作為一種用戶識別機制，從數(shù)字移動電話面世以來，SIM一直就是GSM服務的重要基礎。SIM卡實際上是一種智能卡，類似于信用卡中所用芯片。經過獨特的設計，它可以支持很多基本的通信服務，例如存儲SMS消息和聯(lián)系信息，向用戶顯示一個運營商服務菜單，以及通過SMS消息進行網絡通信。隨著3G網絡的推出，SIM已經發(fā)展成為了USIM。USIM專為支持多種獨立的第三方應用而設計。但是，在過去幾年中，(U)SIM1已經在處理速度、存儲容量、通信速度和可提供的用戶界面的豐富性等方面，越來越落后于手機操作系統(tǒng)和可移除存儲模塊的發(fā)展步伐。

高容量(HC)SIM卡解決了目前決大部分SIM模塊存在的容量不足問題�；诠⿷痰牟煌@些下一代智能卡的品牌為MegaSIM、高容量(HD)SIM和SuperSIM等。它們的存儲容量介于4MB到1GB之間，比上一代產品提升了1000多倍。HC SIM可以支持很多新型應用，例如多媒體內容和服務分發(fā)的加密存儲。HC SIM是隨著存儲制造技術的進步而逐步發(fā)展起來的，一些產品供應商(例如Spansion、M-Systems、Atmel和三星)和SIM卡制造商(例如Axalto、Gemplus、Giesecke & Devrient、Oberthur和Sagem Orga等)在這方面扮演了先行者的角色。盡管有多個運營商推出了多款試驗性的高容量SIM，但是運營商對高容量SIM的大范圍使用預計將從2007年下半年開始。由于面臨著開放的互聯(lián)網、IT和電信融合的威脅，以Orange為首的很多運營商都在積極地推廣HC SIM模式。

1. 高容量SIM優(yōu)點和缺點

高容量SIM為推動面世多年的SIM的進一步發(fā)展提供了很多優(yōu)勢。隨著多媒體手機的日益普及，數(shù)字版權對象和受保護內容的加密存儲是HC SIM的主要應用。另外，通過預先將內容放置在SIM上，HC SIM可以簡化多媒體服務的部署。借助充足的容量，HC SIM可以憑借一種能夠在不同手機之間轉移的方式，存儲各種個人信息(例如音樂、圖片和視頻)和應用設置。另外，HC SIM卡可用于存儲下線WAP內容，并可通過無線(OTA)和針對地點的方式3將這些內容刷新。即使在GPRS信號強度較弱的地方，用戶也可以在低端手機上享有流暢的瀏覽體驗。最后，HC SIM還將應用于企業(yè)環(huán)境，因為企業(yè)對安全存儲和加密功能非常重視。值得一提的是，因為高容量SIM的優(yōu)勢主要與多媒體服務相關，所以它們主要針對多功能的高端電話。

與此同時，HC SIM只是端到端多媒體服務中的一個組成部分。因此，它們的成功取決于很多其他的商業(yè)因素。首先，手機和SIM卡之間缺乏互操作性是目前影響SIM技術進一步發(fā)展的主要障礙。SIM－手機和SIM－網絡的通信速度也是決定HC SIM能否獲得成功的重要因素，因為過去這些速度通常很慢(盡管HC SIM一般具有較高的通信速度)。從手機應用對SIM的程序訪問也是一個關鍵的影響因素，因為一些重要的支持技術(例如JSR-177)在手機中的推廣非常緩慢。成本也扮演著一個重要的角色，因為就中期而言，存儲容量的提升預計將會達到普通USIM的批量價格(3美元到4美元)的兩倍。最后，HC SIM不僅面臨著移動存儲卡(MMC、SD和MemoryStick)的競爭，還面臨著具有更多存儲和安全功能的手機操作系統(tǒng)的競爭。

