-北京华虹集成电路设计公司总工程师 李云岗
SIM卡是手机中进行身份鉴别及应用服务的专用集成电路卡片,是智能卡在移动通信中的一种具体应用,也是中国生产的集成电路应用比较多的一个领域。SIM卡遵从ISO-7816标准及ChinaMobile、中国联通的有关标准。一个合格的SIM卡必须通过集成电路芯片的硬件、软件设计、代工厂加工、测试后才能形成合格的芯片,这与一般的集成电路设计生产完全一样,然后通过模块封装、卡片封装、预个人化、个人化后形成SIM卡产品。
SIM卡市场相对成熟
SIM卡芯片集成度虽然不算太大,但是非常复杂,既有硬件,也有软件,也可以说是一个完整的SoC系统。
其中硬件由CPU、SRAM、ROM、EE/FLASH、I/O、加密模块等部件组成。
软件区域可以分为操作系统和用户数据区两部分:支持CPU正常工作的软件为操作系统,也叫卡操作系统(COS);用于处理用户电话号码、SMS等业务的区域叫用户数据区。
依据用户数据区的大小可以分为不同容量的卡,例如32K卡就是指用户数据区的容量为32K,其余容量的卡也一样。目前市场上在售的主要有16K、32K、64K、128K等容量的卡。
SIM卡是首先由卡商供给移动通信的运营商,再由运营商供应市场。ChinaMobile通信的运营商有ChinaMobile、中国联通、中国电信、中国铁通4家,运营量比较大的是ChinaMobile和中国联通。SIM卡市场有以下几个特点:首先这是一个全球范围的成熟市场,市场容量大,且需求量每年以6%~8%速度增长,全国每年的供应量在3.2亿张左右,约占全球市场的1/4。第二遵循运营商制定统一产品标准,产品趋于同质化,无论国内外遵循的都是同样的GSM、CDMA或3G移动通信标准。
大容量卡需求越来越大
SIM卡的发展在延续16K、32K、64K发展的同时,也在不断地扩展应用功能,例如大容量卡,随着3G的推出,多应用业务会不断出现,对卡的存储容量的需求就会越来越大。存储容量的扩大对传输速度也提出新的要求,2006年10月国际标准组织已经将USB接口作为SIM卡的传输标准,为大容量卡的传输瓶颈扫清了障碍。
另一个就是将其他应用功能集成到SIM卡中,如NFC(NFC,Near Field Communication近场通信)卡的推出就可以完成小额支付,进一步方便了应用。它是将13.56MHz的RF部分集成到SIM卡中,这样就可以完成诸如公交车票证、购买小额物品的需要,一般出行仅拿手机就可以了。
国内厂商面临市场压力大
上述SIM卡的两个特点决定了其市场竞争激烈,国内的芯片供应商不是国内厂商之间的竞争,而是要直接与国际上大公司竞争。全球电信卡市场中的卡商以及芯片供应商均为几个知名电信卡商(AXALTO及Gemplus,目前他们已经合并为一个公司)和芯片商(Infineon和Samsung等),他们在中国市场中的地位同样举足轻重,在中国市场的业务约占他们全球业务的1/4。由于激烈的竞争,价格不断下降,SIM卡的供应价格由2000年左右的70元~80元到如今的3元~4元。毛利不足10%,包括亚太地区毛利也不足15%,而国际知名厂商在其他区域的毛利均在35%以上,他们可以靠其他地区的利润保持公司的竞争优势。而国内的芯片厂商主要是供应国内市场,受到的市场压力较国际知名厂商要大得多。
三方面做大做强国内设计公司
由于激烈的市场竞争,芯片供应市场有以下几个特点:一是集成电路加工技术不断更新,加工工艺技术由早期的0.5微米、0.35微米到今天的0.25微米、0.18微米。二是为了降低成本,由芯片内嵌的面积较小的Flash存储技术代替了面积较大的EEPROM存储技术。三是芯片由通用向专用发展,例如Infineon早期供应的芯片是既可以用于SIM卡,也可以用于其他领域的智能卡,目前供应的则是在原有芯片的基础上进行裁减,开发了专用于SIM市场的Flash芯片,Samsung则设计了用于SIM卡市场的0.18微米的Flash芯片。
