概述
SIM卡主要用於GSM網路、W-CDMA網路和TD-SCDMA網路，但是兼容的模組也可以用於IDEN電話。有人把CDMA2000和cdmaOne的RUIM卡和UIM卡，也稱作SIM卡，雖然兩者作用類似，並遵守了一樣的所有機械、電氣標準和部分軟體標準，但是上層套用並不一定兼容。
SIM由CPU、ROM、RAM、EEPROM和I/O電路組成。用戶使用SIM時，實際上是手機向SIM卡發出命令，SIM卡應該根據標準規範來執行或者拒絕；SIM卡並不是單純的信息存儲器。
2018年，聯通正式在上海、天津、廣州、深圳、鄭州、長沙6座城市率先啟動“eSIM一號雙終端”業務的辦理。“eSIM一號多終端”意味著可穿戴設備可以和用戶手機共享號碼，無需實體SIM卡。
類型介紹
SIM卡尺寸
小卡與標準卡的比較 SIM的尺寸分為三種：
標準卡：尺寸為 25mm×15mm×0.8mm；
Micro Sim：俗稱小卡，尺寸為12x15mm×0.8mm；
Nano SIM:12.3mm×8.8mm×0.7mm。
引入標準
Full-size（FF）：ISO/IEC 7810:2003, ID-1
Mini-SIM（2FF）：ISO/IEC 7810:2003, ID-000
Micro-SIM（3FF）：ETSI TS 102 221 V9.0.0, Mini-UICC
Nano-SIM (4FF)：ETSI TS 102 221 V11.0.0
Embedded-SIM：JEDECDesign Guide 4.8, SON-8
SIM卡唯一
SIM卡在GSM系統中的套用，使卡和手機分離，SIM卡唯一標識一個客戶。
一張SIM卡可以插入任何一部GSM手機中使用，
而使用手機所產生的通信費則自己記錄在該SIM卡所唯一標識的客戶帳上。
SIM卡容量
SIM卡容量有8K、16K、32K、64K，其中512k以上的大容量的SIM卡統稱為STK卡。
Micro SIM卡
Micro SIM卡，也叫做3FF SIM卡即第三類規格SIM，
合併圖冊 尺寸為12x15mm×0.8mm， 比我們手機中使用的第二類SIM卡規格15x25mm×0.8mm 小了52%，蘋果公司生產的產品（iPhone 4S、iPhone4。）（iPad、iPad2. 3G版本）都是使用Micro SIM卡。
Nano SIM卡
nano SIM卡與micro-SIM卡 Nano SIM卡是4FF標準的SIM卡，由蘋果公司最早提出，向 歐洲電信標準協會（ETSI）提交。這種NanoSIM卡比Micro SIM卡小三分之一，比起普通SIM卡則小了60%，而且厚度也減少了15%。為12.3mm×8.8mm×0.7mm。
運營商對Nano SIM卡頗感興趣，並有望於2012年推出首款使用Nano SIm卡的手機。
在2012年舉行的美國無線通信展（CTIA WIRELESS 2012）上，業界領先的SIM卡製造商捷德公司（Giesecke & Devrient）展示了4FF標準的SIM卡--Nano SIM卡。展覽中的SIM卡樣式來看，Nano-SIM卡比才開始逐步推行的Micro=SIM卡更小，而且原來金屬觸點外圍的圓角也變為了直角。
標準爭議
三種卡的比較 2012年3月份，蘋果、諾基亞和RIM在SIM卡標準化方面發生分歧。蘋果支持nano SIM卡標準，而諾基亞、RIM、摩托羅拉支持micro-SIM，創新的蘋果希望SIM卡能更小，以便為其他手機零件騰出空間。普通SIM卡、MicroSIM卡、Nano SIM卡的大小對比如右圖所示。
2012年6月1日美國媒體報導，儘管對4FF（Nano-SIM）標準的不同提案存在反對和批評的聲音，但蘋果的Nano-SIM卡設計提案還是被歐洲電信標準協會（ETSI）採納，諾基亞、RIM和摩托羅拉聯合提交的提案落選。台北時間2012年9月13日蘋果公司正式發布iphone5手機，新一代的iphone5手機正式採用Nano-SIM卡。
雙用SIM卡