總體而言，HC SIM卡市場可能得到了Orange的有力推動，但是與此同時，正如M-Systems負責營銷和業(yè)務拓展的副總裁Ira Cohen所表示的，該市場目前仍然還處于“起步階段”。

2. SIM卡的工作原理

用戶標識模塊(SIM)是一種物理令牌，其主要功能是通過一種加密算法向網絡運營商表明用戶的身份。從第一代GSM網絡面世以來，SIM就一直用于這種用途。SIM卡本身也被用于存儲用戶數(shù)據(jù)(例如文本消息和聯(lián)系人列表)，運行運營商應用(例如服務菜單和群發(fā)消息應用)，最近出現(xiàn)的一種應用是利用SIM推廣運營商服務和轉發(fā)來自漫游用戶的流量。

SIM被設計為一種由運營商控制的物理令牌，可以將手機用戶與訂購服務和網絡服務結合到一起。過去，制造商在推廣SIM的應用方面表現(xiàn)得并不積極，因為運營商的日程計劃往往與制造商的日程計劃相沖突。因此，手機和SIM之間的互操作性一直較差，大部分手機都只支持GSM規(guī)范的一個子集，例如ETSI 11.14。另外，運營商過去并沒有將推廣SIM與手機之間的互操作性提高到戰(zhàn)略性的高度。

(1)功能
SIM實質上是一種用于GSM電話的智能卡。因此，它被設計來提供下列功能：
• 存儲與用戶有關的數(shù)據(jù)，例如國際移動基站標識(IMSI)和移動基站國際用戶撥號號碼(MSISDN)；
• 存儲與首選和禁用網絡列表有關的數(shù)據(jù)，并利用相關應用更新這些列表，將漫游用戶路由到某個首選網絡；
• 對用戶進行身份驗證，對語音和數(shù)據(jù)流進行加密；
• 存儲用戶數(shù)據(jù)，例如SMS消息和地址簿；
• 安全存儲應用數(shù)據(jù)，例如數(shù)字證書；
• 一個針對SIM應用的運行環(huán)境(自帶或者JavaCard)；
• 一個與手機操作系統(tǒng)之間的接口(也被稱為SIM Toolkit)，讓SIM可以通過文本消息和靜態(tài)或者動態(tài)圖片與用戶交互；
• 手機到SIM的接口(例如依照JSR-177的定義)，它可以被手機Java應用用于從SIM獲取數(shù)據(jù)，例如證書(盡管目前只有少數(shù)手機可以支持JSR-177)；
• 加密功能：SIM可被設計為用以支持對稱和非對稱加密，例如創(chuàng)建數(shù)字簽名等；
• 一個同網絡的接口，用于收發(fā)SMS。可以在銷售后通過無線方式把應用或者數(shù)據(jù)下載到SIM卡，例如更新SIM的電話簿(雖然目前SMS消息只是一種適用于所需帶寬極低的應用的傳輸機制)；
• 一個蜂窩廣播協(xié)議(Cell Broadcast protocol)接口，它讓運營商可以在幾秒鐘之內向數(shù)百萬個用戶發(fā)布內容；
• 一個承載獨立協(xié)議(Bearer Independent Protocol)接口，這是一種標準化的高速接口，可以為SIM開啟新的信道(除SMS信道之外)，例如GRPS和3G，可以向SIM發(fā)布內容和應用(盡管目前只有少數(shù)手機支持這種功能)。

與此同時，SIM的功能也存在一些局限�，F(xiàn)在的SIM只能夠存儲大約64KB的數(shù)據(jù)和應用，這通常相當于250個聯(lián)系人條目、30條SMS消息和5個下載鈴聲。與手機的內置內存相比，這無疑要遜色得多――現(xiàn)在的普通手機內置內存約為512KB，典型的多功能手機約為32MB，高端手機(例如索尼愛立信最新的Walkman系列)則高達4GB。

