Число и разнообразие микропроцессорных смарт-карт постоянно растет. По оценке компании Thales это самая распространенная вычислительная платформа на планете. Актуальность их применения не снижается. С новыми технологиями появляются новые форм факторы смарт карт.
Не вдаваясь в суть самих технологий, я решил собрать в одной статье как справочный материал названия тех форм факторов смарт карт, которые сегодня встречаются.
Базовым для индустрии карт является стандарт ISO/IEC 7810. Он описывает не только физические характеристики пластиковых карт, но и жесткость, горючесть, токсичность, светостойкость, термостойкость, долговечность и т.д. К нему в пару существует методика тестирования на соответствие всем этим требованиями: ISO/IEC 10373.
В стандарте все карты разделяются на два вида: неиспользованные и возвращенные карты (т.е. после некоторого периода эксплуатации). Это сделано с учетом того, что эксплуатация может незначительно повлиять на размер. Для каждого типоразмера и вида приведены линейные размеры и допуски.
ID-1. Это наиболее привычный и часто встречающийся размер: 85 мм на 54 мм. Альтернативные названия:
CR80 (обозначения подобного рода применяются в полиграфии)
размер стандартной банковской карты
полноразмерная SIM-карта (full size SIM)
ID-1 UICC (используется в мобильной связи)
1FF (1st form factor), т.е. первое поколение форм-фактора. Именно такого достаточно большого размера были первые SIM.
ID-2. Это размер чуть больше, чем ID-1. Имеет размер 105 мм на 74 мм.
ID-3. Это размер чуть больше, чем ID-2. Имеет размер 125 мм на 88 мм.
ID-000. Имеет вид прямоугольника 25 мм на 15 мм со скошенным углом под 45 градусов. Альтернативные названия:
стандартная SIM-карта или мини-SIM.
В мобильной связи приняты следующие названия:
Plug-in UICC;
2FF (2nd form factor).
Может быть помещен внутрь ID-1, тогда такой форм-фактор называется ID-1/000.
TD1, TD2 и TD3. Существует стандарт ИКАО Doc 9303, где описаны официальные международные проездные документы различных видов со встроенной микросхемой, включая загранпаспорт. В нем определены типоразмеры TD1, TD2 и TD3, производные от ID-1, ID-2 и ID-3 из ISO 7810. Они почти совпадают, но отличаются только лишь допусками и толщиной. Невооруженным глазом эти отличия трудно уловимы.
Таблица 1. Сравнение типоразмеров ISO 7810 и ИКАО Doc 9303
| Длина, мм | Ширина, мм | Толщина, мм |
ID-1 | [85,6-0,13;85,6+0,12] | [54,0-0,08;54,0+0,03] | [0,68; 0,84] |
TD1 | [85,6-0,75;85,6+0,75] | [54,0-0,75;54,0+0,75] | [0,25; 1,25] |
ID-2 | [105,0-0,20;105,0+0,20] | [74,0-0,20;74,0+0,20] | [0,68; 0,84] |
TD2 | [105,0-0,75;105,0+0,75] | [74,0-0,75;74,0+0,75] | [0,25; 1,25] |
ID-3 | [125,0-0,20;125,0+0,20] | [88,0-0,20;88,0+0,20] | [0,68; 0,84] |
TD3 | [125,0-0,75;125,0+0,75] | [88,0-0,75;88,0+0,75] | [0; 0,90] |
Если говорить о мобильной связи, то там принята своя система типоразмеров. Кроме того, что уже перечислено существуют такие варианты:
Mini-UICC. Имеет размер прямоугольника 15 мм на 12 мм с скошенным углом. Альтернативные названия:
микро-SIM (micro SIM)
3FF (3rd form factor)
4FF (4th form factor). Альтернативное название: нано-SIM (nano SIM). Имеет размер прямоугольника 12,3 мм на 8,8 мм с скошенным углом. Особенностью является невозможность использовать традиционные 8-пиновые контактные площадки в таких малых размерах. Для этого контакты C4 и C8 (используются только для USB-коммуникации) перемещены в другое место. Если SIM не поддерживает интерфейс USB, то этих контактов может и не быть вовсе.
Half SIM (1/2 SIM). Форм фактор, который по площади занимает половину от ID-1.
Quarter SIM (1/4 SIM). Этот форм фактор получится, если разместить 2FF SIM карту на кусочке пластика размером ровно четверть от ID-1.
