iSIM – ein neuer Verbündeter für IoT-Projekte

Im Internet der Dinge kann Downsizing erhebliche Vorteile bringen: So trägt die Einführung der integrierten SIM-Technologie (iSIM) zum Beispiel dazu bei, die Leistung zu verbessern und die Lieferketten zu vereinfachen.

Bei der iSIM handelt es sich um eine Weiterentwicklung der eSIM (Embedded Subscriber Identity Module). Dieses Vorgängermodell wies bereits eine kompaktere Form auf, was die Entwicklung kleinerer und energieeffizienterer Hardware ermöglichte und auch die Sorge vor Diebstahl verringerte. Basierend auf der ieUICC-Spezifikation der GSMA soll die iSIM jedoch die bestehenden Alternativen für mobile Chips erweitern.

Denn sowohl eSIM als auch iSIM sind Technologien zur Authentifizierung von Benutzern und Geräten in Mobilfunknetzen. Aus der Sicht des Designs wird eSIM direkt in den Schaltkreis gelötet, während iSIM in den SOC des Geräts integriert wird. Auf diese Weise lässt sich noch mehr Strom und Platz sparen. Außerdem wird durch den Verzicht auf SIM-Karten-Slots und eSIM-Sockel ein höherer Grad an Miniaturisierung ermöglicht. Das könnte den Weg für weitere Anwendungen ebnen, beispielsweise im Bereich der Robotik und Medizin. Und auch bei der Verwendung von Sensoren in Netzen mit großer Reichweite und geringem Stromverbrauch wie NB-IoT ist die kompakte Größe von klarem Vorteil.

Ein weiterer Pluspunkt der iSIM liegt in der Bereitstellungsphase, da sie die Konfiguration von Netzen und Teilnehmern durch den Betreiber aus der Ferne (over-the-air – OTA) ermöglicht – genau wie ihr Bruder eSIM. Dadurch sind IoT-Projekte flexibler, den Betreiber bei Bedarf zu wechseln.

Branchenbeobachter sind sich einig: Der Markt ist heiß. Denn laut Counterpoint Research wird die Zahl der ausgelieferten eSIM- und iSIM-kompatiblen Geräte bis 2025 voraussichtlich über 6 Milliarden erreichen.

Schließlich wächst unter den mehr als 14 Milliarden eSIM-Geräten, die zwischen 2021 und 2030 verkauft werden, iSIM am schnellsten. Damit wird sie bis 2030 die bevorzugte Wahl in allen Kategorien mobiler Geräte sein, so der jüngste eSIM Devices Market Outlook Report von Counterpoint. Es wird erwartet, dass der iSIM-Standard nach 2027 das vorherrschende SIM-Format sein wird, wobei die Lieferungen kompatibler Geräte zwischen 2021 und 2030 bis zu 7 Milliarden Einheiten erreichen werden.

Anfang des Jahres haben Vodafone, Qualcomm Technologies und Thales ein funktionstüchtiges iSIM-fähiges Smartphone vorgestellt. Das ist nach Angaben der Unternehmen ein Meilenstein, der den Weg für die Kommerzialisierung der Technologie ebnet.

Vorteile der iSIM für das IoT

Die integrierte SIM (iSIM) wurde von ARM auf der Grundlage der eSIM-Spezifikation entwickelt. So wollte das Unternehmen jene Spezifikationen herkömmlicher SIM-Karten umgehen, die zwar einen robusten, zuverlässigen und hochgradig getesteten Mechanismus für die sichere Identität von Telefonen und anderen angeschlossenen Mobilfunkgeräten bieten, deren Eigentümerschaft aber nach der Bereitstellung nicht geändert werden kann. Das Problem: Bei IoT-Projekten, bei denen große Mengen von angeschlossenen Geräten oder Sensoren zum Einsatz kommen, wäre eine physische Änderung der SIM-Karte überhaupt nicht möglich.

