以下內容是關於「SIM卡」以及「eSIM」的科普，就是下方圖片的東西

 

現在是行動互聯時代，幾乎人手一部手機。
 

但是，大家都知道，手機再屌，如果沒有SIM卡，也是個廢柴——既不能打電話，也不能發簡訊，更不能移動上網。
為什麼呢？因為SIM卡代表了手機的“合法身份”，相當於是手機的“身份證”。
 

有了這個“身份證”，手機才能使用運營商的通訊網絡，享受通訊服務。
那麼，用於「識別」的SIM卡，就只是一個儲存了「手機號」的小金屬片嗎？還存了別的資訊嗎？它到底是什麼樣的工作原理呢？
 

 

SIM卡的構造
SIM卡，通常簡稱SIM，全名是Subscriber Identity Module（用戶識別模組），因為它一直以卡片形式存在，所以我們都習慣叫它SIM卡。
 

實際上，SIM卡是一個裝有微處理器的晶片卡。
嗯，沒錯，SIM卡里竟然有個CPU！
 

除了CPU之外，SIM卡上面還有程式記憶體ROM、工作記憶體RAM、資料記憶體EEPROM，以及串列通訊單元。
是不是覺得很耳熟？對，一台電腦就有CPU、ROM、RAM、I/O裝置。所以說，一個SIM卡，基本上就是一台微型計算機了。
 

 

當我們使用手機和SIM卡時，實際上是手機向SIM卡發出了命令，SIM卡根據標準規範來執行並反饋結果，不是想像中只做單純的信息存儲器那麼簡單。
 

如果各位仔細觀察SIM卡，會發現這個小金屬片上面會被分割成不同的區域，有點像「圖騰」。

這些不同的區域，實際上是SIM卡和手機連接時，不同的接點連接。
 

SIM卡槽和觸點
不同的觸點，有著不同的用處。有的是為SIM卡供電，有的是為了手機和SIM卡交換資料。
 

電源(Vcc) 、重設(RESET) 、時脈(CLK) 、接地端(GND)、程式電壓(VPP)、資料I/O口(Data)

在SIM卡上，儲存了我們手機用戶的資料。那麼究竟是哪些資訊呢？如下：

1、由SIM卡生產廠商存入的系統原始資料。
2、由行動電信商在將卡片發放給使用者時所注入的網路參數和使用者資料。包括鑑權和加密訊息、演算法、參數。
3、由用戶自己存入的數據。例如，短訊息、通訊錄、話費記數等。
4.用戶在用卡過程中自動存入和更新的網路接續和用戶資訊類資料。包括最近一次位置登記時的位置信息，臨時移動用戶號（TMSI）等。

在這些資料資訊中，第1類是寫死無法修改的，第2類是只有專業部門才能查閱更新的，第3、4類才是手機可以讀寫更新的。

所以說，SIM卡里，大有乾坤。
 

SIM卡的演進歷史

說完SIM卡的構造，我們再來看看它的歷史。
SIM卡作為通訊史上的偉大發明，其實已經誕生快30年了。
在90年代，2G通訊標準GSM在歐洲誕生，並在全球迅速普及。
 

1991年，德國捷德公司開發了世界上第一張SIM卡，隨後賣了300張給芬蘭營運商Radiolinja。
 

 

沃達豐的Orbitel 901
發出了第一則簡訊的GSM行動電話，也是第一部插入了SIM卡的行動電話
大家知道為什麼現在新辦的SIM卡，都會嵌入在一張名片大小的卡片上嗎？

SIM卡片
除了方便攜帶之外，最主要的原因，就是──最開始的SIM卡，就是名片那麼大的。
使用時，必須整張卡，塞進手機裡！ ！
 

標準卡（原卡） VS 銀行卡

上面這個才是真正的「標準SIM卡」，也叫「原卡」。
我們國家行動通訊起步晚，基本上錯過了「原卡」的時代。大部分人最早接觸的SIM卡，是這樣的 ——
 

 

Mini SIM卡（紅色框內）
上圖這種卡，叫「Mini SIM卡」，是手機小型化之後，在原卡基礎上發展出來的。
2010年，歐洲電信標準協會（ETSI）再從Mini SIM發展出「Micro SIM卡」。
Micro SIM卡首次使用在蘋果公司所推出的iPad及iPhone 4，後續iPhone 4S、iPad 2等眾多智慧型手機都有採用。

 

 

2011年，又是蘋果公司，提出「Nano SIM卡」標準，經過2012年的一番競爭（戰勝了諾基亞、RIM、摩托羅拉聯合提交的方案），該標準被ETSI採納為4FF標準。
 

 

Mini SIM、Micro SIM、Nano SIM（左至右）
所以，獨立實體形態的SIM卡，一共有四個標準。
 

 

減肥效果顯著！
關於SIM卡的變化，大家其實都看得出來了，並不是什麼技術演進，說穿了，就是剪塑膠（剪卡）。
 

 

 

剪卡如今也是一件很常見的事情，淘寶買個剪卡器，自己就能剪。
 

 