北京移動推出“雙用”SIM卡，可同時兼容普通SIM卡手機和Micro-SIM卡智慧型機，2013年2月19日起免費為用戶更換。
移動新推的“雙用”SIM卡外形採用卡托套Micro-SIM卡的形式，對於普通SIM卡手機的用戶，直接摳下此SIM卡外層的大卡，安裝即可使用；而對於iPhone4/4S、HTC One X、三星Galaxy Note II、Nokia 920t等智慧型機用戶，則只需摳下裡面的小卡，就可搖身一變成為Micro-SIM卡使用。和原先剪卡後再塞進卡托的還原方式相比，“雙用”SIM卡採取了凹槽設計，Micro-SIM卡可以嚴絲合縫地嵌在外層的卡托中，並省去了購買還原“卡托”的程式。
虛擬SIM卡
推出計畫
傳統SIM的使用場景下，無論是打電話發簡訊，還是通過手機上網，人們通常都要先購買一台手機；然後再去運營商那裡辦理入網業務，再將獲得的這張SIM卡放入手機中；而在這以後，人們就與運營商之間建立了長久的契約關係：包括身份認證、繳納費用、辦理業務在內的相關活動，用戶都只需要與運營商溝通。
2015年8月19日，蘋果、三星在與全球運營商談判，已嘗試在個別新機中集成虛擬SIM卡，用戶不用頻繁地更換SIM卡，可以“入鄉隨俗”地選運營商網路，這意味著，用這個虛擬SIM卡，可以甩開運營商，去到哪裡都一卡通用。但這種服務中國用戶用不了。
目前，有國內廠商已推出類似的SIM卡，但僅限於出境使用，日前MIUI7發布時亮出了“小米漫遊”功能，用戶在境外無需購買其他硬體，就能獲得當地資費的數據上網服務。此前，華為亦推出了“天際通”業務。
自動切換
蘋果和三星想乾的是：說服運營商配合它們研發、使用新的SIM卡標準。這類採用嵌入式技術（e-SIM）的新型SIM卡，能讓手機等移動設備在不同運營商網路間自行切換。換言之，如果你從A運營商的網路切換到B運營商網路，無需更換SIM卡。
值得注意的是，e-SIM技術無需實體卡，而是手機出廠時SIM卡會被預裝，“卡”作為能手機晶片模組的一部分，用戶自主根據信號強弱以及套餐資費的性價比選擇使用哪個網路。
實際行動
去年底，蘋果在全新的蜂窩版iPadAir2中就內置一張通用的SIM卡，可以讓用戶隨意選擇合作運營商，即為AppleSIM服務。不過，在中國市場，蘋果、三星的服務尚未有蹤影。
然而，國內廠商按捺不住了。2015年8月，在小米剛發布的MIUI7版本中，有一個名為“小米漫遊”的功能——能夠自動為處於國際漫遊狀態的小米手機下發一個當地運營商的虛擬SIM卡，提供流量上網服務。國內用戶出境不必在機場租用隨身WiFi，或者是到當地購買本地SIM卡。
隨身WiFi僅租金就要數十元，還不算你每天的流量費用。而購買當地SIM卡，首先是非實名的一次性流量卡購買不易，其次是激活手續麻煩。相比之下，有虛擬SIM卡，當然更好。
口中奪食
“我們已經注意到手機廠商推出的服務，但具體使用體驗如何還待評估。其實，運營商一直在降低國際漫遊費，推出了各種熱門目的地的優惠套餐。”日前，一位不願意具名的運營商人士表示，實體卡會“鎖定”用戶，更好服務用戶。
具體到境外漫遊的虛擬卡業務，手機廠商通過合作方提供以網路的方式租借境外漫遊地當地手機卡，繞開了國內運營商環節，相當於是增加了當地運營商的用戶而撬了國內運營商的“牆角”，降低了後者的收入——尤其是數據增值業務收入。
雖然小米自己獲得了虛擬運營商牌照，不過，目前小米漫遊還只是“搞掂”了境外運營商的數據服務，何時能夠本地化尚不得而知。
事實上，運營商一直依靠實體SIM卡、與用戶簽訂“長期契約”，來獲得巨額的利潤，而e-SIM卡之類的技術以及小米漫遊之類的服務，無異於從運營商口中“奪食”。業內分析人士稱，若運營商長期以來的經營模式被瓦解，“杯葛”行為並不令人意外。
此前華為“天際通”業務被廣泛宣傳後相關方被工信部約談，要求降低“調門”。
對運營商影響
長期以來，運營商和蘋果公司一直處於一種不平等狀態。由於蘋果產品的超強吸引力，運營商為了能夠率先推出蘋果產品，往往投入大筆的資金進行補貼。一些弱勢運營商要想和蘋果合作，甚至要簽署銷量保證書。一旦銷量低於預期，還必須賠償蘋果公司損失。不難看出，運營商對蘋果公司是又愛又恨。
