eSIM漸成主流，嵌入汽車、手機、物聯網設備

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）將興盛，嵌入在板卡上，取代傳統的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更適合物聯網別蜂小窩看通它信，，將其取市代場傳非統S常IM可解觀決。

圖1 eSIM卡

近日，英飛凌科技公司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了eSIM的市場應用前景。

1   5G的市場機會

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。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。

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。

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于設備內，焊到板子上，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。

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：“到2024年，內置eSIM的消費類電子產品出貨量會超過6億部，達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3）。”

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（如圖4）。

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。

還有一些工業互聯網上的應用，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每求種物。

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。

為此，需要eSIM供應商提供全面、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，分別面向車規級和面向工業應用，同時有多種封裝。目前物聯網設備上主流的封裝是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。

值得一提的是，支持全球連接的預置碼號的好處是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，出口后，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。該方案可以支持全球640多個移動運營商網絡，同時安全性也是符合GSMA的標準。

5   eSIM目前在我國的發展程度

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。

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，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SIM卡，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，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。

不過，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。

（本文來源于《電子產品世界》雜志2020年9月期）