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eSIM渐成主流,嵌入汽车、手机、物联网设备

作者:王莹(《电子产品世界》编辑,北京 100038)时间:2021-04-09来源:电子产品世界收藏
编者按:我国正在大力兴起新基建,带来了5G、数据中心、工业互联网、汽车充电桩、特高压等对新一代电源产品的需求。为此,本刊邀请了部分业内领军企业,介绍了相关的市场机会与技术趋势。

随着5G的兴起,将带来手机、可穿戴设备、汽车等应用的繁荣。与此相对应,只有沙粒大小的eSIM(嵌入式用户识别模块)将兴盛,嵌入在板卡上,取代传统的SIM卡。最新的eSIM非常小,只有1.29 mm×1.27 mm(图1),掉到地上很难找到;但eSIM更适合物联网别蜂小窝看通它信,,将其取市代场传非统S常IM可解观决。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202104/424307.htm

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图1 eSIM卡

近日,英飞凌科技公司安全互联系统事业部大中华区物联网安全产品线区域市场经理刘彤女士介绍了eSIM的市场应用前景。

1   5G的市场机会

物联网的上云或云连接主要有几种方式:通过Wi-Fi、蓝牙以及蜂窝网络连接等。据爱立信最新的数据分析预测,到2022年约有70%以上的广域物联网设备连接将使用蜂窝网络技术。这是由于蜂窝网络有一些优势:相对于Wi-Fi和蓝牙,它可以在较远的距离、大的范围和公众的开放区域使用。

现在世界各地的运营商都在进行5G建设,我国目前处于前沿位置。5G采用高频、短波技术,因而有更快的传输速度和更宽的带宽,除此之外,5G还有2个重要特性。

1)网络负载更大,可以承载更多的设备。

2)安全性更高。在2G、3G、4G时代,用户的登网是通过SIM卡。SIM卡的主要功能是登网、连接和用户身份鉴权。5G时代,由于有更多的设备接入,对安全性也提出了更高的要求,例如IMSI加密。IMSI是SIM卡里的ID,相当于每张SIM卡的身份证。前几年欧盟推出了GDPR《通用数据保护条例》法案,IMSI数据被认为是用户或物联网的隐私,在5G规范制定的时候,ETSI(欧洲电信标准化协会)和3GPP等规范组织对IMSI进行了加密保护。

2   eSIM在5G时代的优势

业界客户普遍认为:eSIM更加适合物联网等5G蜂窝连接,在未来有望取代传统的SIM卡。

eSIM卡的主要特点如下。

●   不是以塑料卡片的形式,而是以一种固体模块的物理形式存在于设备内,焊到板子上,这样更加体现设计的灵活性。

●   耐高温、防震,以及因车里的环境非常复杂,它有超强的抗干扰能力,适合汽车和工业场景。例如在汽车领域。现在如果我们去4S店买车,例如BBA(德国3个豪华汽车品牌,分别是奔驰汽车BENZ、宝马汽车BMW、奥迪汽车AUDI)前装的T-BOX(远程信息处理器)已经预置了eSIM。

●   用户可灵活地选择移动网络运营商。例如在德国生产的宝马汽车进口到中国,怎么放中国的码号呢?实际上,从2011年开始,GSMA就已经启动了eSIM规范的讨论,也提出了这样的一个需求。所以eSIM演进到现在,已经可以通过OTA(空中下载)的方式进行运营商的灵活码号下载和切换。

3   eSIM的市场预测

1)消费类电子产品。目前主要的应用是智能手机,此外,还有智能手表、可穿戴设备、平板电脑和笔记本电脑等。据ABI Research预测:“到2024年,内置eSIM的消费类电子产品出货量会超过6亿部,达6.44亿部,其中约5亿部智能手机将安装eSIM。(图2)”即几乎所有的高端手机都会有这个功能。

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2)物联网。最重要的是“车规级”的eSIM,负责安全和自动驾驶。还有能源管理,智能表具(水电气表),资产追踪,例如:掌握一些重型的设备、资产的位置信息。像现在很多的共享单车/摩拜单车安装了eSIM,还有校车和运货大卡车的位置信息监测也是要把位置上传到云平台里。据ABI Research预测:“2024年内置eSIM的物联网设备出货量大概在2.32亿,其中有超过1亿,即大半左右是用于汽车的(图3)。”

