目录

一、eSIM是什么

二、eSIM何以实现

三、eSIM在车载电子的影响

四、总结---早该出现的技术

图 Ubigi（一家全球性的 eSIM 数据服务提供商）宣称给宝马的eSIM已经涵盖欧洲15国 Ubigi’s Personal eSIM for BMW now available in 15 countries across Europe

eSIM（嵌入式 SIM 卡）是一种集成在设备内部的嵌入式芯片，其核心技术基础是eUICC（嵌入式通用集成电路卡）标准。e表示嵌入式，而不是电子的意思。

白话就是，esim装进设备后焊死了拔不出来，不能换；除非替换整个设备。

那么用户想换运营商怎么办？不能用原来换卡方式换供应商。

答案是软件层面换供应商，而且还可以来回切换。

具体的，与传统可插拔的物理 SIM 卡不同，eSIM 通过软件化的方式实现通信身份认证与网络接入功能，彻底改变了传统 SIM 卡的使用逻辑。 

图 eSIM卡与SIM卡对比，来自网络

eSIM卡与SIM卡能耗对比

eSIM通过芯片集成设计减少了物理电路损耗，尤其在物联网设备中可实现20%以上的能效提升（如资产追踪设备）。

eSIM卡与SIM卡效率对比

跨国商务人士使用eSIM平均每年可节省8-12小时SIM卡管理时间。不仅如此，出国换SIM卡还有非法卡诈骗风险。

esim代替sim似乎是手机厂商的事情，为何车辆主机厂需要关注？因为车辆正在成为下一个最重要的智能移动终端，上一个是手机。而且，车辆的运动速度，运动范围都比手机大，对移动通信有更高的要求。

实际上，随着物联网与车联网的迅猛发展，各类设备对便捷、可靠且灵活的通信连接需求急剧攀升。以车载电子领域为例，汽车智能化与网联化的加速推进，使得车辆需要稳定的网络连接以实现导航实时更新、远程控制、OTA 升级等功能 。传统的物理 SIM 卡难以满足车辆在复杂行驶环境下对通信稳定性的要求，并且在跨国行驶、功能模块众多导致的网络资源分配等场景下存在局限性。而 eSIM 通过嵌入式设计取消物理接口，不仅提升了通信模块的抗干扰能力和使用寿命，还能通过 “多配置文件共存” 为车载系统的不同功能分配独立通信通道，满足车联网全域无缝通信等需求。在其他物联网设备，如智能手表、智能家居设备等，同样面临着对通信连接便捷性与可靠性的高要求，eSIM 简化了设备的通信配置流程，能够适应多种复杂的应用场景。所以市场嗅觉的英飞凌捕捉到这一广泛的市场需求，推出 eSIM 卡以占据市场先机。

图 英飞凌的eSIM卡，做的非常小，所以能耗也小，来自网络

最主要的，其实传统sim卡本身也是通过软件来识别自己的发卡商的网络的。

图 即使是传统SIM卡，其实也是软件入网，sim卡与所属网络通信流程图，图片来自网络

UE（用户设备）与 HN（归属网络）间基于公钥密码的密钥协商与数据加解密流程，核心逻辑分 6 步：

1.密钥协商（Key agreement）

用 UE 的 “临时公钥（Eph. public key of UE）” + HN 的 “私钥（Private key of HN）”，通过密码算法（如 ECDH 等）生成临时共享密钥（Eph. shared key），完成初始密钥交换。“eph” 是 “ephemeral” 的缩写，意思是临时的、短暂的、易逝的。

2.密钥派生（Key derivation）

对 “临时共享密钥” 做派生处理，生成临时主共享密钥（Eph. master shared key），用于后续细分密钥生成，增强灵活性与安全性。

3.拆分主密钥（MSBs）

将 “临时主共享密钥” 按高位（MSBs，Most Significant Bits）拆分，生成临时解密密钥（Eph. dec. key），用于解密密文。

4.拆分主密钥（LSBs）

取 “临时主共享密钥” 的低位（LSBs，Least Significant Bits），生成临时 MAC 密钥（Eph. mac key），用于消息完整性验证。

5.MAC 验证（MAC function (verif.)）

用 “临时 MAC 密钥” 对数据做消息认证码（MAC）计算，对比 “MAC - tag value” 验证数据完整性、防篡改。对称加密（Symmetric encryption）

6.用 “临时解密密钥” 解 “Cipher - text value”，还原出 “Plain - text block（明文块）”，完成加密数据的解密。

核心逻辑是通过公钥协商建立共享密钥，再派生、拆分出加密、认证密钥，分别用于 “数据加密解密” 和 “完整性验证”，实现安全通信的机密性、完整性保护 。用于移动通信的网络安全协议（如 5G 安全架构）中，保障端到端数据安全。

