技术服“软”ARM甩掉实体SIM卡为何赢得掌声？

　　任何往手机“塞”硬件的做法都要三思而后行。因此，2018年2月26日至3月1日在西班牙巴塞罗那举行的世界移动通信大会(Mobile World Congress)的科技盛宴上，ARM(安谋)赢得全球再多的掌声也不为过。我们看到这家芯片设计公司推出的iSIM卡技术，旨在取代实体SIM(Subscriber Identity Module，用户识别模块)卡，从而给手机“减负”。

　　脱“硬”向“软”

　　给手机“减负”

　　为什么要给ARM太多的溢美之词?于是找到一些例证，以支持我们的偏爱不是无缘无故。

　　人体每天通过口腔摄入的水大约有4斤。英国一家机构在2016年的调查表明，人在非睡眠时间平均每4分钟查看一次手机。常言道人离不开水，但从频率来看，人更离不开手机。既然手机成为人们生活、工作的“伴侣”，那么，很多人不希望看到手机里面“塞进”更多的硬件便是可以理解的，即使外挂、外接也是多余的。吃什么吆喝什么，接下来围绕移动支付进行必要说明。

　　早期在手机音频接口插入刷卡器(图1)，依靠3.5mm音频插孔传输数据。2015年底中国银联业务管理委员会(秘书处)便发出通知，开展了移动设备外接受理终端规范工作(图2)，要求成员机构对于移动支付终端硬件限时报备和认证。至今，在手机上插入刷卡器的支付方式业已绝迹。当然，此次对手机“减负”落脚点在于优化银行卡受理市场环境，提升银行卡支付安全。

　　图1 已经“走进”历史的刷卡器

　　来源 | 网络

　　图2 相关规范移动设备外接受理终端的通知

　　来源 | 网络

　　再看一个移动支付的例子。2012年8月中国人民银行启动农村移动支付试点工作，内蒙古借此东风，在随后几年时间里通过智能手机NFC-SD卡客户端，即安全数码卡加载NFC(Near Field Communication，近距离无线通讯)功能，在农村牧区推行移动支付(图3、图4)。笔者作为当年的推广者之一，眼下总结起来恍若如昨。以位于河套平原陕坝农商银行2014年的表现为例，其1630个客户端全年实现交易18亿元，单个客户端交易超过110.43万元。

　　这些效果得益于组合推广：第一步，在20km没有金融网点、没有固定支付终端的细分场景，找到目标客户，锁定农(牧)民经纪人推行移动客户端;第二步，推动涉农金融机构免费给目标客户安装客户端，满足其刚性需求;第三步，营造移动支付应用场景，建设农副产品、畜牧、粮食交易三大商圈。2014年年中谷歌升级安卓系统版本，导致无法完全读取银行卡信息，到了2016年初，NFC-SD卡客户端基本退出市场。好在2015年“双12”移动端银联卡数字化产品“云闪付”面世，其功能更加强大，2017年12月11日中国银行业统一App“云闪付”发布，也更加满足客户多层次的需求。当然，“云闪付”产品融合了NFC、HCE(Host-based Card Emulation，主机卡模拟技术)、TSM(Trusted Service Management，可信服务管理平台)和Token(支付标记)等支付创新技术。尽管NFC支付依赖于NFC射频天线、SE安全模块等手机硬件实现，我们看到，此次对手机“减负”，借助于创新技术实现完美迭代，从而推动了支付的进步。

　　图3 农(牧)民经纪人支付移动化

　　摄影 | 王孔平

　　图4 忙碌的农(牧)民经纪人只能将孩子“栓”起来养

　　摄影 | 王孔平

　　由“细”向“微”

　　ARM让驴子“聪明”起来

　　回到主题。iSIM卡技术基于ARM架构的SoC系统单晶片上，将SIM卡整合内置于处理器，使得SIM卡的面积小于1平方毫米。如果目前iPhone 5手机使用的nano SIM卡尺寸12.3x8.8毫米让我们看到了“西瓜”，那么iSIM卡技术则让我们见识了什么叫“芝麻”(图5、图6)。于是，手机将不需要再设置专属的SIM卡插槽，也不需要使用实体SIM卡。至此，智能手机SIM卡朝“虚拟化”方向迈出了扎实的一大步。