小卡也可以經過卡托，變成大卡。
總之，可大可小，非常靈活。

其實，關於SIM卡，大家還有一個誤解。
一直以來，我們把手機卡都叫做SIM卡，這並不嚴謹。
SIM卡是屬於GSM技術的，對GSM的死敵－CDMA來說，它的手機卡，並不叫SIM。

 

那早期的CDMA手機，用的是什麼卡？

答案是——沒有卡。

嗯，你沒聽錯，早期的CDMA手機是不插卡的。而且，目前國際上的CDMA營運商（為數不多了），它們的手機，基本上都是不插卡的。
那CDMA手機靠什麼來擁有手機號碼等資訊呢？
有的是電信商直接在手機中寫入號碼，然後一起賣給用戶；有的是透過OTA，也就是Over The Air，空中放號。

 

例如，買了全新的CDMA手機之後，第一次開機，按指定格式發一些訊息，即可實現手機號碼資訊的寫入，變成一部正常的手機，這就是一次OTA空中放號的過程。

如果大家有點印象，iPhone剛火起來的時候，很多人去買國外的水貨iPhone 4S，就會買到美國CDMA運營商Verizon的iPhone 4S，當時被稱為「V版」iPhone，都是不能插手機卡的。如果你要在中國用它，必須“找關係”，對手機進行“燒號”，才能使用。其實，就是把你的電信號碼「燒進」手機裡面，實現機卡一體。
 

話說，當年中國加入WTO時，和美國談判，作為條件之一，美國「要求」我們必須建造一個CDMA網絡，我們才有了聯通的那張C網（後來賣給中國電信）。而我們也對這張C網做了一點“小改動”，就是必須有“卡槽”。
 

於是，中國這張CDMA網絡，成了全世界唯一一張要插手機卡的CDMA網路。
 

CDMA製式的手機卡，叫UIM卡，全名是Identify Module，很巧，中文名也叫用戶辨識模組。

 

Subscriber和User，都有「使用者」的意思。

通訊業裡，通常用subscriber指稱手機用戶。|
現在，UIM是由中國電信倡導，CDMA的大旗，也是中國電信在扛。不過，應該也扛不了多久了。
UIM和SIM除了技術製式上的差異之外，在外型尺寸、作用功能方面幾乎沒有什麼不同，所以大家通常也把UIM稱為SIM。

eSIM卡的誕生背景

前面講到剪卡。那麼，問題來了。
既然SIM卡已經被剪成只剩下金屬部分，那還能不能再剪了呢？
 

很多人會問，Nano-SIM還不夠小嗎？還不能滿足要求嗎？
眾所周知，隨著科技的不斷發展，我們的手機已經變得非常輕薄。

即便如此，手機廠商在手機尺寸和空間利用上依然是殫精竭慮，喪心病狂。
Nano-SIM雖然看起來已經很小了，但對手機廠商來說，還是無法忍受。
 

除了SIM卡本身之外，卡槽結構以及對應的介面走線，也要佔用空間。
除了手機之外，最要命的是穿戴式智慧型裝置（智慧手錶、運動手環、智慧眼鏡）。對它們來說，即使是Nano-SIM，也還是太大了。
 

有通訊功能的手錶，空間非常有限
此外，有卡就有卡槽，有卡槽就有缝隙。
 

手機卡槽
SIM卡槽的縫隙，嚴重影響設備的防水，進而限制了設備的使用情境。
 

所以說，廠商們迫切希望能夠幹掉手機上所有的「孔」和「縫」。
 

 

第三點，SIM卡是插在卡槽裡的，透過金屬觸片連接，但這種非焊接的接觸，就會有接觸不良的問題。
尤其是穿戴式設備，常會有磕碰，時間長了，容易導致鬆動或脫落，影響使用。
 

最後一點，也是最重要的一點，就是換號困難。
SIM卡代表了使用者和單一業者的契約關係。你辦理了SIM卡，就是和運營商簽訂了合同，憑卡享受服務。
 

SIM卡好像一把鑰匙。一把鑰匙只能開一個門，如果你想開別的門，就必須再買別的鑰匙。
換鑰匙就是換卡，對手機用戶來說，換卡是一件挺麻煩的事。
 

卡針，要用的時候卻永遠找不到
所以，手機廠商們一直在考慮，如何才能徹底解決SIM卡的這些問題。
這一次，蘋果公司先想到了辦法。
 

2011年，蘋果公司向美國專利和商標局申請了一項虛擬SIM卡專利。

2014年，蘋果發表了自己的SIM卡——Apple SIM，嵌入美國和英國發售的iPad Air 2和iPad Mini 3平板電腦中，讓用戶設備動態選擇電信商網路。
 

2015年7月，蘋果公司和三星計劃聯手推出eSIM卡。
2016年6月，GSMA（GSM協會）發布智慧型手機eSIM規範。這項規範獲得全球超過30家營運商、晶片商及蘋果、三星、Google等智慧型手機廠商的支援。

