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eSIM早晚要来,运营商与其“死扛”不如早做打算

时间:2017-10-20 作者:邵乐峰 阅读:
eSIM的出现,改变了终端设备制造商、IC供应商和运营商所扮演的传统角色。

自20世纪90年代以来,SIM卡(用户身份模块)的作用一直是验证入网移动用户的身份。然而,这些卡片目前正逐步从可插拔式卡演变为可被集成至手机、可穿戴设备、机器或车辆中的嵌入式SIM卡(也称为eSIM或eUICC),其优势不仅在于能够显著缩小卡片尺寸,降低功耗,更重要的是,用户可以灵活选择运营商,通过不同运营商使用多种服务,同时可更快订购,省时并轻松切换配置文件。而对于OEM来说,则能够节省成本,简化设计、制造和供应链。BYcEETC-电子工程专辑

物联网(IoT)时代一个非常重要的特征就是要能够安全地识别消费者、设备和机器的身份。” 英飞凌科技(中国)有限公司大中华区副总裁兼智能卡与安全事业部负责人程佳钰援引GSMA的数据称,预计到2020年,全球移动互联设备有望达到105亿台,这为eSIM带来了巨大的市场机遇,特别是在机器对机器(M2M)通信和个人移动通信领域。BYcEETC-电子工程专辑

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英飞凌科技(中国)有限公司大中华区副总裁兼智能卡与安全事业部负责人程佳钰BYcEETC-电子工程专辑

早来,晚来,早晚要来

2014年10月,苹果发布iPad Air 2和iPad mini 3,这两款平板电脑采用了eSIM技术,可以允许用户自行切换运营商服务。2016年MWC上,三星发布了智能手表Gear S2 Classic 3G,由此拉开了标准化eSIM技术在消费电子设备当中的应用序幕。BYcEETC-电子工程专辑

与传统SIM卡不同,eSIM的硬件设计相当于高端SIM。因此,远程SIM开通功能需要非易失性存储器(NVM),用于存储运营商证书和更多先进的安全功能,以及安全地存储用于身份验证的证书。此外,eSIM通常焊接在设备PCB上以节省空间。如果要实现最高集成度,可能需要采用芯片级封装技术,可节省最多90%的PCB空间。在这种情况下,应在晶圆层级进行eSIM定制,而且不能在封装之后进行。 BYcEETC-电子工程专辑

程佳钰认为,eSIM的出现,改变了终端设备制造商、IC供应商和运营商所扮演的传统角色。例如,终端设备制造商必须采购eSIM芯片并将其焊接在PCB上,IC供应商将提供专门的eSIM产品组合,包括全新外形的产品,而移动网络运营商需要升级骨干系统(即所谓的“SM-DP+ - Server”),以根据手机用户的请求推送SIM配置文件至指定手机,无需再购买和分配SIM卡。BYcEETC-电子工程专辑

两方面的市场需求正在推动eSIM芯片的采用量:对于像汽车、仪表和其他物联网设备等移动网络互联设备来说,小型化、寿命和鲁棒性已经在稳步推动市场增长;对于像手机等个人移动设备来说,eSIM芯片的采用需要为设备制造商带来切实利益。不过,由于eSIM大部分优势来自“取消SIM卡槽”,因此对OEM而言,eSIM必须要实现100%的互操作性,以确保无需配置备用SIM卡槽。BYcEETC-电子工程专辑

另一方面,在程佳钰看来,目前绝大部分eSIM仍然或者是不符合GSMA规范的产品(具有静态运营商配置文件),或者是符合GSMA“eSIM M2M”的产品—一台设备或整组设备可以通过设备所有者(譬如,现代汽车远程信息处理单元中所使用eSIM的OEM)“推送”进行更新。主要设备制造商仍未采用新个人移动设备eSIM规范(允许用户签订协议后通过凭证“拉取”新运营商配置文件),但2018年开始实施的新规范有望对此加以改变。BYcEETC-电子工程专辑

全面启用eSIM可能仍需要几年时间,直到所有运营商配置开通解决方案。在此之前,设备必须继续使用标准SIM卡。也就是说,大部分终端设备将同时嵌入焊接型eSIM和 SIM卡座,这势必将导致成本增加,而这种局面直到“仅eSIM”版本的成本下降才可扭转。因此,英飞凌的重心会放在完全支持GSMA eSIM用户规范的微控制器上。该规范留出了很大的性能裕量,以确保每家OEM可以从后期功能增加中受益。BYcEETC-电子工程专辑

谁将改变eSIM业务模式?