今天的SIM卡在SIM-手機和SIM-網絡之間的通信速度方面也存在一定的局限。對于第一種情況，SIM與手機之間的通信速度可能會低至9.6kbps――比GPRS慢大約20倍。SIM通過SMS消息與網絡通信，這使其可以發(fā)送通知、SIM更新或者微型瀏覽器內容更新等，但是不能發(fā)送大型數(shù)據(jù)文件，例如漫游列表、電話列表記錄、Java應用、音樂、圖片和視頻等。另外，由于存儲空間的限制，只有極少數(shù)GSM設備依靠SIM卡存儲數(shù)據(jù)。

而且，SIM的處理速度有限(處理器頻率通常介于5到10MHz之間)，因此無法用于需要很高處理能力(例如電子郵件加密)的應用。另外，目前沒有機制可以讓SIM完成一筆交易――SIM只能發(fā)出一個隱藏的高等SMS消息。在某些手機中，SIM無法確知手機的型號，因而也不能用于對所提供的內容(例如鈴聲)進行修改來滿足與手機的兼容性。

(2)標準

有很多關于標準的活動在SIM的發(fā)展歷程中扮演重要的角色。SIM底層特性符合針對智能卡的ISO 7816標準。SIM功能主要由3GPP標準TS 11.10-4定義，而3GPP還添加了一些新的標準。今天的移動運營商通常需要SIM符合3GPP的第五版標準。

其他標準包括Sun的JavaCard應用環(huán)境標準(目前最新的版本為2.1.1)和OMA Device Management 2.1標準。另外，還有很多由SIM卡制造商推動的標準活動，例如SIM聯(lián)盟和智能支付聯(lián)盟。

(3)SIM應用

移動運營商已經將SIM卡用于很多不同的應用，下面列出了其中最主要的應用：
• 漫游應用用：確保手機可以在漫游之后選擇缺省的運營商網絡。一個SIM應用還可以在手機漫游到某個合作伙伴運營商網絡時，在手機屏幕上顯示運營商名稱。
• 自動檢測設備型號或者IMEI，用于內容配置8和設備改動檢測(盡管并非所有手機都支持這種應用)。
• 微型瀏覽器器：一種基于SIM的、可以顯示WAP內容的門戶，適用于多種服務例如游戲、信息娛樂、票務和移動銀行。內容頁面可以保存在SIM卡中，并通過無線方式刷新。例如，SmartTrust 的無線互聯(lián)網瀏覽器(WIB)就是一種已經被大部分SIM卡制造商9所采用的微型瀏覽器標準。SimAlliance’s Toolkit(S@T)是另外一種微型瀏覽器標準10。
• 按照OMA DM 1.2標準的規(guī)定，利用SIM加載設備管理操作(例如選擇所要使用的服務器)。
• 內容供應應：Celltick 的LiveScreen是一種可以在用戶的手機處于閑置模式時，通過廣播信道向其顯示交互式優(yōu)惠廣告內容的應用。用戶只需點擊一次，就可以響應所顯示的內容(文字和圖片)，訪問一個可以提供更多信息的WAP頁面，下載鈴聲，或者致電呼叫中心以獲取關于所顯示消息的更多信息。Celltick的客戶包括VimpelCom、AIS、Globe、Hutchinson、Orange Israel、中國聯(lián)通和MTN Networks。
• 新加坡運營商MobileOne(M1)利用Xplorer(一種SIM應用)提供各種服務，包括電影清單、彩票開獎結果、星相、股票行情和鈴聲等，按次收費。用戶可以通過Web定制自己的Xplorer菜單。
• Vendor SharedPhone率先采用了一種可以通過一個電話鎖定手機的SIM應用，從而讓這種手機可以充當付費電話。手機的擁有者可以向任何無力購買手機或者通話時間的人提供服務。Vmobile已經在尼日利亞利用低成本手機推出了這種SIM。
• 一種SIM應用可以充當客戶關系管理(CRM)代理，搜集關于用戶在某個微型瀏覽器中的操作和用戶撥打或者接聽的電話的信息。代理便可以將這些信息反饋到移動運營商用于CRM應用。