Durch den Wegfall einer physischen SIM oder eSIM löst die iSIM-Technologie mehrere wichtige Herausforderungen für IoT-Innovatoren – insbesondere im Hinblick auf die Miniaturisierung. Denn iSIMs ermöglichen es, SIM-Kartensteckplätze und eSIM-Sockel, die derzeit einen großen Teil des Platzes auf der Leiterplatte kleiner Geräte einnehmen, vollständig zu entfernen. Das hat den Vorteil, dass Fertigungsschritte in der Produktion entfallen und der Energiebedarf der Geräte sinkt.

Auch der Sicherheitsaspekt wurde nicht vergessen: Eine unabhängige Struktur macht die iSIM-Technologie von vornherein sicher und gewährleistet eine eindeutige Identität, die weniger anfällig für Manipulationen ist – und das alles (Mikrocontroller, Zellmodem und SIM-Identität) auf einem einzigen Chip.

Zu den wichtigen frühen Märkten der iSIM-Technologie zählen daher insbesondere Sektoren, in denen es auf den Bruchteil eines Millimeters ankommt – wie z. B. Wearables, E-Textilien und intelligente Tracker.

Aber was kann diese Technologie der nächsten Generation noch für die IoT-Innovation tun?

• Eröffnung potenzieller neuer Märkte: iSIM verringert den Strombedarf und macht SIMs überflüssig. Dieser Aspekt eröffnet neue Märkte jenseits kleiner Konsumgüter und batteriebetriebener Geräte, die nicht immer an das Stromnetz angeschlossen werden können. Zudem könnten Branchen wie smarte Versorgungsunternehmen, Drohnen und smarte Messgeräte die Vorteile der iSIM-Technologie allein aufgrund ihres Stromverbrauchs nutzen.

• Rationalisierung der Herstellungsverfahren für Geräte und Komponenten: iSIMs verkürzen den Herstellungsprozess und helfen IoT-Innovatoren dabei, ihre Lösungen schneller auf den Markt zu bringen. Das hat enorme Auswirkungen auf die Großserienfertigung im Rahmen der Lieferkettenproblematik, die wir heute kennen. Denn im Fahrzeugbau müssen die Hersteller beispielsweise oft warten, bis alle Teile verfügbar sind, um eine Montagelinie in Betrieb zu nehmen. Mit iSIMs entfallen die Komponenten, auf die im Prozess gewartet werden muss. Dadurch werden Linien mit geringerem Risiko für Ausfallzeiten in Betrieb gehalten.

• Unterbrechung der Wertschöpfungskette: iSIMs erfordern einen anderen Beschaffungsprozess als herkömmliche SIMs und eSIMs. Der Grund: Es gibt keine Möglichkeit, den Konnektivitätsanbieter zu wechseln, indem eine SIM-Karte oder ein eSIM-Chip physisch ausgetauscht wird. Denn da die iSIM in das Konnektivitätsmodul integriert ist, müssen Hersteller und Produktdesigner frühzeitig ausmachen, wer ein intelligentes anfängliches Bootstrap-Profil für iSIMs anbietet. Auch wenn das wie eine zusätzliche Belastung klingen mag, ist die Suche nach dem richtigen Konnektivitätspartner ein notwendiger Schritt, der bei der Implementierung Zeit und Geld spart.

Unterbrechung der Wertschöpfungskette: iSIMs erfordern einen anderen Beschaffungsprozess als herkömmliche SIMs und eSIMs. Der Grund: Es gibt keine Möglichkeit, den Konnektivitätsanbieter zu wechseln, indem eine SIM-Karte oder ein eSIM-Chip physisch ausgetauscht wird. Denn da die iSIM in das Konnektivitätsmodul integriert ist, müssen Hersteller und Produktdesigner frühzeitig ausmachen, wer ein intelligentes anfängliches Bootstrap-Profil für iSIMs anbietet. Auch wenn das wie eine zusätzliche Belastung klingen mag, ist die Suche nach dem richtigen Konnektivitätspartner ein notwendiger Schritt, der bei der Implementierung Zeit und Geld spart.