然后再進行當地的碼號下載，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多個移動運營商網絡，同時安全性也是符合GSMA的標準。那么，英飛凌如何能支持全球200多個國家和地區640多個運營商網絡呢？因為英飛凌在前2年與印度最大的運營商塔塔通信進行了合作。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議，該平臺可以提供這樣的解決方案給2B用戶，例如：企業用戶、OEM用戶、芯片組、模塊廠家提供這樣的服務，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初始模塊（下圖）。

圖 OPTIGA? Connect IoT解決方案預置碼號，支持全球網絡連接

6 eSIM目前在我國的發展程度

可能我們平常看到的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，國內三大運營商都陸續投資和部署了eSIM的RSP后臺。目前三大運營商對于物聯網和消費級的平臺都是已經建設完成。現在可以看到國內的趨勢：車聯網是三大運營商重點布局的方向（注：其實也不只是國內運營商，全球所有的運營商都認為車聯網是重點的方向，這是他們業務新的增長點）。對于消費類產品，其實在國內也是有很多案例的，例如聯通的“手機營業廳APP”，就有eSIM專區。現在看eSIM專區，這里面有很多智能穿戴產品是在發售的，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：中國信息通信研究院）下屬機構TAF（電信終端產業協會），也在制定相關的國內規范標準。

有些用戶會擔心：eSIM卡這么小，將來怎么用在手機等產品上？實際上，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，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用，物聯網也有一些。手機存量用戶可能會一直用到SIM，但是整個市場的容量，由于物聯網市場的蓬勃發展和物聯網應用越來越多，會有越來越多的eSIM設備產生。

我們也能夠看到隨著5G技術的發展，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網設備小型化、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發貨量會越來越少，eSIM發貨量會越來越多，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，網絡安全問題不是某個國家或地區獨有的，無論中國還是世界其他國家，對于網絡安全性問題都是非常重視的。英飛凌致力于讓互聯世界更加安全，推出的OPTIGA? Connect eSIM解決方案中，面向物聯網應用的產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，為關鍵數據、敏感數據提供安全的存儲，這是英飛凌安全互聯系統事業部（DSS）多年來的技術強項，也是處于全球領先地位的。

9 小結

手機、物聯網設備的SIM卡越來越小，性能卻越來越強大，安全也毫不遜色。離不開芯片企業的創新和細致體貼的易用性服務。希望eSIM早日普及！