5G时代用不用换卡
2020-08-17
SIM卡的形态变迁
早期功能机和智能手机厚如“ 板砖”,安装尺寸为2 5 m m×15mm×0.8mm的标准SIM卡毫无压力(图1)。但智能手机们随后都开始迷恋“性感身材”,其中尤以苹果iPhone系列最为激进,并最早向标准SI M卡“开刀”。
2010年,iPhone4首次商用MicroSIM卡,它的尺寸从标准SIM卡的25mm×15mm缩小到了15mm×12mm,可以帮手机节省下更多内部空间。2012年,iPhone5再度首发更迷你的NanoSIM卡,其尺寸只有早期SIM卡的1/2(见表),已经达到了物理SIM卡的极限(图2)。在这个过程中,还催生了“剪卡”和“卡托”这种第三方业务。
之所以强调NanoSIM是“物理SIM卡”的极限,是因为还有一种SIM卡更小,它们就是电子SIM卡。
电子化的iSIM和eSIM
物理SIM卡属于一种实体的“用户身份识别模块”,它需要以卡片的形式固定在手机的SIM卡槽内才能激活使用。而电子SIM卡则是以芯片的形态直接集成在手机体内,这种SIM卡现在还衍生出了iSIM和eSIM两种分支。
什么是iSIM
其中,iSIM卡的概念比较新,它最早是由ARM在2018年初提出的概念,并被命名为“Kigen”嵌入式方案。我们可以将该方案理解为射频模块以及SIM模块直接集成进SoC芯片(图3),无需安装物理SIM卡和额外的安全芯片就能随时联网,同时还能减少企业生产所需的成本(完全无需卡槽等额外的硬件,由处理器安全模块“软硬模拟”)。
高通在MWC2019上海展会中也发布了类似的iSIM技术,原理和ARMKigen相似,骁龙移动平台SoC内部集成了独立安全处理单元(SecureProcessingUnit)(图4),联合第三方机构就利用这个单元实现iSIM功能,支持离线支付、可信赖平台模块(TPM)功能、转账、电子身份和加密钱包等功能。
由于iSIM技术发布较晚,所以它的技术指标也更加先进,比如iSIM完整支持3GPP组织对于“5GSIM卡”的技术要求,在实际使用中能够提供比现有实体SIM卡更高的安全性、隐匿性,甚至还具备专为5G时代设计的省电技术。
需要注意的是,在没有得到运营商的广泛支持以前,iSIM没有半点普及的机会,至少在手机领域难有建树,它其实更适合用于I oT领域,通过“几乎零成本”的优势帮助物联网设备获得随时联网的能力。
什么是eSIM
和iSIM相比,eSIM技术已经非常成熟了。它的原理和iSIM比较像,只是iSIM将SIM卡功能集成进了SoC,而eSIM则将SIM卡功能集成在一颗比NanoSIM卡更小(6mm×5mm)的安全芯片内(图5),所以它的成本要比iSIM技术高,但通用性更好,而且已经在国外商业化应用了很长时间。
从CDMA网络时代开始,国外销售的很多手机都没有SIM卡槽,想要开通网络需要找运营商“烧号”——将识别码写入手机内置的安全芯片之后再将手机号和手机绑定。实际上,这也是eSIM的激活流程。只是,使用CDMA网络必须“烧号”的手机只能从归属的运营商处申请号码,而eSIM则可以由用户选择任意的运营商,堪称“携号转网”的最佳利器。
可惜,eSIM至今也没在国内的手机领域得到推广,三大运营商暂时也仅支持基于eSIM技术的“一号双终端”——即智能手机依旧使用NanoSIM卡,而内置eSIM的智能手表则可以写入与手机相同的电话号码(主号码),主号码来电时两个终端同振,任意终端均可拨出电话,但主附终端之间不能拨打电话(图6)。
究其原因,是eSIM的“識别码”存在被盗的风险,一旦被黑客截取识别码并烧录到其他设备中,后果不堪设想。因此,运营商对eSIM技术在手机领域的推广都持谨慎态度,自然会拖累其普及的进度。另一方面,e SIM和iSIM的崛起会降低运营商的议价权,用户无需去营业厅,只要点几下屏幕做个实名认证就能改换门庭,还怎么维系高利润的卖卡业务?因此,电子SIM卡的未来,主要还得看运营商的“脸色”。