一般而言,新业务模式的产生主要是由于采用互联设备,特别是“移动网络互联设备”(即那些需要SIM自行验证入网身份的设备)。因此,与经典SIM相比,eSIM在某种程度上“推动了驱动因素”,无论移动网络互联设备是否只能在SIM嵌入设备的条件下正常工作或发挥作用。例如在通常情况下,智能手表或健身追踪器只能与智能手机配套使用。如果安装自己的LTE模块(包括eSIM),则设备可以独立拨出或接听电话,发送或接收信息和图片,从而为移动网络运营商带来新的收入来源。BYcEETC-电子工程专辑

程佳钰表示,就手机而言,设备制造商或移动网络运营商的业务模式不会发生变化或者变化十分有限。主要的区别在于,与实体SIM卡相比,获得(从用户角度)和分配(从移动网络运营商角度)必要的证书,识别入网用户身份将通过数字化方式完成(eSIM)。BYcEETC-电子工程专辑

对于工业自动化、智能家居、电子医疗等行业而言,大量互联设备的需求将推动SIM卡需求的增长。然而,在我们经常提到的“500亿台互联设备”中,仅一小部分需要使用SIM卡实现直接移动网络连接。与目前每年使用的约50亿颗手机SIM卡相比,英飞凌预计嵌入式SIM将呈中高个位数增长态势,而非成倍增长。BYcEETC-电子工程专辑

在移动支付行业,由于其应用依赖某种形式的独特硬件安全元件,可以通过NFC SIM(可拆卸或嵌入式)、独立“嵌入式安全元件”(eSE)或者甚至安全Micro-SD卡托管。选择哪个平台与业务模式相关,eSIM的采用不会起到阻碍或促进作用。BYcEETC-电子工程专辑

英飞凌的定位

英飞凌在SIM卡领域的探索可追溯至自20世纪90年代晚期,自那时起到现在,英飞凌已供应近100亿颗插入式SIM卡用安全芯片。而从2008年以来,英飞凌开始向M2M通信或车载紧急呼叫系统(eCall)等新兴应用提供eSIM芯片和专为该芯片使用的高质量安全控制器,目前出货量超过2亿颗。以下是一些代表性的产品案例:BYcEETC-电子工程专辑

● 高端控制器SLE 97系列(消费电子级)、SLM 97系列(工业级)和SLI 97系列(汽车级)完全支持eUICC标准的硬件要求,更容易实现部署。BYcEETC-电子工程专辑

●2012年推出的SLI系列安全控制器符合通用远程信息处理和eCall项目中汽车标准的要求。2018年欧盟各国将全面实现这一功能。BYcEETC-电子工程专辑

●对于机器对机器(M2M)通信,利用嵌入式SIM卡实现移动网络连接已经大范围推广,商业运营计划正在部署实施。BYcEETC-电子工程专辑

● 除工业和汽车应用外,eSIM还越来越多地被用于个人移动通信。英飞凌可提供针对智能手机和可穿戴设备(譬如三星Gear S2智能手表)的小型化eSIM,全球尺寸最小的eSIM芯片(仅有1.5 mm x 1.1 mm x 0.37 mm)正是来自英飞凌。BYcEETC-电子工程专辑

程佳钰特别提到了“SLI 97系列”和“全球尺寸最小的eSIM”两款产品,认为这是具备“里程碑性质的”巨大突破。其中,SLI 97系列获得了汽车质量标准认证(即“AEC-Q100”),在大幅提升汽车OEM评估产品特性能力的同时,还延长了短寿命周期应用中常用产品的寿命。BYcEETC-电子工程专辑

同时,尽管外形标准化(2008年业界采用5x6 mm封装标准,以提升规模经济效应)在头几年大大促进了eSIM芯片的采用,但这种标准化已经成为实现进一步小型化的障碍。就个人移动设备(智能手表)或集成物联网模块(通常尺寸小于30x30mm)而言,其中一项明确要求是,每个组件在PCB上占据尽可能少的空间。因此在2017世界移动大会上,英飞凌展示了“全球尺寸最小的eSIM”,该芯片采用40nm工艺和定制封装技术制造,突出了小型化方面的发展可能。BYcEETC-电子工程专辑

通过与汽车、工业和消费电子产品市场等部门的合作,英飞凌智能卡与安全事业部推动了对嵌入式安全的简化与越来越多互联设备的集成,这已经在配备TPM(可信平台模块)的商用PC领域或者汽车行业得到了成功验证。例如,汽车领域各个电子控制单元的微控制器中集成嵌入式硬件安全模块(HSM),保护汽车不被黑客攻击。因此,eSIM作为移动网络中的安全识别方法,正是英飞凌所擅长的领域,而且有望成为英飞凌嵌入式安全业务线的一个新增长点。BYcEETC-电子工程专辑

可信基础架构能力(安全地加载和存储机密证书,比如证书和密钥)和领先的防篡改硬件设计方法,被英飞凌方面视作自身在eSIM芯片领域最大的竞争优势所在。然而更重要的是,对于eSIM和一般嵌入式安全应用来说,一些至关重要的成功因素并非在于产品本身。为发挥主导作用,嵌入式安全产品供应商必须成为值得信赖的合作伙伴,同时在为大型项目可靠、安全地接收、处理、存储和加载诸如数字证书或密钥等证书方面拥有良好的业绩记录。BYcEETC-电子工程专辑

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邵乐峰
ASPENCORE 中国区首席分析师。
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