USB токен (иногда смарт ключ). Это форм-фактор, похожий на обычную флешку с коннектором USB. Внутри размещен тот же самый микроконтроллер, что и в пластиковой карте, но с адаптером для коммуникации USB. Внутреннее исполнение токена может быть разным. Например, он может быть по сути просто компактным PC/SC ридером со вставленной картой в виде SIM или может содержать микроконтроллер с прямой поддержкой USB и разведенными контактами. Замечу, что с точки зрения прикладного ПО почти невозможно отличить USB токен от PC/SC ридера со вставленной ID-1 картой (некоторые думают, что между ними есть большая разница), потому что они взаимодействуют с терминалом по одним и тем же протоколам (CCID).
Общая тенденция – миниатюризация. Дальше пойдет речь о категории межмашинного взаимодействия (M2M), относящихся к неизвлекаемых SIM.
MFF1 (M2M form factor 1) и MFF2 (M2M form factor 2). Смарт-карта в этом форм-факторе выглядит как корпусированный микроконтроллер (SMD) размером 5 мм на 6 мм с восемью пинами. Он предназначен для аппаратного встраивания в интегральные микросхемы.
Пару слов о терминах. Термины MFF2, eSIM (embedded SIM), eUICC (embedded UICC) имеют разные значения. MFF2 – это форм фактор. eUICC – это функциональные требования к SIM карте, позволяющие удаленно управлять её содержимым (пользовательскими профилями абонента мобильной сети) – технология Remote SIM Provisioning (RSP), а eSIM — это eUICC + MFF2, хотя периодически eSIM и eUICC используют как синонимы.
Есть ещё встраиваемые SIM карты, которые получили название от своего корпуса, например: WLCSP eSIM (Wafer-Level Chip Scale Package) или DFN eSIM. Все они меньше, чем MFF2, но больше чем iSIM.
Integrated SIM (iSIM, ieUICC). Категория самых меленьких SIM карт на сегодня. Площадь может достигать меньше квадратного миллиметра! Всё в угоду IoT. Функционально это всё та же самая SIM карта, но она встраивается в чипсет мобильного устройства, поэтому она не требует отдельного питания и какой-либо обвязки в отличие от MFF2.
В феврале 2018 года компания ARM опубликовала пресс релиз о появлении новой технологии: SIM, встроенная на аппаратном уровне в SoC.
Первая демонстрация прошла в январе 2022 года. Qualcomm и Vodafone на базе Samsung представили смартфон, где iSIM встроен в процессор приложений. ОС для iSIM написала Thales. Инфраструктуру по управлению профилями (remote SIM provisioning) использовали уже существующую для eSIM.
Бесконтактные карты. Коммуникация бесконтактных микропроцессорных карт и карт линейки MIFARE (NXP) соответствует стандарту ISO 14443. Там описаны протоколы типа А и типа В, которые также называются NFC-совместимыми. Для них форм факторов существует настолько много, что вряд ли можно все перечислить. Это связано с тем, что в самом стандарте есть только требования к размерам приемо-передающей антенны. По этому признаку все карты разделены на шесть классов. Класс 1 – это самые большие антенны. Они рассчитаны на карты ID-1 и крупнее. Например, загранпаспорт с микросхемой – это тоже класс 1. Класс 6 – это самые маленькие антенны (как для USB-токена, например): не более 25 мм на 20 мм. В какой физический корпус будет помещена антенна и чип с точки зрения стандарта уже не важно. Можно использовать всё, на что хватит фантазии: кольцо, браслет, брелок, телефон, буклет, этикетка, бэйдж и т.д. Главное, чтобы в антенне индуцировался необходимый ток, а коммуникация соответствовала бы методике испытаний ISO 10373-6.
Источники:
ISO/IEC 7810:2019. Identification cards — Physical characteristics.
ГОСТ Р ИСО/МЭК 7810–2015. Карты идентификационные. Физические характеристики.
ISO/IEC 10373. Identification cards — Test methods.
ГОСТ Р ИСО/МЭК 10373. Карты идентификационные. Методы испытаний.
ETSI TS 102 221. Smart Cards; UICC-Terminal interface; Physical and logical characteristics.
ETSI TS 102 671. Smart Cards; Machine to Machine UICC; Physical and logical characteristics.
ICAO Doc 9303, Machine Readable Travel Documents. Part 4: Specifications for Machine Readable Passports (MRPs) and other TD3 Size MRTDs. Eighth Edition, 2021
ICAO Doc 9303, Machine Readable Travel Documents. Part 5: Specifications for TD1 Size Machine Readable Official Travel Documents (MROTDs). Eighth Edition, 2021
ICAO Doc 9303, Machine Readable Travel Documents. Part 6: Specifications for TD2 Size Machine Readable Official Travel Documents (MROTDs). Eighth Edition, 2021
https://www.eetimes.com/infineon-claims-first-industrial-grade-wlcsp-esim-chip/
https://kigen.com/resources/blog/sim-esim-isim-whats-the-difference/