SIM，即用戶身份模塊，是識別特定用戶並允許手機或物聯網設備訪問其移動計劃的工具。它使用 IMSI（國際移動用戶身份）號碼和密鑰，這是一個獨特的 19 位或 20 位序列號，分配給 SIM 卡。
傳統 SIM 卡有幾種尺寸或形式因素：
1FF – 85.60 毫米 × 53.98 毫米 × 0.76 毫米
2FF（迷你）– 25 毫米 x 15 毫米 x 0.76 毫米
3FF（微型）– 15 毫米 x 12 毫米 x 0.76 毫米
4FF（納米）– 12.3 毫米 x 8.8 毫米 x 0.67 毫米
MFF2（嵌入式）– 5 毫米 x 6 毫米 x 1 毫米
WLCSP（嵌入式）– 2.7 毫米 x 2.5 毫米
MFF-XS（嵌入式）– 2.6 毫米 x 2.4 毫米
現在，新的 SIM 標準正在改變可能性。在比較提供全球覆蓋並優化電池使用的物聯網 SIM 時，應考慮 eSIM、iSIM 與 SoftSIM。
SIM 的演變
歷史上，SIM 幾乎是一台計算機。它於 1991 年由 Giesecke & Devrient 開發，原始 SIM 卡的大小與信用卡相同（85 毫米 x 53 毫米）。
隨後的模型越來越小，首先是迷你 SIM，然後是微型 SIM。每一種都有與原始 SIM 卡相同的功能和接觸點及電路，但更為緊湊，幫助較小設備的連接。
SIM 卡形式因素的演變。微小的納米 SIM（約 12 毫米 x 9 毫米）於 2012 年出現，減少了接觸面積，但保持了組件的佈局。iPhone 5 是第一款使用納米 SIM 的設備，至今仍在大多數智能手機中使用。
什麼是 eSIM？
隨著 2016 年 eSIM 的推出，SIM 的佔地面積變得更小。eSIM 是一種嵌入式 SIM 卡（又稱 MFF2），它物理上附加在設備上——焊接到主板上——並且無法移除。
通常，eSIM 與 eUICC 架構密切相關。這意味著設備運營商可以使用遠程配置來“空中”（OTA）更換用戶身份模塊，而不是移除和更換實體 SIM 卡。
這種將 SIM 密封在設備中的能力使 eSIM 成為需要密封或防水且能夠承受振動（在行業中通常稱為堅固化）的設備的絕佳選擇。配備 eSIM 的設備的主要用例包括製造、資產追蹤、可穿戴設備和連接車輛。
什麼是 iSIM？
由 Qualcomm/Thales 於 2022 年推出，集成 SIM（iSIM）進一步推進了 eSIM 的概念。
iSIM 並不是焊接到電路板上的芯片，而是位於設備的系統單芯片（SoC）內部。因為它直接構建在設備處理器內，所以在 SIM 和設備系統之間引入了新一層的精簡操作。
舊的 SIM 卡和 eSIM 芯片仍然是需要與設備系統接口的獨立系統，而 iSIM 將 SIM 功能與設備硬件更緊密地整合在一起。不過，iSIM 仍需要集成芯片，因此它與設備的硬件並不完全統一。
什麼是軟件 SIM（SoftSIM）？
介紹軟件 SIM（SoftSIM），這是一種完全基於軟件的 SIM，完全消除了 SIM 硬件的因素。第一個完全軟件 SIM，沒有硬件組件。它從雲端下載到設備上的現有模塊中，與其他應用程序共存。
SoftSIM 扮演著 SIM 卡或 SIM 芯片的相同功能，但完全通過在設備現有硬件上運行軟件程序來實現。SoftSIM 是一個可以處理應用協議數據單元（APDU）命令的庫。
這些命令通常在模塊和實體 SIM 之間傳遞，但對於集成 SoftSIM 的模塊，它們會傳遞給 SoftSIM 組件。然後，SoftSIM 組件管理對密鑰材料和其他相關文件或資產的訪問，使用這些密鑰來驗證網絡和設備。
SoftSIM 遵循 GSMA 指導方針，因此用戶界面與常規 SIM 的界面相同。換句話說，它的外觀和行為類似於傳統 SIM。
比較 eSIM、iSIM 和 SoftSIM
作為 SIM 技術快速演變的步驟，eSIM、iSIM 和 SoftSIM 在物聯網應用中都提供了相對於其前身——實體 SIM 卡的優勢。
eSIM vs iSIM vs SoftSIM讓我們仔細看看每個 SIM 版本的優缺點，以幫助評估哪一種最適合設備應用：
尺寸
顯然，SoftSIM 在這一類別中獲勝，因為它完全基於軟件，並不佔用物理空間。這意味著不必在電路板上消耗電力或使用空間。雖然兩者都需要物理元素，但 iSIM 芯片在尺寸方面略小於 eSIM 芯片。
功耗
在這三者中，eSIM 的功耗最高，因為它本身就是一台計算機，擁有 CPU 和內存，這些都會導致顯著的電池消耗。一些更新和更昂貴的物聯網 SIM 允許激進的省電模式（PSM），但對於許多用例來說，這並不經濟。
雖然它與設備系統的整合程度高於 eSIM，但 iSIM 的功耗仍然高於 SoftSIM。SoftSIM 在提供與 iSIM 或 eSIM 相同的 SIM 功能的同時，將功耗降至最低，幫助延長物聯網設備的電池壽命。
兼容性
由於包含物理硬件，eSIM 和 iSIM 必須在製造時納入設備設計並構建到模塊中。然而，它們與大多數物聯網硬件組件和模塊兼容。SoftSIM 與芯片無關，可以在任何具有調製解調器、微控制器和無線電模塊的設備上運行——這意味著大多數物聯網設備都能使用它。
目前，SoftSIM 與有限數量的硬件配置接口（請參見支持 SoftSIM 的當前設備列表），但隨著其進一步發布，這將會改變。還可以將設備的調製解調器連接到微控制器，微控制器像 SIM 卡一樣向調製解調器呈現 SIM 接口。
在內部，微控制器使用 SoftSIM 實現協議，並利用外圍控制器實現物理接口。這種“虛擬” SIM 卡的解決方案需要一些小的硬件變更，因此對於現有設備來說並不是一個實用的選擇。
成本
SIM 硬件的成本不菲——硬件越複雜，成本越高。這意味著在這一類別中，eSIM 是製造和納入物聯網設備中最昂貴的，而 iSIM 提供顯著的成本節約（便宜高達 50%）。然而，由於不涉及硬件組件，SoftSIM 的價格不到 iSIM 的一半，並在商業模型中提供更大的靈活性。使用 SoftSIM，無需在使用之前為 SIM 付費——而不是在製造時為每個設備購買 SIM。
安全性
因為 eSIM、iSIM 和 SoftSIM 都無法物理移除，所以它們在安全性方面相比傳統的非嵌入式 SIM 提供了優勢，後者可以從原始設備中拔出並插入另一個設備以進行未經授權的使用或惡意用途。
與傳統 SIM 一樣，SoftSIM 將有關每個設備的信息安全上傳到雲端。設備與雲端之間的通信過程在每一步都是完全加密的——而且使用 SoftSIM，每個 SIM 配置文件都有唯一的憑據，有助於保護設備和網絡免受攻擊。