用戶評價
作為消費者，怎樣看這種SIM卡，黃女士表示，打破運營商之間的壁壘，用戶一卡自由選擇網路，當然於用戶是好事。不過，目前此類服務可使用的手機門檻單一，如小米漫遊服務就只支持小米手機，華為的服務也僅支持榮耀7、榮耀6Plus以及華為P8、Mate7等少數幾款新機，並不對其他品牌“開放”。
相比中國移動、聯通、電信等運營商的出境漫遊費，小米漫遊最低平均流量僅為0.1元/MB，而華為28元/天全球暢享套餐也是便宜到爆。
“創新給用戶帶來了不僅是便利，還有便宜。現在最關鍵是，看這類服務在境外漫遊時的體驗到底如何，如果真能夠無縫使用當地優質網路上網，顯然會大受用戶歡迎。”分析人士孫燕飈表示。
他亦認為，運營商不會無視市場變化，但競爭顯然會促使國際漫遊費進一步降低。另外，實體SIM卡在兩三年內不會取消。
基本概念
SIM卡容量
一般SIM卡的IC晶片中，有128KB的存儲容量，可供儲存以下信息：
(1)1000組電話號碼及其對應的姓名文字。
(2) 40組簡訊息(Short Message)。
(3) 5組以上新撥出的號碼。
(4) 4位SIM卡密碼(PIN)。
市面上的SIM卡晶片有16K,32K,64K,128K,512K,1M多種，以及能提供多媒體業務，非接觸業務的專業SIM卡，容量可以達到M兆級。
SIM卡卡號
SIM卡上有20位數碼（即ICCID號）的含義。
前面6位為網路代號：
（898600）是中國移動的代號；
（898601）是中國聯通的代號；
（898603）是中國電信的代號；
第7位是業務接入號，
在133、135、136、137、138、139中分別為1、5、6、7、8、9；
第8位是SIM卡的功能位，一般為0，預付費SIM卡為3；
第9、10位是各省的編碼;
01：北京02：天津03：河北04：山西05：內蒙古06：遼寧07：吉林08：黑龍江09：上海10：江蘇11：浙江12：安徽13：福建14：江西15：山東16：河南17：湖北18：湖南19：廣東20：廣西21：海南22：四川23：貴州24：雲南25：西藏26：陝西27：甘肅28：青海29：寧夏30：新疆31：重慶，
第11、12位是年號；第13位是供應商代碼；
第14～19位則是用戶識別碼；
第20位是校驗位。
SIM卡密碼
PIN碼是指SIM卡的密碼，存在於SIM卡中，其出廠值為1234或0000。激活PIN碼後，每次開機要輸入PIN碼才能登錄網路。PUK碼是用來解PIN碼的萬能鑰匙，共8位。用戶是不知道PUK碼的，只有到門市由工作人員操作。當PIN碼輸錯3次後，SIM卡會自動上鎖，此時只有通過輸入PUK才能解鎖。PUK碼共有10次輸入機會。所以此時，用戶千萬不要自行去碰PUK密碼,輸錯10次後，SIM卡會自動啟動自毀程式，使SIM卡失效。此時，只有重新到門市換卡。其實，只要小心使用，PIN密碼只會保護你的安全。
SIM卡有兩個PIN碼：PIN1碼和PIN2碼。我們通常講的PIN碼就是指PIN1碼，它用來保護SIM卡的安全，是屬於SIM卡的密碼。PIN2碼也是SIM卡的密碼，但它跟網路的計費（如儲值卡的扣費等）和SIM卡內部資料的修改有關。所以PIN2碼是保密的，普通用戶無法用上PIN2碼。不過，即使PIN2碼鎖住，也不會影響正常通話。也就是說，PIN1碼才是屬於手機用戶的密碼。
在設定固定號碼撥號和通話費率（需要網路支持）時需要PIN2碼。每張SIM卡的初始PIN2碼都是不一樣的。一般情況下是：2345。如果三次錯誤地輸入PIN2碼，PIN2碼會被鎖定。這時同樣需要到門市去解鎖。如果在不知道密碼的情況下自己解鎖，PIN2碼也會永久鎖定。PIN2碼被永久鎖定後，SIM卡可以正常撥號，但與PIN2碼有關的功能再也無法使用。以上各種碼的默認狀態都是不激活。
SIM卡原理
SIM卡是帶有微處理器的晶片，