在介紹了SIM卡的功能、標準和應用之后，下面將介紹目前在SIM卡存儲方面采用的主要技術。

(4)存儲技術

在一個SIM模塊的塑料封裝內，包含有處理器RAM、ROM、EEPROM或者閃存和邏輯電路。隨機存取存儲器(RAM)是一種易失性存儲器，被處理器用于臨時數(shù)據(jù)的存儲。只讀存儲器(ROM)是一種非易失性存儲器，通常用于存儲程序代碼。它不能更新數(shù)據(jù)，因為這需要費時的掩模流程。電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)是一種特殊的ROM，既允許永久性地存儲數(shù)據(jù)，也可以動態(tài)地更新數(shù)據(jù)。目前市場上的大部分SIM卡都包含64到128KB的EEPROM內存。

閃存是一種特殊的EEPROM。主要區(qū)別在于，EEPROM需要一次一個字節(jié)地寫入或者擦除數(shù)據(jù)，而閃存允許以塊為單位寫入或者擦除數(shù)據(jù)。該技術可以提高閃存的速度和容量，使它的每MB面積遠小于EEPROM。目前，大部分外置式存儲卡(例如MMC、SD和Memory Stick)都使用了閃存，而且以Spansion公司為首的一些供應商也開始在高容量SIM中使用閃存。因為EEPROM的容量限制，閃存是目前唯一適用于高容量SIM卡的存儲器。表3總結了SIM所使用的不同類型存儲器之間的主要區(qū)別。

3. 高容量SIM：下一代產品

高容量SIM的出現(xiàn)標志著SIM發(fā)展歷程中的一個重要的里程碑。通過SIM實現(xiàn)多媒體服務的障礙―存儲容量限制―已被突破。高容量SIM可以內置64MB到1GB的閃存——存儲容量比傳統(tǒng)SIM提升了1000多倍。高容量SIM通常借助一個USB11或者MMC接口，與手機建立一個高速通信通道。在某些情況下，還可以通過承載獨立協(xié)議(BIP)實現(xiàn)與網絡進行高速的通信協(xié)議。另外，高容量SIM 可以集成先進的安全功能，例如非對稱加密功能，用于加強安全性的單核架構，以及用于檢測物理篡改的傳感器。

(1)好處

高容量SIM卡保持了對3GPP標準的向后兼容性，但是更加重要的是，它可以支持多種新型應用。除了支持多媒體內容(例如視頻、圖片和音樂)的便攜式存儲以外，高容量SIM還非常適于用一種以用戶為中心的方式，安全地存儲受DRM 管理的內容、版權令牌和數(shù)字證書――因為這些內容和版權可以在不同的手機之間傳輸。

此外，高容量SIM可以在部署運營商售后服務和推廣試用服務方面，發(fā)揮比傳統(tǒng)渠道更加有效的作用12，這是因為所有手機都支持SIM，縮短了上市時間，并且簡化了運營商的物流。

同樣，高容量SIM非常適用于供運營商和卡制造商進行有針對性的定制和個性化，因為它們可以方便地同運營商的客戶劃分業(yè)務和物流進行整合。與主要為存儲而不是安全設計的移動存儲卡相比，高容量SIM卡還為安全的多媒體存儲進行了專門的設計。最后，高容量SIM將在企業(yè)環(huán)境中得到廣泛的應用，因為企業(yè)非常重視加密功能，例如一次性密碼(OTP)的生成。

(2)挑戰(zhàn)