那麼，到底什麼是eSIM呢？
看到eSIM這個詞，你可能會以為“e”代表“電子（electronic）”，是電子SIM卡，其實並非如此。
eSIM是指Embedded-SIM（嵌入式SIM卡），本質上還是一張SIM卡，只不過它變成了一顆SON-8的封裝IC，直接嵌入到電路板上。
 

這樣一來，不僅解決了連結可靠性的問題，也節省了高達90%的空間。
 

而且，eSIM是可編程的，支援透過OTA（空中寫卡）對SIM卡進行遠端配置，實現運營商設定檔的下載、安裝、啟動、去啟動及刪除。
 

OTA過程
說穿了，你不用去營業廳，就可以靈活選擇多家運營商的網絡，像選Wi-Fi一樣方便。
 

這不是要了運營商的老命？ ！
長期飯票變成臨時飯票，用戶和運營商之間的契約關係說完蛋就完蛋，用戶粘性大幅下降，說翻臉就翻臉，運營商一點辦法都沒有！
對於蘋果、華為這樣的終端設備商來說，eSIM簡直不要太爽——即節省了空間，方便了設計，也降低了難度和成本。
 

 

Apple Watch Series3僅比前代手錶增加了0.2mm的厚度，就實現通訊功能
最重要的是，有了eSIM，終端設備商就可以繞過運營商，直接和用戶搭上線了。至於你運營商會怎麼樣，他們才不會在乎呢。
 

這就是為什麼，終端設備商願意大力推廣eSIM——

2015年8月，三星Gear S2成為首款支援eSIM的智慧手錶。
2017年9月，蘋果發表的Apple Watch 3也採用了eSIM方案。
2017年10月，Google最新發表的兩款手機Pixel 2與Pixel 2 XL成為首款相容於eSIM的智慧型手機。

一時間，狼煙四起，終端設備商紛紛投入eSIM的懷抱。
話說回來，前面提到，是GSMA發布了eSIM的規範。而GSMA（GSM協會）是一個代表全球行動營運商利益的組織，按理來說應該抵制才對，為什麼會推動eSIM？

因為運營商根本不是為了手機才推進eSIM的。他們關注的重點，就是物聯網。
 

根據專業機構預測，到2025年，全球M2M（Machine to Machine）連接設備數量將達到300億，這些設備都依賴e-SIM相關網路技術實現連網，對於網路營運商來說是一塊超大的蛋糕。
 

 

所以，即使是心裡不情願，很多業者還是忍痛支持eSIM——包括AT&T、德國電信、沃達豐、西班牙電信以及Orange等各大運營商，都在推動eSIM的發展和普及。

國內的業者當然也不會坐視不理。他們瞅準了eSIM在物聯網上的龐大商機，經常做出回應。
 

2017年6月，上海CES Asia(亞洲消費電子展)，中國行動推出一款全球尺寸最小的eSIM NB-IoT通訊模組M5310，成為熱點。

 

聯通對eSIM的推廣
除了eSIM之外，大家可能也聽過softSIM和vSIM。
 

如果說eSIM至少還算是一個硬件，那麼，softSIM和vSIM乾脆一不做二不休，徹底消滅了硬體。

例如SoftSIM，依托作業系統軟體實現SIM功能，沒有實際的實體晶片存在，對基頻進行修改後，基頻重定向直接透過其它介面和作業系統層交互，而不再需要存取SIM硬體。 （這應該是虛擬SIM的終極型態吧！）
 

華為的天際通，就是基於海思SoftSIM技術
虛擬SIM技術的未來
eSIM、softSIM和vSIM，都是虛擬SIM技術。

虛擬SIM的發展之路注定是坎坷的。從誕生之日起，圍繞這項技術的就是持續不斷的紛爭、博弈。
例如最開始的Apple SIM，剛發表後，美國幾大業者就很不情願，各種推諉，各種附加條件，Verizon乾脆直接拒絕。
還有後來的Apple WATCH，也是屢次發布，不發布，又發布，反覆…

剛剛提到的天際通，也傳言被相關部門約談…
這些阻礙eSIM的神秘力量，都是有原因的──承載著用戶資料的SIM卡，牽扯了太多的利益，是營運商的最重要資產之一，哪能拱手讓人？
除了利益损害之外，安全因素也是一个大问题。

終端設備廠商魚龍混雜，有大企業，也有小企業，用戶在各個業者的簽約訊息，是否可以放心交給他們？他們怎麼能保證不篡改、不洩漏？
 

對於eSIM系統來說，誰控製配置eSIM的平台，誰就擁有主動權
儘管eSIM的前進道路充滿阻礙，但誰都不能否認它的未來趨勢。

根據權威部門預測，至2020年，新增eSIM連線數將達到2億個，全球將擁有3.46-8.64億內建eSIM卡的智慧型手機。德國電信甚至大膽預計，至2025年，eSIM將全面取代傳統SIM。

總而言之，在目前物聯網技術井噴式發展的帶動下，eSIM的普及勢必加速。相信在不久的將來，我們會看到越來越多支持eSIM的產品出現，也許很快，我們就真的要和「SIM卡」說拜拜了哦。