內有5個模組，每個模組對應一個功能：
CPU(8位/16位/32位)、程式存儲器ROM、工作存儲器RAM、數據存儲器EEPROM和串列通信單元，這5個模組集成在一塊積體電路中。SIM卡在與手機連線時，最少需要5個連線線：
*電源(Vcc) *時鐘(CLK) *數據I/O口(Data) *復位(RST) *接地端(GND)
sim卡驗證
1.手機向網路發出入網請求
2.網路回復一隨機字元串
3.手機接收，並將其交給SIM卡，
4.卡片按照片內算法進行計算，得到結果返回手機
5.手機將其運算結果、IMEI、ICCID發回網路,網路讀取ICCID，分析是否是本地號碼。
6.網路返回合法信息，並下發KC碼，完成網過程
註：以上描述的是2G網的鑒權過程，3G網鑒權過程與此不同。
內部結構
SIM卡內部結構 SIM卡是一個裝有微處理器的晶片卡，它的內部有5個模組，並且每個模組都對應一個功能：微處理器CPU（8位）、程式存儲器ROM（3～8kbit）、工作存儲器RAM（6～16kbit）數據存儲器EEPROM（128～256kbit）和串列通信單元。這5個模組被膠封在SIM卡銅製接口後與普通IC卡封裝方式相同。這5個模組必須集成在一塊積體電路中，否則其安全性會受到威脅，因為晶片間的連線可能成為非法存取和盜用SIM卡的重要線索。
SIM卡的供電分為5V（1998年前發行）、5V與3V兼容、3V、1.8V等，當然這些卡必須與相應的手機配合使用，即手機產生的SIM卡供電電壓與該SIM卡所需的電壓相匹配。SIM卡插入手機後，電源連線埠提供電源給SIM卡內各模 塊。
檢測SIM卡存在與否的信號只在開機瞬時產生，當開機檢測不到SIM卡存在時，將提示“插入SIM卡”；如果檢測SIM卡已存在，但機卡之間的通信不能實現，會顯示“檢查SIM卡”；當SIM卡對開機檢測信號沒有回響時，手機也會提示“插入SIM卡”；當SIM卡在開機使用過程中掉出、由於鬆動接觸不良或使用報廢卡時，手機會提示“SIM卡錯誤”。
SIM卡的存儲容量有8KB、16KB、32KB、64KB、甚至1MB等。多為16KB和32KB。SIM卡能夠儲存多少電話號碼和簡訊取決於卡內數據存儲器EEPROM的容量。
軟體特性
SIM卡採用新式單片機及存儲器管理結構，因此處理功能大大增強。其智慧型特性的邏輯結構是樹型結構。全部特性參數信息都是用數據欄位方式表達，SIM卡中存有3類數據信息：
1.與持卡者相關的信息以及SIM卡將來準備提供的所有業務信息，這種類型的數據存儲在根目錄下；
2.GSM套用中特有的信息，這種類型的數據存儲在GSM目錄下；
3.GSM套用所使用的信息，此信息可與其他電信套用或業務共享，位於電信目錄下。
在SIM卡根目錄下有3個套用目錄，一個屬於行政主管部門套用目錄，另外兩個屬於技術管理的套用目錄，分別是GSM套用目錄和電信套用目錄。所有的目錄下均為數據欄位，有二進制的和格式化的數據欄位。數據欄位中的信息有的是永存性的即不能更新的，有的是暫存的需要更新的。每個數據欄位都要表達出它的用途、更新程度、數據欄位的特性。而且，最新套用會顯示出，地域特性。
注意事項
智慧型SIM卡
使用智慧型SIM卡請注意：
(1) 請勿將卡彎曲，卡上的金屬晶片更應小心保護；
(2) 保持金屬晶片清潔，避免沾染塵埃及化學物品；
(3) 為保護金屬晶片，請避免經常將SIM卡從手機中抽出；
(4) 請勿將SIM卡置於超過85℃或低於-35℃的環境中；
(5) 在取出或放入SIM卡前，請先關閉手機電源；
(6) 在手機出現低電源警告時，請關閉手機，再更換電池；
(7)SIM卡必須存放在乾燥通風的環境下，以免晶片生鏽。
首次使用
首次使用SIM卡請按下列步驟進行：
(1)關掉手機電源；
(2)參閱手機使用手冊，將SIM卡插入手機內之正確位置；
(3)打開手機電源開關，待網路接通後，即可按鍵撥號，打出您的第一個電話。
SIM卡被鎖
若手機螢幕出現“Blocked”字樣，表示您的SIM卡已被鎖死。可能是您連續三次輸入錯誤的PIN密碼，導致卡被鎖住。出現這種情形時，請到當地移動、聯通或電信門市，由服務人員為您解鎖。