高容量SIM也面臨著一些嚴峻的挑戰(zhàn)。在成本方面，容量的增加很可能會大幅度增加SIM卡的價格――預計將會在中期達到10美元大關，或者兩倍于目前的USIM模塊的價格。盡管SIM卡制造商目前都對高容量SIM卡的價格緘口不言，但是預計高容量SIM卡的成本將會比芯片成本(以及外型類似的SD或者MMC移動存儲卡的成本)高大約30%。價格的提升主要是由于加入卡操作系統(tǒng)、嵌入式應用所增加的成本，以及保持與傳統(tǒng)應用和標準的兼容性的成本。因此，對于高容量SIM能夠在市場找到立足之地而言，最重要的一點是：硅芯片(包括存儲器和處理器)的成本會在未來12到24個月內大幅度下跌，并且這一下跌是可預見的。

隨著人們?yōu)檫m應更大的SIM卡容量而開發(fā)新的操作系統(tǒng)，復雜性已經成為SIM卡供應商面臨的另外一個問題。手機互操作性仍然是一個棘手的難題，因為目前只有少數(shù)手機型號可以通過高速網絡接口(例如BIP協(xié)議)與SIM通信以及支持高速的手機－SIM通信接口(例如USB或者MMC)。

高容量SIM還將面臨來自移動存儲卡(例如MMC、SD和MemoryStick格式)的間接競爭。移動存儲只被應用于很小一部分手機――在2004年售出的手機中，只有大約9.2%配備了至少一種存儲卡插槽。這個比例預計將在2005年增長到13.4%。根據(jù)Informa Telecomos & Media的預測，到2010年，在所有售出的手機中，將有65%的手機配備至少一個閃存插槽。盡管移動存儲的普及性不如SIM，但是很多多功能手機和智能手機的一級制造商正在積極推廣這種產品，而不是SIM。目前，商用MMC和SD卡的存儲容量已經達到了驚人的2GB，這樣的容量足以滿足多媒體存儲應用的需要。

目前，開放OS手機已經為訪問保存在移動存儲中的內容配備了編程接口，但對SIM卡卻沒有相應的措施(雖然高容量SIM卡可以通過設計改進消除這種限制)。另外，存儲卡標準也在不斷發(fā)展，以適應DRM、VPN和其他需要安全存儲的應用。2004年3月，MMC協(xié)會宣布組建一個工作組，力求推動SecureMMC V2.0成為針對移動安全存儲媒體的OMA DRM 2.0標準和需要以安全方式存儲PKI令牌的VPN應用的基礎。三星推出了基于OMA標準的SecureMMC產品，而4c Entity則推出了使用可記錄媒體內容保護(CPRM)標準實現(xiàn)這一計劃的SD卡。

還應當指出的是，SD、MMC和Memory Stick卡的立即移除能力讓它們可以成為SIM的補充令牌，即可以在不影響網絡連接的情況下就可以從手機中卸載。最終，SIM和安全移動存儲卡可能會以一種互補―而不是競爭―的方式在手機中合作，在很多客戶－服務器端應用(例如CRM)中與網絡交互。另外一種可能出現(xiàn)的情況是，SD/MMC卡可用于極高容量(1GB以上)的非安全存儲，而高容量SIM卡則用于高容量(不超過1GB)的安全存儲。但是，有很多因素(往往是出于政治上的考量)會影響SD/MMC卡和高容量SIM卡未來的發(fā)展。因此，最終的結果仍然很難預測。

最后但并非最不重要的一點是，高容量SIM還需要與手機中內置的、用于多種應用(例如用戶數(shù)據(jù)存儲)的存儲器競爭(盡管兩者在售前定制和個性化方面不存在多少競爭)。大部分多功能電話和智能電話都配備了超過16MB的閃存。在這些細分市場中，這個數(shù)字將會在2010年之前達到64MB，甚至更多。而且，對于特定手機而言(例如多功能手機和智能電話)，SIM的用戶界面要遠比手機的用戶界面(UI)遜色―無論是從UI的豐富性還是對12與OTA下載和移動存儲卡相比。

