ARM甩掉實體SIM卡為何贏得掌聲？

編輯| 葛辛晶

任何往手機「塞」硬體的做法都要三思而後行。因此，2018年2月26日至3月1日在西班牙巴塞羅那舉行的世界移動通信大會（Mobile World Congress）的科技盛宴上，ARM（安謀）贏得全球再多的掌聲也不為過。我們看到這家晶元設計公司推出的iSIM卡技術，旨在取代實體SIM（Subscriber Identity Module，用戶識別模塊）卡，從而給手機「減負」。

脫「硬」向「軟」

給手機「減負」

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為什麼要給ARM太多的溢美之詞？於是找到一些例證，以支持我們的偏愛不是無緣無故。

人體每天通過口腔攝入的水大約有4斤。英國一家機構在2016年的調查表明，人在非睡眠時間平均每4分鐘查看一次手機。常言道人離不開水，但從頻率來看，人更離不開手機。既然手機成為人們生活、工作的「伴侶」，那麼，很多人不希望看到手機裡面「塞進」更多的硬體便是可以理解的，即使外掛、外接也是多餘的。吃什麼吆喝什麼，接下來圍繞移動支付進行必要說明。

早期在手機音頻介面插入刷卡器（圖1），依靠3.5mm音頻插孔傳輸數據。2015年底中國銀聯業務管理委員會（秘書處）便發出通知，開展了移動設備外接受理終端規範工作（圖2），要求成員機構對於移動支付終端硬體限時報備和認證。至今，在手機上插入刷卡器的支付方式業已絕跡。當然，此次對手機「減負」落腳點在於優化銀行卡受理市場環境，提升銀行卡支付安全。

圖1 已經「走進」歷史的刷卡器

來源| 網路

圖2 相關規範移動設備外接受理終端的通知

來源| 網路

再看一個移動支付的例子。2012年8月中國人民銀行啟動農村移動支付試點工作，內蒙古藉此東風，在隨後幾年時間裡通過智能手機NFC-SD卡客戶端，即安全數碼卡載入NFC（Near Field　Communication，近距離無線通訊）功能，在農村牧區推行移動支付（圖3、圖4）。筆者作為當年的推廣者之一，眼下總結起來恍若如昨。以位於河套平原陝壩農商銀行2014年的表現為例，其1630個客戶端全年實現交易18億元，單個客戶端交易超過110.43萬元。

這些效果得益於組合推廣：第一步，在20km沒有金融網點、沒有固定支付終端的細分場景，找到目標客戶，鎖定農（牧）民經紀人推行移動客戶端；第二步，推動涉農金融機構免費給目標客戶安裝客戶端，滿足其剛性需求；第三步，營造移動支付應用場景，建設農副產品、畜牧、糧食交易三大商圈。2014年年中谷歌升級安卓系統版本，導致無法完全讀取銀行卡信息，到了2016年初，NFC-SD卡客戶端基本退出市場。好在2015年「雙12」移動端銀聯卡數字化產品「雲閃付」面世，其功能更加強大，2017年12月11日中國銀行業統一App「雲閃付」發布，也更加滿足客戶多層次的需求。當然，「雲閃付」產品融合了NFC、HCE（Host-based Card Emulation，主機卡模擬技術）、TSM（Trusted Service Management，可信服務管理平台）和Token（支付標記）等支付創新技術。儘管NFC支付依賴於NFC射頻天線、SE安全模塊等手機硬體實現，我們看到，此次對手機「減負」，藉助於創新技術實現完美迭代，從而推動了支付的進步。

圖3 農（牧）民經紀人支付移動化

攝影 | 王孔平

圖4 忙碌的農（牧）民經紀人只能將孩子「栓」起來養

攝影 | 王孔平

由「細」向「微」

ARM讓驢子「聰明」起來

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回到主題。iSIM卡技術基於ARM架構的SoC系統單晶片上，將SIM卡整合內置於處理器，使得SIM卡的面積小於1平方毫米。如果目前iPhone 5手機使用的nano SIM卡尺寸12.3x8.8毫米讓我們看到了「西瓜」，那麼iSIM卡技術則讓我們見識了什麼叫「芝麻」（圖5、圖6）。於是，手機將不需要再設置專屬的SIM卡插槽，也不需要使用實體SIM卡。至此，智能手機SIM卡朝「虛擬化」方向邁出了紮實的一大步。