以上流程清晰表明，sim卡其实是典型的软件加解密通信的过程。从原理上讲，只要愿意，联通的卡接入移动网络，没有不可克服的障碍。已经出现的携号转网其实也是这个道理。

图 移动设备接入最近的基站，来自网络

esim和SIM卡都是就近接入原则，接入最近的基站，只不过基站的归属不一样而已。

除了上述的动态层面，从静态层面看，eSIM 的芯片中内置了可远程管理的存储空间，用于存放运营商的通信配置文件（包含网络接入密钥、号码信息、资费套餐等核心数据）。这种存储空间采用了高度加密的安全区域设计，能够有效防止数据被非法读取或篡改。用户或设备管理者可通过远程服务器指令，对这些配置文件进行下载、安装、切换或删除操作。例如，当用户需要更换运营商时，无需插拔实体卡片，只需通过终端设备发起请求，经运营商服务器认证后，新的配置文件便会覆盖旧文件，实现网络接入的无缝切换。整个过程通常在几分钟内完成，极大地提升了用户的操作便捷性。这种 “硬件固化、软件灵活配置” 的模式，打破了物理 SIM 卡对设备形态和使用场景的限制，使得设备设计更加灵活多样。

此外，eUICC 标准确保了 eSIM 的跨平台兼容性，无论是手机、手表还是汽车等设备，只要搭载符合标准的 eSIM 芯片，就能与全球主流运营商的网络适配。这一标准由全球移动通信系统协会（GSMA）主导制定，经过了多年的研究和完善，目前已经形成了一套完整的技术规范和测试认证体系。通过这一标准，不同厂商生产的 eSIM 芯片和设备能够实现互联互通，为跨区域、跨设备的通信提供了坚实的技术基础。例如，一辆搭载 eSIM 的汽车在欧洲可以接入当地的运营商网络，当行驶到亚洲时，又能自动适配亚洲的运营商网络，无需进行任何手动设置。 

当设备首次启动时，eSIM 会自动搜索附近的运营商网络，并向预设的激活服务器发送激活请求。激活服务器在收到请求后，会对设备进行身份验证，验证通过后，会向设备推送初始的通信配置文件。设备在接收并安装配置文件后，便可以接入相应的运营商网络，实现通信功能。

在后续的使用过程中，如果用户需要更换运营商或套餐，只需通过设备的操作界面发起请求，整个过程与首次激活类似，但更加便捷高效。 实际上，还可以实时切换，甚至同时接入多个运营商。

随着汽车智能化与网联化的加速，eSIM 正成为车载电子系统的核心组件，其影响体现在多个维度，深刻改变了车载电子的发展格局和应用场景。 

1. 简化车载硬件设计，提升可靠性 

传统车载通信模块需预留 SIM 卡槽，而车辆行驶环境中存在振动、高温、灰尘等挑战，物理卡槽易出现接触不良、损坏等问题。在一些恶劣的行驶条件下，比如崎岖的山路或颠簸的乡村道路，物理 SIM 卡可能会因为振动而松动，导致通信中断，影响车载导航、紧急救援等功能的正常使用。 

eSIM 通过嵌入式设计取消了物理接口，不仅节省了车内硬件空间，还显著提升了通信模块的抗干扰能力和使用寿命，更适应汽车长期复杂的工作环境。从硬件布局来看，eSIM 可以直接集成到车载通信模块的电路板上，减少了不必要的连接线和接口，使车载电子系统的结构更加紧凑。这对于空间有限的汽车内部来说，具有重要的意义，能够为其他车载设备腾出更多的安装空间。 

同时，取消物理接口也降低了硬件的故障率。传统的 SIM 卡槽由于存在机械结构，容易受到灰尘、水汽等因素的影响，导致接触不良。而 eSIM 采用全密封的设计，能够有效抵御这些外部因素的侵蚀，提高了车载通信模块的可靠性和稳定性。根据相关测试数据，采用 eSIM 的车载通信模块的故障率比采用传统 SIM 卡的模块降低了约 80%，大大减少了车辆的维修成本和时间。 

由于是焊死的，eSIM 的嵌入式设计还提高了车载电子系统的抗震性能。在车辆行驶过程中，各个部件都会受到不同程度的振动，传统的 SIM 卡由于与卡槽之间存在间隙，容易在振动中发生位移，影响通信质量。而 eSIM 与电路板直接焊接在一起，能够承受更大的振动和冲击，确保通信的稳定性。 

