中國電子元件行業(yè)協(xié)會
China Electronic Components Association
“十多年來，我們與美國希捷科技（Seagate Technology）共同推進(jìn)開發(fā)，并最終得以量產(chǎn)。希望到2030年能夠獲得數(shù)百億日元規(guī)模的利潤”。
索尼半導(dǎo)體解決方案公司（Sony Semiconductor Solutions, SSS）社長兼首席執(zhí)行官（CEO）清水照士5月31日在索尼集團(tuán)召開的“2024年業(yè)務(wù)說明會”上如此表示，該公司開發(fā)的熱輔助磁記錄（HAMR：Heat-Assisted Magnetic Recording）機(jī)械硬盤（HDD）用半導(dǎo)體激光器，是除圖像傳感器之外大力發(fā)展的重點業(yè)務(wù)領(lǐng)域之一。
2024年3月底前，希捷科技全球首次開始量產(chǎn)采用HAMR技術(shù)的數(shù)據(jù)中心用3.5英寸機(jī)械硬盤（圖1）。在傳統(tǒng)磁記錄（CMR：Conventional Magnetic Recording）硬盤上實現(xiàn)了30TB的存儲容量。該硬盤采用了索尼半導(dǎo)體解決方案專門為HAMR開發(fā)的半導(dǎo)體激光器。
圖1：采用HAMR技術(shù)的30TB機(jī)械硬盤
希捷科技的“Exos Mozaic 3+”。單個3.5英寸CMR硬盤實現(xiàn)了30TB容量。配備了索尼半導(dǎo)體解決方案公司為HAMR開發(fā)的半導(dǎo)體激光器。該公司銷售的3.5英寸機(jī)械硬盤此前的最大容量為24TB（圖片：希捷科技）
HAMR技術(shù)通過用激光光束對磁盤介質(zhì)局部進(jìn)行瞬間加熱，利用熱波動使介質(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(tǒng)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(dǎo)體激光器。據(jù)希捷科技介紹，通過用激光對磁盤介質(zhì)的存儲位進(jìn)行1納秒的瞬間加熱來進(jìn)行存儲。已寫入的磁化狀態(tài)在1～2納秒內(nèi)冷卻固定（圖片：希捷科技）
之前希捷科技銷售的PMR型3.5英寸機(jī)械硬盤的單盤最高容量為2.4TB，而HAMR將這一容量大幅提升至3TB。而且，該公司表示，“可能會在2025年投放單盤容量達(dá)到4TB的產(chǎn)品，2027年～2028年投放5TB產(chǎn)品”（統(tǒng)管技術(shù)的Seagate Research副總裁Ed Gage），強(qiáng)調(diào)已制定好提高存儲密度的路線圖。
關(guān)于HAMR用半導(dǎo)體激光器，索尼半導(dǎo)體解決方案公司在接受采訪時回答說：“由于用于數(shù)據(jù)中心使用的機(jī)械硬盤要求可靠性（壽命）非常高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)激光器，因此這項開發(fā)花費(fèi)了時間。為了在客戶端將這款激光器精密安裝在機(jī)械硬盤磁頭上，還要求激光器具有非常高的機(jī)械精度。此外，在生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)方面也投入了相當(dāng)多的時間和精力。這是因為未來需要每年生產(chǎn)數(shù)億個激光器”。
2030年度，HAMR將占到7成以上
索尼半導(dǎo)體解決方案社長清水照士認(rèn)為，HAMR今后有可能“顯著提高”機(jī)械硬盤的存儲密度。其影響非常大。
如今，隨著視頻應(yīng)用的擴(kuò)大和生成式AI(人工智能)的興起等，數(shù)據(jù)中心強(qiáng)烈需求擴(kuò)展存儲容量。如果機(jī)械硬盤的存儲密度提高，在同樣面積的數(shù)據(jù)中心，在控制成本增加的同時，可以實現(xiàn)更多的存儲容量。
據(jù)市場調(diào)查公司Techno System Research（TSR，東京千代田區(qū)）的數(shù)據(jù)，由于基于閃存的固態(tài)硬盤（SSD）逐漸取代機(jī)械硬盤，機(jī)械硬盤的全球供貨量自2010年達(dá)到6.5億臺的峰值后一路下降，2023年縮小到了原來的約五分之一。
但隨著數(shù)據(jù)中心需求擴(kuò)大，預(yù)計2024年以后，機(jī)械硬盤將再次進(jìn)入增長軌道。TSR預(yù)測2028年的全球供貨量將達(dá)到1.64億臺，比2023年增長約34%。
現(xiàn)在，數(shù)據(jù)中心用機(jī)械硬盤的容量平均約為16TB，索尼半導(dǎo)體解決方案社長清水照士認(rèn)為“今后30TB以上的產(chǎn)品需求將增長”。據(jù)索尼半導(dǎo)體解決方案社的預(yù)測，到2028年度，30TB以上的機(jī)械硬盤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(jī)械硬盤，并宣布將于2025年開始供應(yīng)樣品，但沒有透露所采用的半導(dǎo)體激光器的詳細(xì)情況。
資料來源：日經(jīng)XTECH
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00001/09352/
