SIM、eSIM 与 iSIM 有何不同？

Arm 物联网服务集团中国区负责人 陈曦

一想到 SIM 卡（即用户身份识别卡），大家肯定不会把它跟华丽光鲜或尖端科技联想到一起。这样一块不起眼的塑料方块，若要将它从手机中取出来还需借助各种回形针、钉书针甚至耳环。除非你正在花费气力把它插入或从移动设备中取出，不然 SIM 卡通常会处于被遗忘的状态。然而，谁都不会想到，这个负责在移动网络上识别用户身份的后台技术，可以作为设置新手机或升级移动设备使用。

随着我们往物联网世界迈进，越来越多的人、设备与机器都将连上网络，SIM 技术将变得相当关键。最近两项 SIM 技术的进展更是如此：嵌入式 SIM（eSIM）与集成式 SIM（iSIM）。

eSIM 与 iSIM：带动创新与机遇

我们可以把 eSIM 与 iSIM 视为一对兄弟：两个不同的独特个体，但却共有许多特性，同时也有一些重要的差异。

eSIM 与 iSIM 是在移动网络上识别订阅用户与设备的技术。eSIM 是由全球移动通信系统协会 GSMA 创建的基于开放，可灵活选择运营商的创新技术和标准。iSIM 则是一项更新的发展，目前还未被公布成为正式的标准，但已获得业界广泛的支持。

在我们最近与 GSMA 协会系统架构师、也是下一代 SIM 标准专家 Gary Waite 的交流中发现，业界对 iSIM 的支持是我们交谈过程中提出的关键点。关于 iSIM 标准的建立过程，Gary Waite 表示：“业界大多数都积极支持建立 iSIM 标准。大家意识到如果能建立通用标准，而非每个人都去创造独家的解决方案，成功的概率就会增加。”

有人有移除 SIM 卡的工具吗？

了解 eSIM 与 iSIM 之间的关系能帮助我们更好理解 eSIM 标准为何会先一步崛起。eSIM 正逐渐演化成为传统 SIM 技术的替代品，后者是建构在大家熟悉、可移除的卡片上，我们都使用过，或许还丢失过。然而，在物联网中更新数百万张实体 SIM 卡不仅是个挑战，同时也是个几乎不可能完成的任务。

蜂窝网络供应商使用 SIM 卡来存储配置文件，使其可以在供应商的网络上使用，并提供安全的标识和存储以及其他功能。传统的 SIM 卡无处不在，在如今的移动网络上，存在着数百万张正在使用的 SIM 卡。它们虽然无处不在，设计上却诸多受限。当主设备变更网络时，SIM 卡必须进行实体更换。可问题是，现在还有谁会随身携带移除 SIM 卡的工具呢？

改良的 SIM 卡设计

随着物联网发展逐渐成熟，数百万个新增的物联网设备涌入市场，这种物理约束变得更加困难且难以适应，且造价更为昂贵。根据市场研究机构 IoT Analytics 的报告，2020 年市面上物联网设备的数量将增长至 100 亿个，2025 年将增加至 220 亿个。对于消费者而言，出国旅游前更换智能手机的 SIM 卡可能会带来不便；何况对于动辄拥有数千个物联网设备的企业而言，更换 SIM 卡则是费力又伤神。

使用实体 SIM 卡存在的挑战包括：

· 尺寸：随着物联网与联网消费类设备尺寸的逐渐缩小，实体 SIM 卡占据相对不小的面积比例。这给想要利用此空间增加重要功能的设备制造商带来设计上的挑战。

· 管理：管理移动设备库存的企业必须购买、追踪与管理在它管控下的每张 SIM 卡。以实体方式进行管理所产生的费用与后续维护的复杂性，让 SIM 卡技术在部署大量设备时变得无以为继，比如工业物联网、物联网物流或智慧城市应用中。

· 耐久性：实体 SIM 卡很容易被移出或受损。

· 失窃：实体卡片可从设备中移出使其容易遭窃，这种情况在世界各地无时无刻不在发生。

面对当下已有的各种智能手机、平板电脑、阅读器等消费类移动设备而言，这些挑战的难度已经相当高。但鉴于企业已经开始扩展他们的物联网设备”舰队 “，想要把它们嵌入至从汽车到仓储托板等万物之中，更是难上加难。