2. 赋能车联网功能升级 

车联网（V2X）是车载电子智能化的核心方向，而稳定的网络连接是基础。eSIM 为车联网功能提供了三大支撑，推动了车联网技术的快速发展和广泛应用。 

全域无缝通信：车辆跨国行驶时，eSIM 可自动切换至当地运营商网络，确保导航实时更新、远程控制（如远程启动、车况查询）等功能不中断。对于经常跨国出行的用户来说，这一功能带来了极大的便利。以前，车辆在跨国行驶时，需要手动更换 SIM 卡或购买当地的漫游套餐，不仅操作繁琐，而且费用高昂。而搭载 eSIM 的车辆，能够根据行驶的地理位置自动识别并切换到当地的运营商网络，用户无需进行任何手动操作，就可以享受到稳定的网络服务。例如，一辆中国的汽车行驶到欧洲时，eSIM 会自动检测到当地的运营商信号，并切换到相应的网络，确保导航地图能够实时更新，用户不会因为地图信息过时而迷路。 

多场景连接保障：支持 “多配置文件共存” 的 eSIM，能为车载系统的不同功能分配独立通信通道（例如导航用高速网络、远程诊断用低时延网络），避免功能冲突。在现代汽车中，车载电子系统包含了众多的功能模块，如导航、娱乐、远程诊断、自动驾驶辅助等，这些功能对网络的要求各不相同。导航功能需要高速的网络来下载地图数据和实时路况信息；远程诊断功能则需要低时延的网络来确保数据的及时传输，以便车企能够快速发现和解决车辆故障；自动驾驶辅助功能对网络的稳定性和可靠性要求更高，需要实时获取周围环境的信息。 

eSIM 的多配置文件共存功能能够为这些不同的功能模块分配独立的通信通道，每个通道都可以根据功能的需求进行优化。例如，为导航功能分配一个高速的 4G 或 5G 网络通道，为远程诊断功能分配一个低时延的专用网络通道，为自动驾驶辅助功能分配一个高可靠性的 5G 网络通道。这样可以避免不同功能之间的网络资源竞争，提高车载电子系统的整体性能和稳定性。 

OTA 升级稳定性：车辆通过远程升级（OTA）更新系统时，eSIM 的稳定连接可确保升级包完整传输，降低升级失败风险。随着汽车智能化的发展，OTA 升级已经成为汽车厂商为车辆提供新功能、修复漏洞的重要手段。OTA 升级需要将大量的升级包数据从厂商的服务器传输到车辆的车载电子系统中，如果在传输过程中出现网络中断或数据丢失的情况，将会导致升级失败，甚至可能损坏车辆的系统。 

eSIM 具有稳定的网络连接能力，能够在车辆行驶过程中保持良好的网络信号。同时，eSIM 支持断点续传功能，当网络中断后，再次连接时能够从断点处继续传输升级包，避免了数据的重复传输，提高了升级的效率和成功率。此外，eSIM 还可以对传输的升级包进行加密处理，确保升级包的安全性，防止被恶意篡改。 

3. 优化车企运营与用户体验 

对车企而言，eSIM 简化了全球化部署流程 —— 通过预装 eSIM，车辆可在出厂时写入多区域运营商配置，无需针对不同市场单独设计通信模块；同时，车企可通过远程管理平台批量调控车辆的通信权限（如试用期套餐、功能解锁），提升运营效率。在全球化的背景下，汽车厂商需要将车辆销售到不同的国家和地区，而不同的国家和地区有不同的运营商和通信标准。如果采用传统的 SIM 卡，汽车厂商需要为不同的市场设计不同的通信模块，增加了研发成本和生产复杂度。 

而采用 eSIM 后，汽车厂商可以在车辆出厂前，将不同区域的运营商配置文件写入 eSIM 中。当车辆销售到不同的市场时，只需通过远程管理平台激活相应区域的运营商配置文件，车辆就可以接入当地的运营商网络。这不仅简化了车辆的生产流程，降低了研发成本，还提高了车辆的市场适应性。 

此外，车企通过远程管理平台还可以对车辆的通信权限进行批量调控。例如，在车辆的试用期内，车企可以为用户提供一定的免费流量套餐，当试用期结束后，通过远程管理平台关闭免费流量套餐，用户可以根据自己的需求选择付费套餐。车企还可以通过远程管理平台为车辆解锁新的功能，如高级导航功能、自动驾驶辅助功能等，增加车辆的附加值。 

图 eSIM助力车企全球部署，来自网络

对用户而言，eSIM 消除了 “购车后办理车载 SIM 卡” 的繁琐流程，车主可直接通过车机系统激活通信服务，或根据需求灵活切换套餐（如临时升级高速流量用于车载娱乐），大幅提升使用便捷性。以前，用户在购买车辆后，需要到运营商的营业厅办理车载 SIM 卡，填写各种表格，耗时耗力。而有了 eSIM，用户在提车后，只需在车机系统上按照提示进行简单的操作，就可以激活通信服务，几分钟内就能完成。 

同时，用户可以根据自己的需求灵活切换套餐。例如，在长途旅行时，用户可以临时升级高速流量套餐，满足车载娱乐系统的需求；在平时使用时，可以选择经济实惠的套餐。用户只需在车机系统上进行操作，就可以完成套餐的切换，无需再到营业厅办理。 