遺失/被竊
當您的SIM卡不慎遺失或被竊時，為了慎重起見，您應立即到當地移動或聯通的門市或撥打10086（移動），10010（聯通），10000（電信）申請掛失，以免SIM卡被盜用。SIM卡掛失後，可隨後向移動或聯通申請補辦。
損壞/故障
當手機螢幕顯示“SIM卡錯誤”時表示您的SIM卡已損壞無法使用，請攜帶原卡到移動或聯通門市更換。
SIM卡損壞或被鎖死，可到各運營商門市辦理補卡。
補辦SIM卡
SIM卡損壞或者卡鎖死時，需要到各運營商門市辦理補卡業務。
河北聯通補卡辦理規定如下：
1、持本人有效身份證件到當地自有門市辦理。
2、補卡費用：由於各地政策有所不同，具體費用以當地為準。另外，五星、貴賓、忠誠用戶可享受免費補卡服務。
SIM卡容量
SIM卡可儲存電話簿和簡訊，容量如下：8K卡電話簿容量為20—40個，簡訊息10—15條；16K卡電話簿容量為150—200個，簡訊息15—40條；32K STK卡電話簿容量為130—150個，簡訊息15條；WIB卡電話簿容量約為150個，簡訊息10—20；具體SIM卡記憶體請以手機顯示為準。
卡片類型（MINI-SIM，Micro-SIM，Nano-SIM）和卡片容量無關。
常見故障
1、每當手機打開時，手機都要與SIM卡進行數據交流。沒插卡時，這些信號是不會送出的。當手機插入SIM卡後無任何反應或插入SIM卡顯示出錯時，這可能是因為SIM卡開關不良或接觸不良或使用廢卡產生的。如果換新卡後故障仍然存在，那么故障一般發生在SIM卡供電部分。在SIM卡插座的供電端、時鐘端、數據端，開機瞬間可用示波器觀察到讀卡信號，如無此信號，應為SIM卡供電開關周邊電阻電容元件與卡脫焊問題。
2、如SIM卡在一部手機上可用，在另一部手機上不能用，可能是在手機中已經設定了“網路限制”和“用戶限制”功能。這可以通過16位網路控制碼（NCK）或用戶控制碼（SPCK）啟動該手機的限制功能，這需要網路運營商解決。另外，這種故障也可能是SIM卡供電偏低或接觸不良造成的。
主要功能
功能之一
存儲用戶相關數據
SIM卡存儲的數據可分為四類：第一類是固定存放的數據。這類數據在ME（Mobile Equipment）被出售之前由SIM卡中心寫入，包括國際移動用戶識別號（IMSI）、鑒權密鑰（KI）等；第二類是暫時存放的有關網路的數據。如位置區域識別碼（LAI）、移動用戶暫時識別碼（TMSI）、禁止接入的公共電話網代碼等；第三類是相關的業務代碼，如個人識別碼（PIN）、解鎖碼（PUK）、計費費率等；第四類是電話號碼簿，是手機用戶隨時輸入的電話號碼。
功能之二
用戶PIN的操作和管理
SIM卡本身是通過PIN碼來保護的，PIN是一個四位到八位的個人密碼，只有當用戶輸入正確的PIN碼時，SIM卡才能被啟用，移動終端才能對SIM卡進行存取，也只有PIN認證通過後，用戶才能上網通話。
功能之三
用戶身份鑒權
確認用戶身份是否合法，鑒權過程是在是在網路和SIM卡之間進行的，而鑒權時間一般是在移動終端登記入網和呼叫時。鑒權開始時，網路產生一個128比特的隨機數RAND，經無線電控制信道傳送到移動台， SIM卡依據卡中的密鑰Ki和算法A3,對接收到的RAND計算出應答信號SRES，並將結果發回網路端。而網路端在鑒權中心查明該用戶的密鑰Ki，用同樣的RAND和算法A3算出SRES,並與收到的SRES進行比較，如一致，鑒權通過。
功能之四
SIM卡中的保密算法及密鑰
SIM卡中最敏感的數據是保密算法A3、A8、密鑰Ki、PIN、PUK和Kc。A3、A8算法是在生產SIM卡時寫入的，無法讀出。PIN碼可由用戶在手機上自己設定，PUK碼由運營者持有，Kc是在加密過程中由Ki導出的。
引腳說明
SIM卡 6PINsim卡與8PINsim卡的引腳定義：
SIM卡晶片有8個觸點，與移動台設備相互接通：
(1) 電源VCC(觸點C1)：4.5～5.5 V，ICC
