落地東莞，得天獨(dú)厚

東莞是中國電子制造業(yè)名城，電子廠群聚，具有深厚的制造業(yè)基礎(chǔ)，加之巨頭涌入投資建設(shè)，這也是拉動(dòng)?xùn)|莞GDP的主要因素之一。近年來，東莞大力發(fā)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)，良好的區(qū)域優(yōu)勢和經(jīng)營環(huán)境，無疑是東芝投建新產(chǎn)線的絕佳之選。

縱觀東芝硬盤在中國的業(yè)務(wù)發(fā)展，過去重心在臺(tái)式機(jī)與移動(dòng)硬盤市場，伴隨市場環(huán)境的變化，兩大市場出現(xiàn)萎縮，近線市場和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用成為未來硬盤的增長重點(diǎn)。將近線硬盤產(chǎn)線設(shè)立于東莞，有效縮短了物流和供應(yīng)鏈周期與成本，快速響應(yīng)終端用戶市場。

?近線硬盤新產(chǎn)線，東芝的戰(zhàn)略布局

盡管過去三年受疫情影響，IT基礎(chǔ)設(shè)施的投資略有放緩，但數(shù)據(jù)仍在迅速增長。東芝電子元件（上海）有限公司副總經(jīng)理外山淳史先生提到，2020年代被稱為“數(shù)據(jù)十年”，預(yù)計(jì)到2025年，數(shù)據(jù)生成量將是2021的2.2倍，運(yùn)行中的存儲(chǔ)量將是2.0倍，尤其存儲(chǔ)中的HDD容量將是2021年的1.9倍。因此，我們確實(shí)需要巨大的存儲(chǔ)空間，以支持IDC(Internet Data Centers，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心)不斷增長的存儲(chǔ)需求。除此之外，由于存儲(chǔ)容量規(guī)模和成本優(yōu)勢，我們相信HDD將在IDC中繼續(xù)發(fā)揮主要作用。

東芝希望通過在中國的新產(chǎn)線來提高自身的供應(yīng)鏈管理能力。也目標(biāo)在全流程服務(wù)管理上，繼續(xù)提升中國的業(yè)務(wù)質(zhì)量，改進(jìn)的關(guān)鍵是對其客戶及時(shí)、穩(wěn)定、靈活的供應(yīng)支持。

“東芝集團(tuán)在中國的使命是作為數(shù)字中國生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵參與者之一，為人民的幸福做出貢獻(xiàn)。東芝將與所有合作伙伴共同努力，通過投資高容量硬盤的開發(fā)、生產(chǎn)和客戶服務(wù)來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)?！?外山淳史先生表示。

創(chuàng)新技術(shù)與核心應(yīng)用

工欲善其事,必先利其器。新產(chǎn)線的建成，離不開背后的技術(shù)沉淀。

東芝近年來不斷推進(jìn)HDD技術(shù)，不僅致力于MAMR(微波輔助磁記錄)技術(shù)研發(fā)，更采用氦氣密封技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大容量、低功耗的硬盤產(chǎn)品。氦氣密度低，可降低盤片在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的損耗，有助于提升磁頭的穩(wěn)定性、盤片間的距離更緊密，增加硬盤中的盤片數(shù)量，進(jìn)而提升單碟容量。從存儲(chǔ)密度上看，氦氣填充可增加儲(chǔ)存空間，減少每GB成本，進(jìn)而降低總擁有成本(TCO)。

2019年，東芝率先突破16TB容量，發(fā)布MG08系列企業(yè)級硬盤，在當(dāng)時(shí)成為業(yè)界最大容量的傳統(tǒng)磁記錄 (CMR) HDD； 2021年，東芝推出9盤片近線硬盤產(chǎn)品–MG09系列 18TB硬盤，首次采用東芝FC-MAMR（磁能量控制-微波輔助記錄）技術(shù)來翻轉(zhuǎn)磁顆粒, 單片容量增加到2TB，有效提升磁盤的存儲(chǔ)密度和容量，大幅降低企業(yè)TCO。2022年，發(fā)表自研的MAS-MAMR（共振型微波輔助記錄）技術(shù)。同年，東芝再次推出FC-MAMR技術(shù)第二代產(chǎn)品–MG10系列20TB企業(yè)級硬盤，以滿足客戶不斷增長的存儲(chǔ)需求。