　　图5 逐步遭到“嫌弃”的SIM实体卡

　　演示 | 陈厚文摄影 | 王孔平

　　图6 iSIM卡仅1平方毫米远小于SIM卡的面积

　　来源 | ARM

　　iSIM卡技术处于初期研发阶段，根据AMR的预期，商用领域按照下面的排列依次展开：率先应用在小型的物联网装置设备上，逐步推展到手机、穿戴装置与其他产品。最新的消息表明，ARM已经向合作厂商发送了iSIM 设计，产品预计在今年年底问世。

　　驴子在选择中徘徊不定，饿死在两堆干草之前。这是经济学里面的“布里丹效应”。在iSIM卡技术推广应用第一个场景物联网里面，也面临着“布里丹效应”。物联网设备在连接网络面对Wi-Fi、物联网卡两堆干草，前者不便捷，后者需要增加设备的体积和成本。iSIM卡技术的出现减少对Wi-Fi的依赖，随时随地可以联网。同时，对于小型物联网设备又减少了生产成本(图7)。市场研究公司Machina Research在2016年预测，到2025年全球物联网连接数量将增至270亿个。而ARM的预计更为乐观，到2035年将有1万亿台联网设备，市场前景可期。

　　图7 iSIM卡技术解决了物联网“布里丹效应”中驴子的选择难题

　　来源 | 网络

　　去SIM卡化

　　“先烈”榜单再现

　　在这里，有必要切入一个细节。美国主板网(http://motherboard.vice.com)透露，2016年剑桥大学计算机科学家马库斯•库恩(Markus Kuhn)大胆提出，在安卓或苹果的手机操作系统建立一个新的标准交互界面，最终用App来取代SIM卡的功能。

　　软件替代硬件功能?就这么简单!但是，不是所有的简单方案都让市场趋之若鹜。激进的技术派认为，手机联网并不需要SIM卡这个独立实体芯片卡，SIM卡的数据(下面将要提及)可以直接内置在手机里面。他们置剑桥大学科学家“软件替代硬件功能”的提议而不顾，纷至沓来选择了复杂的路径。于是ARM的所做努力表明它不是第一家，前面站着好些先驱者，我们以“事后诸葛亮”的视角观察，先驱者基本变成了先烈。

　　不难看出，电信运营商在努力“革”SIM卡的“命”。美国AT&T、Sprint、T-Mobile、Verizon四家电信运营商之中的两家，Sprint和Verizon曾经提供GSM网络的替代品——CDMA，其手机并不使用SIM卡。如果不是网络升级到4G LTE制式，他们还会在没有SIM卡的一条道上走到黑。出于满足客户的使用惯性，Verizon的CDMA 1X网络要到2019年12月31日才关闭。

　　与此同时，手机厂商在淘汰SIM卡的“事业”上也不甘寂寞。苹果推动eSIM卡(embedded-SIM，即嵌入式SIM卡，不作为独立的可移除零部件加入手机中)技术。2016年3月苹果发布的9.7寸iPad Pro产品首次采用此技术，用户不需要更换实体SIM卡，便可以快速切换eSIM卡所支援的电信网路。2017年10月5日谷歌发布Google Pixel 2/2 XL两款手机支持eSIM卡功能，用户可以看见实体SIM卡槽,不过不用安装物理SIM卡，也可以搜索连接到运营商的服务和网络。

　　忙活下来，结果呢?还是孤家欢喜!我们看到手机厂商是一边厢独自欢喜，电信运营商那边厢却愁云惨淡。基于eSIM卡的CDMA手机通过将“识别码”写入手机芯片，于是将手机号和手机绑定起来，但是，当“识别码”被盗写入到其他多部手机中，eSIM卡在电信运营商那里并不遭待见：发生费用找谁收费去?事实上，对于eSIM卡业务，国内三大运营商仅有中国联通推出了针对消费移动终端的服务，中国电信、中国移动却只针对物联网，不难看出，eSIM卡业务，且行且尴尬。

　　唱衰SIM卡

　　这一次成为绝唱?