圖5 逐步遭到「嫌棄」的SIM實體卡

演示| 陳厚文攝影| 王孔平

圖6 iSIM卡僅1平方毫米遠小於SIM卡的面積

來源| ARM

iSIM卡技術處於初期研發階段，根據AMR的預期，商用領域按照下面的排列依次展開：率先應用在小型的物聯網裝置設備上，逐步推展到手機、穿戴裝置與其他產品。最新的消息表明，ARM已經向合作廠商發送了iSIM 設計，產品預計在今年年底問世。

驢子在選擇中徘徊不定，餓死在兩堆乾草之前。這是經濟學裡面的「布里丹效應」。在iSIM卡技術推廣應用第一個場景物聯網裡面，也面臨著「布里丹效應」。物聯網設備在連接網路面對Wi-Fi、物聯網卡兩堆乾草，前者不便捷，後者需要增加設備的體積和成本。iSIM卡技術的出現減少對Wi-Fi的依賴，隨時隨地可以聯網。同時，對於小型物聯網設備又減少了生產成本（圖7）。市場研究公司Machina Research在2016年預測，到2025年全球物聯網連接數量將增至270億個。而ARM的預計更為樂觀，到2035年將有1萬億台聯網設備，市場前景可期。

圖7 iSIM卡技術解決了物聯網「布里丹效應」中驢子的選擇難題

來源| 網路

去SIM卡化

「先烈」榜單再現

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在這裡，有必要切入一個細節。美國主板網（http://motherboard.vice.com）透露，2016年劍橋大學計算機科學家馬庫斯?庫恩（Markus Kuhn）大膽提出，在安卓或蘋果的手機操作系統建立一個新的標準交互界面，最終用App來取代SIM卡的功能。

軟體替代硬體功能？就這麼簡單！但是，不是所有的簡單方案都讓市場趨之若鶩。激進的技術派認為，手機聯網並不需要SIM卡這個獨立實體晶元卡，SIM卡的數據（下面將要提及）可以直接內置在手機裡面。他們置劍橋大學科學家「軟體替代硬體功能」的提議而不顧，紛至沓來選擇了複雜的路徑。於是ARM的所做努力表明它不是第一家，前面站著好些先驅者，我們以「事後諸葛亮」的視角觀察，先驅者基本變成了先烈。

不難看出，電信運營商在努力「革」SIM卡的「命」。美國AT&T、Sprint、T-Mobile、Verizon四家電信運營商之中的兩家，Sprint和Verizon曾經提供GSM網路的替代品——CDMA，其手機並不使用SIM卡。如果不是網路升級到4G LTE制式，他們還會在沒有SIM卡的一條道上走到黑。出於滿足客戶的使用慣性，Verizon的CDMA 1X網路要到2019年12月31日才關閉。

與此同時，手機廠商在淘汰SIM卡的「事業」上也不甘寂寞。蘋果推動eSIM卡（embedded-SIM，即嵌入式SIM卡，不作為獨立的可移除零部件加入手機中)技術。2016年3月蘋果發布的9.7寸iPad Pro產品首次採用此技術，用戶不需要更換實體SIM卡，便可以快速切換eSIM卡所支援的電信網路。2017年10月5日谷歌發布Google Pixel 2/2 XL兩款手機支持eSIM卡功能，用戶可以看見實體SIM卡槽,不過不用安裝物理SIM卡，也可以搜索連接到運營商的服務和網路。

忙活下來，結果呢？還是孤家歡喜！我們看到手機廠商是一邊廂獨自歡喜，電信運營商那邊廂卻愁雲慘淡。基於eSIM卡的CDMA手機通過將「識別碼」寫入手機晶元，於是將手機號和手機綁定起來，但是，當「識別碼」被盜寫入到其他多部手機中，eSIM卡在電信運營商那裡並不遭待見：發生費用找誰收費去？事實上，對於eSIM卡業務，國內三大運營商僅有中國聯通推出了針對消費移動終端的服務，中國電信、中國移動卻只針對物聯網，不難看出，eSIM卡業務，且行且尷尬。

