中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
“十多年來(lái)，我們與美國希捷科技（Seagate Technology）共同推進(jìn)開(kāi)發(fā)，并最終得以量產(chǎn)。希望到2030年能夠獲得數百億日元規模的利潤”。
索尼半導體解決方案公司（Sony Semiconductor Solutions, SSS）社長(cháng)兼首席執行官（CEO）清水照士5月31日在索尼集團召開(kāi)的“2024年業(yè)務(wù)說(shuō)明會(huì )”上如此表示，該公司開(kāi)發(fā)的熱輔助磁記錄（HAMR：Heat-Assisted Magnetic Recording）機械硬盤(pán)（HDD）用半導體激光器，是除圖像傳感器之外大力發(fā)展的重點(diǎn)業(yè)務(wù)領(lǐng)域之一。
2024年3月底前，希捷科技全球首次開(kāi)始量產(chǎn)采用HAMR技術(shù)的數據中心用3.5英寸機械硬盤(pán)（圖1）。在傳統磁記錄（CMR：Conventional Magnetic Recording）硬盤(pán)上實(shí)現了30TB的存儲容量。該硬盤(pán)采用了索尼半導體解決方案專(zhuān)門(mén)為HAMR開(kāi)發(fā)的半導體激光器。
圖1：采用HAMR技術(shù)的30TB機械硬盤(pán)
希捷科技的“Exos Mozaic 3+”。單個(gè)3.5英寸CMR硬盤(pán)實(shí)現了30TB容量。配備了索尼半導體解決方案公司為HAMR開(kāi)發(fā)的半導體激光器。該公司銷(xiāo)售的3.5英寸機械硬盤(pán)此前的最大容量為24TB（圖片：希捷科技）
HAMR技術(shù)通過(guò)用激光光束對磁盤(pán)介質(zhì)局部進(jìn)行瞬間加熱，利用熱波動(dòng)使介質(zhì)的磁化分散，使信息更易存儲，從而提高存儲密度（圖2）。傳統的垂直磁記錄（PMR：Perpendicular Magnetic Recording）技術(shù)在提高存儲密度方面已接近極限，容量提升速度放緩，在這種情況下，HAMR作為再次提高其活力的“終極技術(shù)”而備受期待。
圖2：HAMR中的熱輔助示意圖
在HAMR用磁頭中嵌入了半導體激光器。據希捷科技介紹，通過(guò)用激光對磁盤(pán)介質(zhì)的存儲位進(jìn)行1納秒的瞬間加熱來(lái)進(jìn)行存儲。已寫(xiě)入的磁化狀態(tài)在1～2納秒內冷卻固定（圖片：希捷科技）
之前希捷科技銷(xiāo)售的PMR型3.5英寸機械硬盤(pán)的單盤(pán)最高容量為2.4TB，而HAMR將這一容量大幅提升至3TB。而且，該公司表示，“可能會(huì )在2025年投放單盤(pán)容量達到4TB的產(chǎn)品，2027年～2028年投放5TB產(chǎn)品”（統管技術(shù)的Seagate Research副總裁Ed Gage），強調已制定好提高存儲密度的路線(xiàn)圖。
關(guān)于HAMR用半導體激光器，索尼半導體解決方案公司在接受采訪(fǎng)時(shí)回答說(shuō)：“由于用于數據中心使用的機械硬盤(pán)要求可靠性（壽命）非常高，遠遠超出傳統激光器，因此這項開(kāi)發(fā)花費了時(shí)間。為了在客戶(hù)端將這款激光器精密安裝在機械硬盤(pán)磁頭上，還要求激光器具有非常高的機械精度。此外，在生產(chǎn)技術(shù)的開(kāi)發(fā)方面也投入了相當多的時(shí)間和精力。這是因為未來(lái)需要每年生產(chǎn)數億個(gè)激光器”。
2030年度，HAMR將占到7成以上
索尼半導體解決方案社長(cháng)清水照士認為，HAMR今后有可能“顯著(zhù)提高”機械硬盤(pán)的存儲密度。其影響非常大。
如今，隨著(zhù)視頻應用的擴大和生成式AI(人工智能)的興起等，數據中心強烈需求擴展存儲容量。如果機械硬盤(pán)的存儲密度提高，在同樣面積的數據中心，在控制成本增加的同時(shí)，可以實(shí)現更多的存儲容量。
據市場(chǎng)調查公司Techno System Research（TSR，東京千代田區）的數據，由于基于閃存的固態(tài)硬盤(pán)（SSD）逐漸取代機械硬盤(pán)，機械硬盤(pán)的全球供貨量自2010年達到6.5億臺的峰值后一路下降，2023年縮小到了原來(lái)的約五分之一。
但隨著(zhù)數據中心需求擴大，預計2024年以后，機械硬盤(pán)將再次進(jìn)入增長(cháng)軌道。TSR預測2028年的全球供貨量將達到1.64億臺，比2023年增長(cháng)約34%。
現在，數據中心用機械硬盤(pán)的容量平均約為16TB，索尼半導體解決方案社長(cháng)清水照士認為“今后30TB以上的產(chǎn)品需求將增長(cháng)”。據索尼半導體解決方案社的預測，到2028年度，30TB以上的機械硬盤(pán)將占到供貨量的一半以上，HAMR到2025年度將占到整體的15%，到2027年度將占到整體的42%，而到2030年度將占到整體的73%。
另外，東芝旗下的東芝電子元件及存儲裝置公司于2024年5月14日成功驗證了采用HAMR技術(shù)的30TB以上的機械硬盤(pán)，并宣布將于2025年開(kāi)始供應樣品，但沒(méi)有透露所采用的半導體激光器的詳細情況。
資料來(lái)源：日經(jīng)XTECH
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00001/09352/