4. 推动车载电子生态拓展 

eSIM 的普及加速了车载电子与物联网（IoT）的融合。例如，在车队管理中，企业可通过 eSIM 统一管控车辆的通信状态，实时监控位置、油耗等数据；在自动驾驶领域，eSIM 支持的高可靠通信可作为车路协同的 “神经末梢”，为车辆与交通设施的实时交互提供网络支撑。 

在车队管理方面，对于物流企业、出租车公司等拥有大量车辆的企业来说，对车辆的高效管理至关重要。通过 eSIM，企业可以实时获取车辆的位置信息、行驶轨迹、油耗数据、发动机状态等信息，这些信息通过网络传输到企业的管理平台，企业管理人员可以根据这些信息对车辆进行调度和管理。例如，根据车辆的位置信息合理安排运输路线，提高运输效率；根据油耗数据监控驾驶员的驾驶习惯，降低燃油成本；根据发动机状态提前安排车辆的维修保养，减少车辆的故障 downtime。 

此外，eSIM 还为车载电子与智能家居、智能城市等其他物联网领域的融合提供了可能。例如，用户可以通过车载电子系统控制家中的智能家居设备，如开启空调、关闭灯光等；车辆可以与智能城市的交通管理系统进行交互，获取实时的交通信息和停车信息，提高出行的便利性。 

5、eSIM技术对自动驾驶发展也有较大推动

现在在自动驾驶这一块，没有一家敢说纯单车智能不用上网的。归根结底，云端的计算力远比车端大；而且V2X还可以提供本车感知不到的信息。

实时连接保障

通过嵌入式设计实现99.9%网络可用性，支持5G-V2X毫秒级延迟，为自动驾驶决策提供持续数据流。

多运营商无缝切换

双eSIM配置可在移动过程中自动选择最优信号，解决跨区域网络覆盖盲区问题。

远程管理升级

支持OTA更新高精地图和算法，速度比传统SIM卡提升60%，满足L4级自动驾驶数据需求。

安全强化

车规级eSIM集成HSM加密模块，可防御中间人攻击等车联网威胁。

当前宝马、等车企已部署该技术，实测显示eSIM使自动驾驶系统断网率降低至0.1次/万公里。

《eSIM在车联网中的应用和价值-从说起》一文也很详细的描述了，“为了解决此类问题的隐患，理想在其L9车型中引入了双5G(内嵌两颗贴片SIM卡，对应两个不同的运营商)连接的方式，也是为了缓解联网问题的无奈妥协。

Personal eSIM默认发放面向个人用户的大网码号给车机，在网络覆盖、质量维护等方面都明显优于面向非个人用户的政企网络资源。

一些车企因为缺乏通讯相关经验等原因，在流量选择上与运营商的代理商而不是运营商直接签署商务合同的现实情况，也进一步加大了网络连接的不确定性。另外，在Personal eSIM的方案中，用户明确知道其付费主体是运营商，追溯主体是清晰的，在某种程度上也帮助车企降低了品牌风险。”

eSIM 以 “软件定义通信” 的创新模式，不仅重构了传统 SIM 卡的应用逻辑，更成为车载电子向智能化、网联化升级的关键基础设施。它在简化硬件设计、提升连接可靠性、优化运营效率的同时，也为车联网功能的拓展与汽车生态的创新奠定了基础。 

对于汽车厂商来说，eSIM 的预装可以减少对不同市场通信模块的定制化设计和生产，降低了研发成本和生产成本。同时，eSIM 的远程管理功能可以减少对车辆的线下维护和管理成本，提高运营效率。 

对于用户来说，eSIM 的灵活套餐切换功能使得用户可以根据自己的实际需求选择合适的套餐，避免了不必要的费用支出。此外，eSIM 的普及使得运营商之间的竞争更加激烈，运营商为了吸引用户，可能会推出更加优惠的套餐和服务，从而降低用户的通信成本。 一些运营商可以针对车载通信推出了基于 eSIM 的共享套餐，用户可以将车载通信的流量与手机、平板等其他设备共享，提高了流量的利用率，降低了总体的通信费用。 

平心而论，eSIM应该是一种早该出现的技术，早在国家划分三大运营商时就可以出现，让运营商网络的划分是通过软件，而不是硬件。软件方式成本低，硬件方式成本高。

可以说是车辆这种新兴的高速移动终端催生了 eSIM，因为车辆可以在几秒钟之内跨越不同的通信基站覆盖区域。传统 SIM 卡换卡不便，难以快速适应频繁变化的网络环境，而 eSIM 能实现远程配置网络参数，让车辆在高速行驶中无缝切换不同运营商网络，确保车联网通信稳定，为自动驾驶等功能提供可靠网络支持。