(3)標準

如前所述，高容量SIM卡需要一個高速的手機－SIM接口，以便充分發(fā)揮額外的存儲容量的作用。負責為GSM基礎設施制定標準的歐洲電信標準協(xié)會(ETSI)一直在就采用哪種高速手機－SIM接口作為標準進行爭論。競爭者包括在PC領域極為常見的USB協(xié)議和用于移動存儲卡的MultiMediaCard(MMC)協(xié)議。這兩種協(xié)議都能夠以最高12Mbps的速度在手機和SIM之間傳輸數(shù)據(jù)。這個速度比目前的手機－SIM最低通信速度快了1000倍。但是，業(yè)界就這兩種標準的選擇分成了兩派，到本文撰寫時為止，雙方還沒有達成協(xié)議。

一些業(yè)界觀察家認為，爭論的核心是技術和知識產權。MMC接口可以方便地部署于大部分手機之中，因為它是對目前很多多功能電話所內置的移動存儲卡通信接口的改進。然而，盡管USB可以支持更多的功能(包括允許建立Web服務器的互聯(lián)網協(xié)議)，但是對其進行開發(fā)和將其與手機集成的復雜度也較高。Sagem Orga的產品營銷負責人Jean-Christophe Tisseuil表示：“如果為手機－SIM 通信采用USB協(xié)議，將大批量的手機推向市場需要最多18個月的時間。我們現(xiàn)在可以利用一個快速的SIM通信信道讓現(xiàn)有手機具備這種通信能力。業(yè)界不應當錯過這個重要的機會�！�

(4)技術

高容量SIM的存儲容量的增加是通過閃存技術的發(fā)展實現(xiàn)的。第一款NOR型閃存芯片于1988年由Intel推出，而后三星和東芝在1989年推出了NAND閃存。與NOR閃存相比，NAND閃存具有更快的擦除和寫入速度，更高的容量，以及更低的每比特成本。但是，它只允許對數(shù)據(jù)進行連續(xù)存取(而不是隨機存取)。NAND閃存是移動存儲卡(例如SD和高容量SIM卡)所采用的存儲技術，而新的存儲技術也在不斷涌現(xiàn)，例如Spansion為高容量SIM卡提供的結合了NAND和NOR的優(yōu)點的MirrorBit ORNAND技術。

高容量SIM卡制造商使用ROM存儲卡操作系統(tǒng)和安全功能(它們通常不需要更新)，而使用閃存存儲與運營商相關的信息，例如應用、文件和操作系統(tǒng)變量。基于閃存的存儲可以更加快速、方便地進行改寫——在銷售點、在SIM插入時、在SIM使用期間、或者在工廠中為庫存管理而更改SIM卡的用途時。相比之下，ROM存儲則需要進行費時的掩模流程。由于與ROM相比，閃存具有更高的靈活性和類似的成本，所以大部分SIM卡制造商正在從ROM轉向基于閃存的存儲――即使是對于普通的低容量SIM卡。

除了存儲技術以外，與傳統(tǒng)的SIM卡相比，高容量SIM卡的技術性能也得到了顯著的增強。

4. 總結

無論從商業(yè)應用還是技術規(guī)格的角度而言，高容量SIM的出現(xiàn)都標志著SIM發(fā)展歷程中的一個重要的里程碑。高容量SIM面臨著一個復雜的商業(yè)環(huán)境和來自其他技術的激烈競爭。從2004年起一直致力于推廣高容量SIM技術的M-Systems承認，市場目前仍然處于起步階段。M-Systems負責營銷和業(yè)務拓展的副總裁Ira Cohen表示，高容量SIM技術的發(fā)展需要市場經歷一場根本性的變革，同時他也指出，M-Systems已經在推出USB閃存驅動器時完成了這樣的市場變革。Cohen表示：“我們還處于起步階段，在高容量SIM 市場中還有很長的路要走。這需要對現(xiàn)有模式進行改變，而我們并不畏懼去改變這個行業(yè)的現(xiàn)狀�！�

如需了解更多信息，請致電Freda Benlamlih：(+44-20)70175558，或者發(fā)送電子郵件：fredab@informa.com。