唱衰SIM卡

這一次成為絕唱？

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當談到5G時，我們會講到下面的故事。1991年7月1日，時任芬蘭首相哈里?霍爾克里（Harri Holkeri）用手機給坦佩雷市的副市長打了個電話，此舉成為世界首次手機通話而載入史冊。

同步讓我們記住了枯燥而居功至偉的技術有兩個：一是GSM（Global System for Mobile Communication，全球移動通信系統，當前應用最為廣泛的行動電話標準），手機通話通過這個網路完成；二是SIM卡，通過這塊鍍金的電路晶元，保證手機接入網路是安全的。

技術派讓人垢病的地方在於，當手機的功能從通話、發簡訊，到拍照片、聽音樂、聯網、導航及支付等逐漸增多時，形體卻由磚頭似的「大哥大」演變成掌中「玩物」，變得愈發小巧。奇怪的是，SIM卡的體積變化不大（圖8、圖9）。

圖8 手機功能「做加法」體積卻在「做減法」

來源| 網路

圖9 SIM卡尺寸的變遷

來源| WikiMedia Commo

近三十年的技術進步干不過一張SIM卡，這也難免引發門外漢的質疑：為什麼SIM卡沒有與時俱進？

技術派給我們擺出道理「122」：一個事實、兩個顯性特徵和兩個隱性數據，以此明志，SIM卡在與時俱進。

一個事實是，SIM卡的看家功夫是確保手機使用者是合法用戶。SIM卡具體表現兩個顯性特徵，你給運營商繳納了話費；你的電話號碼在GSM網路是唯一的。SIM卡也具體表現出兩個隱性數據，SIM卡存儲了IMSI（International Mobile Subscriber Identification Number，國際移動用戶識別碼），以便從眾多的用戶中將你識別出來；另一個是Ki（ Key identifier，密鑰），它成為SIM卡與電信運營商之間，在GSM網路實現所有數據安全交換的一把加密傳遞的「鑰匙」。基於上述道理「122」，SIM卡適應技術革新而隨機「變臉」。比如，密鑰變得更長、更安全等；又比如，開天闢地實現了網路語音電話的身份驗證等。

回到ARM的貢獻上來，在此，有必要具體分述一下受益者。

對於用戶而言，iSIM卡技術讓其享受到了更換網路服務的方便；對於手機廠商來講，與eSIM卡技術相比，iSIM卡不使用單獨晶元，直接將SIM卡信息內置在處理器上，節省了製造成本；對於通信運營商而言，iSIM卡技術左手給其關掉一扇窗，右手卻給他們打開了一扇門（圖10）。儘管SIM技術脫「實」向「虛」強化手機廠商的優勢，但是正如ARM所暢想的那樣，更多的物聯網設備意味著更多的客戶。在互為依存的關係里，只有所有參與主體發生同步的改變，才能達成不破不立的格局。否則，在改良關係下復原舊有的秩序，也只是在消磨寶貴的時間而已。

圖10 SIM技術脫「實」向「虛」演進示意圖

來源| 網路

如果單純按照上述敘事語境，只是將手機局限在通話功能，這並不是我們的階段性目標。稍作回顧，智能手機NFC-SD卡、SIM卡介質支付都離不開向手機置入硬體；隨著NFC、HCE支付技術的誕生，「雲閃付」產品使得用戶不搗銀聯卡，「閃」手機即可完成支付。不可否認，僅從移動支付分支便可以管窺更加廣闊的手機應用的遠景。

補白一句，站在移動支付角度，無論是手機插入刷卡器走向末路的結局，還是內置NFC-SD卡步入歷史的事實，最終「雲閃付」App風生水起的趨勢，恰似在應證「軟體替代硬體功能」。技術這門活，看上去很是服「軟」。

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