東芝電子組件（上海）有限公司存儲(chǔ)部門首席技術(shù)官橋本穰先生表示，東芝與TDK的合作，在創(chuàng)新和開發(fā)MAMR技術(shù)方面發(fā)揮著重要作用。通過MAMR技術(shù)的研究和開發(fā)，我們發(fā)現(xiàn)配備在HDD磁頭中的STO（自旋扭矩振蕩組件）能夠產(chǎn)生微波，幫助提高盤片的磁通密度，也就是FC-MAMR技術(shù)。

對于創(chuàng)新的MAS-MAMR（共振型微波輔助記錄）技術(shù)和盤片堆疊等記錄技術(shù)的相關(guān)細(xì)節(jié)和應(yīng)用情況，橋本穰先生提到，想要擴(kuò)增硬盤的容量，可以從三個(gè)方面著手：

第一，提高記錄密度。例如：FC-MAMR（磁能量控制-微波輔助記錄）、MAS-MAMR（共振型微波輔助記錄）與HAMR(熱輔助磁記錄)…等磁記錄技術(shù)，就是為了支持這一領(lǐng)域。

第二，機(jī)械設(shè)計(jì)改進(jìn)，例如磁盤數(shù)量。東芝在硬盤領(lǐng)域已有56年以上的經(jīng)驗(yàn)，不論是設(shè)計(jì)開發(fā)，或者滿足客戶需求等方面，皆有豐富經(jīng)驗(yàn)和悠久歷史。過去，東芝為移動(dòng)電話應(yīng)用開發(fā)0.85英寸極小尺寸的HDD。近年，東芝為第一家提供9盤近線硬盤的品牌，最新推出的MG10 20TB企業(yè)硬盤更擁有10盤片設(shè)計(jì)，東芝一直在持續(xù)增進(jìn)硬盤的機(jī)械設(shè)計(jì)。

第三，需要透過電子和固件，控制磁頭、介質(zhì)和機(jī)械。東芝不斷努力，將繼續(xù)開發(fā)FC-MAMR和MAS-MAMR技術(shù)，以提高磁頭和存儲(chǔ)介質(zhì)供應(yīng)商的記錄密度，同時(shí)與合作伙伴開發(fā)采用HAMR技術(shù)的HDD。

眾所周知，磁頭是讀取盤片數(shù)據(jù)的重要組件，屬于精密設(shè)備。東芝的合作伙伴–新科實(shí)業(yè)有限公司（SAE）在磁頭技術(shù)和磁盤制造方面擁有強(qiáng)大實(shí)力。

SAE擁有一支經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，以及頂尖的材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，可為HDD生產(chǎn)提供各種技術(shù)支持和失效分析。新科實(shí)業(yè)有限公司執(zhí)行副總裁霍家強(qiáng)介紹，為滿足不斷增長的HDD面密度要求，SAE的制造工藝可將關(guān)鍵尺寸控制在納米甚至亞納米范圍內(nèi)。從傳統(tǒng)的PMR垂直磁記錄頭到未來一代HDD所需的MAMR和HAMR技術(shù)的最新發(fā)展，SAE的PMR、MAMR技術(shù)可支持22TB HDD產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)，同時(shí)其先進(jìn)的MAMR、HAMR技術(shù)在未來可支持30TB以上的HDD產(chǎn)品。

SAE擁有完全自動(dòng)化的組裝和測試流程，可避免人為因素對ESD (Electro-Static discharge, 靜電釋放) 敏感記錄頭造成的潛在損壞。其智能工廠系統(tǒng)（MES）可連接所有關(guān)鍵制造過程，并使用大數(shù)據(jù)和AI技術(shù)分析產(chǎn)品和工藝數(shù)據(jù)。