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4   不同应用所需的eSIM各不相同

现在因为5G的手机到来,它要求高频、短波,所以5G手机的天线会比4G多。此外,手机硬件设计的要求也非常高,手机硬件工程师要尽量地在挤尺寸,希望能在很小的板子上尽量把关键的元器件布上去,所以需要超小尺寸的eSIM要求(如图4)。

手表的板子更小,也是有非常严苛的尺寸要求。除了汽车以外的典型应用,包括资产追踪,最重要的特性是“互操作性”。例如远洋货柜。非常重要的一点,是要求全世界都能够接入,所以对于“互操作性”的要求比较高。

还有一些工业互联网上的应用,例如风力发电的设备,需要检测设备上的信息,然后传到后台,这对于设备的稳健性要求就更高了,必须具备耐高低温、非常长的寿命(使用时间),这也是它一个独特的要每求种物。

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远程控制,例如如果在无人机上面安装了eSIM模块,对于可靠性就是非常强的要求。在无人机飞行的过程中,需要抗信号/电磁信号的干扰和振动。

为此,需要eSIM供应商提供全面、完整的解决方案组合,以满足不同应用的需求。例如在物联网方面,在过去十几年里英飞凌推出了2个系列产品,分别面向车规级和面向工业应用,同时有多种封装。目前物联网设备上主流的封装是5 mm×6 mm的封装,新近推出了1.29 mm×1.27 mm尺寸。

和友商相比,英飞凌的OPTIGA™ Connect eSIM的核心优势是易用性,提供端到端硬件和软件统包的一站式解决方案,并且在物联网的解决方案里预置初始码号。

值得一提的是,支持全球连接的预置码号的好处是可以大大简化供应链,例如:在中国生产了一个物联网设备要出口到全世界100多个国家,可以通过1个初始的码号预置,用统一的1套产品就可以把所有的设备都安装上eSIM,出口后,可以连接到当地的运营商网络,然后再进行当地的码号下载。该方案可以支持全球640多个移动运营商网络,同时安全性也是符合GSMA的标准。

5   eSIM目前在我国的发展程度

可能我们平常见到的eSIM不是特别多,但是实际上运营商在过去几年中默默做了很多工作。

大概从三四年前开始,国内三大运营商都陆续投资和部署了eSIM的RSP后台。目前三大运营商对于物联网和消费级的平台都是已经建设完成。现在可以看到国内的趋势:车联网是三大运营商重点布局的方向(注:其实也不只是国内运营商,全球所有的运营商都认为车联网是重点的方向,这是他们业务新的增长点)。对于消费类产品,其实在国内也是有很多案例的,例如联通的“手机营业厅APP”,就有eSIM专区。现在看eSIM专区,这里面有很多智能穿戴产品是在发售的,包括一号双终端和一号一终端。

在规范制定方面,目前在信通院(全称:中国信息通信研究院)下属机构TAF(电信终端产业协会),也在制定相关的国内规范标准。

6   eSIM会取代SIM吗?

至少在未来5—10年,SIM与eSIM会长期处于并存状态,但是再往后,在某些场景下,eSIM可能会取代SIM卡。

SIM卡主要是在手机上的应用,物联网也有一些。手机存量用户可能会一直用SIM卡,但是整个市场的容量,由于物联网市场的蓬勃发展和物联网应用越来越多,会有越来越多的eSIM设备产生。

我们也能够看到随着5G技术的发展,对于手机,对于终端的小型化要求,对于整体一致性的要求,例如,有些手机的卖点是无孔化、全面屏,不仅非常漂亮,还有防水功能。由于这些新的功能要求以及物联网设备小型化、防水、防尘、防震的要求,eSIM的市场潜力越来越大。

不过,这是一个逐渐迁移的过程,可能SIM发货量会越来越少,eSIM发货量会越来越多,但是整个市场是越来越大的。

(本文来源于《电子产品世界》杂志2020年9月期)



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