随着消费者智能家居与企业物联网应用的数量骤然攀升，我们不难想像在未来企业将会面临管理数百万个设备的情况。更新数百万张实体 SIM 卡不但是个挑战，也几乎是个不可能完成的任务。

eSIM 应对传统 SIM 卡的局限

在物联网应用中，嵌入式 eSIM 技术可提供一种优雅、强大且几乎具有无限扩展性的解决方案，以应对传统 SIM 卡所面临的挑战。eSIM 虽然和 SIM 卡一样是实体的物件，但它被永久地焊入设备中，不具备可移除性。授权用户可以通过远端无线的 SIM 配置解决方案（RSP），来存取与更新 eSIM 上的配置文件和其它数据。

eSIM 可以应对我前面提到的每一个挑战：

· 尺寸更小：eSIM 的尺寸为 5x6 毫米，大约是尺寸为 12x8. 8 毫米的 Nano SIM 卡的一半大小。iSIM 的大小则是用纳米计算，只有 Nano SIM 卡的一小部分。进一步缩小的尺寸，给予设备制造商更多设计上的弹性，同时也能降低生产成本。

· 可以远端管理：你可以使用 RSP 技术远端在不限数量的 eSIM 设备的基础上，管理配置文件以变更网络或更新设置。

· 防止损坏：你永远不会弄丢或意外踩到 eSIM。

· 防止失窃：eSIM 无法被偷窃。

iSIM 将 eSIM 的创新发扬光大

你可以说 eSIM 是革命性的创新，因为它如此显著地降低了物理 SIM 卡的成本与管理的复杂性，赋予物联网高度扩展性。因此，部署大量物联网设备的企业，不会被网络营运商初期的定价与存取方案绑定。

而 iSIM 将这些及其它更多的特质放大并延展，同时也除去了 eSIM 的一些缺点。iSIM 的主要创新点在于把 SIM 的功能性移至了设备的永久硬件数组中。与 eSIM 不一样的是，iSIM 不再依赖于单独的处理器，也不要求在设备的硬件空间中占有很大面积。相反地，iSIM 让硬件 OEM 代工厂与处理器设计公司设计出片上系统（SoC）构架，把 SIM 的功能与既有的内置处理器、蜂窝调制解调器进行整合。

构建在 SIM 的安全性优点之上

eSIM 提供另一个所有移动设备都可受益的重要功能强化点：安全性。物理的 SIM 卡向来都比软件标准更为安全，原因是建构在硬件上的系统，原本就比较难以破解。eSIM 与 iSIM 很难遭偷窃，因此可以提升使用这些技术的设备的可靠性与整体性。iSIM 进一步把 eSIM 与 SIM 的安全性能力发扬光大。iSIM 位于片上系统（SoC）安全的位置，透过附加的身份验证为移动网络带来信任根，这对于付款、身份识别与关键基础构架等应用特别具有优势。

Gary Waite 还观察到：“这些技术正在为安全的设备奠定基础，这是前所未见的突破。”

iSIM 的优势：说到底就是成本

由于 iSIM 设备需要用到较少的组件，制造成本也会相对较低。通常来说，iSIM 简化的设计将提升设备的可靠性，因而降低成本。按单位计算，iSIM 成本上的优势或许不大。但是，当企业一次采购数十万个物联网设备时，那些小幅度的成本降低合计起来就会节省大量资金。考虑到物联网设备市场不断成长，iSIM 成本的优势也会愈加凸显。在物联网市场中，设备要具有实用性，就必须要求设备体积小、可靠且价格低廉。

正如 Gary Waite 所言，iSIM 成本上的优势对于充分释放物联网市场的潜力至关重要。“在物联网领域，成本绝对凌架一切。这也是 iSIM 真正发挥其作用之处，其显著的成本差异让之前无法实现的物联网应用得以落地。”Waite 还指出，“我们现在只是刚开始探索全新的物联网世界，iSIM 技术的出现让这个全新的世界即将变成可能。”