　　当谈到5G时，我们会讲到下面的故事。1991年7月1日，时任芬兰首相哈里•霍尔克里(Harri Holkeri)用手机给坦佩雷市的副市长打了个电话，此举成为世界首次手机通话而载入史册。

　　同步让我们记住了枯燥而居功至伟的技术有两个：一是GSM(Global System for Mobile Communication，全球移动通信系统，当前应用最为广泛的移动电话标准)，手机通话通过这个网络完成;二是SIM卡，通过这块镀金的电路芯片，保证手机接入网络是安全的。

　　技术派让人垢病的地方在于，当手机的功能从通话、发短信，到拍照片、听音乐、联网、导航及支付等逐渐增多时，形体却由砖头似的“大哥大”演变成掌中“玩物”，变得愈发小巧。奇怪的是，SIM卡的体积变化不大(图8、图9)。

　　图8 手机功能“做加法”体积却在“做减法”

　　来源 | 网络

　　图9 SIM卡尺寸的变迁

　　来源 | WikiMedia Commo

　　近三十年的技术进步干不过一张SIM卡，这也难免引发门外汉的质疑：为什么SIM卡没有与时俱进?

　　技术派给我们摆出道理“122”：一个事实、两个显性特征和两个隐性数据，以此明志，SIM卡在与时俱进。

　　一个事实是，SIM卡的看家功夫是确保手机使用者是合法用户。SIM卡具体表现两个显性特征，你给运营商缴纳了话费;你的电话号码在GSM网络是唯一的。SIM卡也具体表现出两个隐性数据，SIM卡存储了IMSI(International Mobile Subscriber Identification Number，国际移动用户识别码)，以便从众多的用户中将你识别出来;另一个是Ki( Key identifier，密钥)，它成为SIM卡与电信运营商之间，在GSM网络实现所有数据安全交换的一把加密传递的“钥匙”。基于上述道理“122”，SIM卡适应技术革新而随机“变脸”。比如，密钥变得更长、更安全等;又比如，开天辟地实现了网络语音电话的身份验证等。

　　回到ARM的贡献上来，在此，有必要具体分述一下受益者。

　　对于用户而言，iSIM卡技术让其享受到了更换网络服务的方便;对于手机厂商来讲，与eSIM卡技术相比，iSIM卡不使用单独芯片，直接将SIM卡信息内置在处理器上，节省了制造成本;对于通信运营商而言，iSIM卡技术左手给其关掉一扇窗，右手却给他们打开了一扇门(图10)。尽管SIM技术脱“实”向“虚”强化手机厂商的优势，但是正如ARM所畅想的那样，更多的物联网设备意味着更多的客户。在互为依存的关系里，只有所有参与主体发生同步的改变，才能达成不破不立的格局。否则，在改良关系下复原旧有的秩序，也只是在消磨宝贵的时间而已。

　　图10 SIM技术脱“实”向“虚”演进示意图

　　来源 | 网络

　　如果单纯按照上述叙事语境，只是将手机局限在通话功能，这并不是我们的阶段性目标。稍作回顾，智能手机NFC-SD卡、SIM卡介质支付都离不开向手机置入硬件;随着NFC、HCE支付技术的诞生，“云闪付”产品使得用户不捣银联卡，“闪”手机即可完成支付。不可否认，仅从移动支付分支便可以管窥更加广阔的手机应用的远景。

　　补白一句，站在移动支付角度，无论是手机插入刷卡器走向末路的结局，还是内置NFC-SD卡步入历史的事实，最终“云闪付”App风生水起的趋势，恰似在应证“软件替代硬件功能”。技术这门活，看上去很是服“软”。