在此情况下国内的集成电路设计公司应该如何办,怎样才能摆脱如此不利的局面,从SIM卡芯片供应来看,目前国内芯片供应仅占国内市场的30%左右,发展空间还很大。但如何才能设计出有竞争力的产品,将设计公司做大做强是国内公司所面临的,也是必须要回答的问题。
首先是工作理念的清理,国内人做事容易把面铺得比较宽,细观国际性的大公司就可以发现,工程师的分工都非常细,每个人都是仅负责非常窄的领域,但是他们在此领域都是国际上的技术领先者,世界一流的专家,只有这样集成之后才可以做出最有竞争力的产品。正是这种“比较窄”,才能扎的比较深,就是要像针一样深深地扎下去。设计团队的每一个人都要像针一样,要在自己的一个“小领域”成为世界一流的专家,领先者。集成之后,这个设计团队设计出来的产品才有可能达到世界一流,否则要做大做强就是空话。这一点非常重要,特别是做技术工作的都想扩大自己的知识面,做宽的积极性有余,做专的动力不足。技术人员不但要甘于做“窄”,而且要“乐”于做“窄”,善于做“专”,要成为某一点的专家,而不要成为什么都懂的杂家。
第二是要取得代工厂的支持,集成电路的竞争实际上也是加工技术的竞争,要获得具有竞争力的产品,加工技术必须与世界同步,否则拿0.25微米的产品与0.18微米的产品进行竞争,要想取胜是不可能的。
第三也是最重要的一点,就是要有自己的核心技术。对SIM卡来说首先要降低成本,集成电路降低成本最有效的办法就是减小芯片面积,减小芯片面积首先是设计出具有竞争力的IP。特别是SIM卡芯片,在激烈竞争的今天,芯片面积必须要锱铢必较,对每一点都要做到最优最小。而要做到最优最好必须有自己的核心技术,任何一个设计公司没有核心技术是无法提高竞争力的,要在激烈的市场竞争中处于不败是不可能的。
-相关链接
重点行业IC卡应用情况
电信行业
电信行业始终是中国IC卡应用的最大市场,发卡量居行业之首,总发卡量已超过20多亿张。中国移动电话卡的容量已从最初的3K发展到现在的商用128K,功能也从单一的话音功能和简单的身份鉴别、电话本和SMS发展到目前多元化业务,支持各种移动增值服务。
公安行业
2001年经国务院批准,中国采用非接触式IC卡换发第二代居民身份证;截至2006年10月,已成功换发3.7亿张,其中今年完成了2.7亿张。计划至2008年将完成9亿张IC卡身份证的换发工作。中国第二代身份证所用芯片、模块、IC卡、各类读卡机具及应用系统完全由国内信息产业界自主研发和提供。2005年至2006年共完成4亿只二代证用芯片模块的供应,保证了公安部换证工作的顺利实施,有效保证了二代证的安全使用。
建设及公用事业行业
建设事业IC卡已被广泛应用到城市交通、市政公用、居民社区数字化建设以及燃气、自来水、供暖、路桥收费、停车场管理、公园景点等领域,取得了显著成绩。截至2006年底,全国已有100多个城市建立了公交IC卡应用系统,累计发卡约1亿张。有300多个城市开展了公用事业IC卡应用,累计安装IC卡表具450多万台,发卡量600多万张。
金融行业
在银行IC卡应用领域,中国人民银行于1997年颁布了《中国金融集成电路(IC)卡规范》,从1998年开始,各商业银行推行电子钱包,进行了银行IC卡联合试点,取得了一定成效。但IC卡在银行业中的应用所占比重很小。
劳动和社会保障行业
社保卡主要应用于就业服务、劳动合同管理、工资收入管理、职业资格、养老保险、失业与医疗保险等劳动保障业务。截至2006年9月,全国53个地区完成社会保障卡发卡注册并领取密钥,持卡人累计达2000多万。