對于東芝與SAE在合作的近線硬盤新產(chǎn)線，霍家強(qiáng)先生表示，這條生產(chǎn)線結(jié)合了東芝高質(zhì)量的近線硬盤設(shè)計(jì)，SAE制造技術(shù)和在國內(nèi)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)等優(yōu)勢，雙方的合作有助于東芝和SAE在HDD業(yè)務(wù)中的長期增長。

據(jù)了解，SAE已經(jīng)完成了第一條近線硬盤生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線通過了東芝的質(zhì)量資格要求，生產(chǎn)質(zhì)量與東芝硬盤菲律賓工廠(TIP- CIP, Carmelray Industrial Park, 卡梅爾工業(yè)園) 相當(dāng)。“從10月開始，國內(nèi)的客戶開始審核這條生產(chǎn)線，我們在10月和11月通過了客戶審核，近線硬盤 HDD系列是東芝擴(kuò)大中國市場銷售的重要里程碑，“霍家強(qiáng)先生說道。

存儲(chǔ)技術(shù)展望

對于用戶而言，HAMR和MAMR技術(shù)非常相似。HAMR通過激光驅(qū)動(dòng)的加熱功率，降低寫入數(shù)據(jù)時(shí)的局部磁性硬度，而MAMR技術(shù)支持的硬盤磁頭，內(nèi)置自旋扭矩振蕩組件(STO)，可降低底層記錄介質(zhì)的表面電阻，讓寫入更容易。究竟誰更具優(yōu)勢？在霍家強(qiáng)先生看來，二者各有優(yōu)劣。

HAMR和MAMR技術(shù)都試圖在磁性和熱穩(wěn)定等必要條件下，使盤片能容納更多的儲(chǔ)存容量。為了確保寫入數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，當(dāng)盤片儲(chǔ)存密度增長，數(shù)據(jù)將會(huì)更逐漸難以寫入。HAMR技術(shù)使用連接在每個(gè)記錄頭上的小型激光二極管來加熱盤片上的一個(gè)微小點(diǎn)，輔助數(shù)據(jù)寫入，同時(shí)不影響盤片的其他部分。而MAMR不需要附加激光器來輔助記錄。MAMR磁頭結(jié)構(gòu)通過適當(dāng)選擇磁性和非磁性材料設(shè)計(jì)，產(chǎn)生自旋扭矩效應(yīng)，以幫助在盤片上進(jìn)行記錄。

HAMR復(fù)合年增長率高達(dá)22%，而MAMR為10%。HAMR需要一種特殊的介質(zhì)設(shè)計(jì)，在記錄過程中可承受約400攝氏度的熱量，并在記錄頭上安裝額外的激光二極管（LD），而這將增加總成本。

對于HAMR，由于PEG尺寸將隨著面密度的增加而縮小，因此需要合適的設(shè)計(jì)材料和結(jié)構(gòu)以確保在這種高溫寫入過程中的可靠性，這是關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展方向。而MAMR的優(yōu)點(diǎn)在于記錄頭的結(jié)構(gòu)和制造工藝與傳統(tǒng)PMR技術(shù)非常相似，因此，投資和成本低于HAMR。MAMR也不需要像HAMR這樣的特殊介質(zhì)技術(shù)，寫入過程不在高溫下進(jìn)行。然而，復(fù)合年均增長率(CAGR)約為10%，遠(yuǎn)低于HAMR。

MAMR的技術(shù)發(fā)展方向側(cè)重于改善STO（自旋扭矩振蕩組件）的輔助效應(yīng)，以及將其集成到不同的寫入器結(jié)構(gòu)中以增強(qiáng)寫入能力。

對于未來新興技術(shù)的發(fā)展，霍家強(qiáng)先生表示，伴隨硬盤磁道密度的不斷增加，很難通過更多的刷新來保持硬盤性能，為避免覆蓋到任何單一磁道，勢必要將NAND技術(shù)集成到HDD中。OptiNAND是解決這一問題的技術(shù)之一，此外，SMR（疊瓦式磁記錄）是實(shí)現(xiàn)更高磁道密度的另一種技術(shù), 但需要適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)和機(jī)械集成以保持性能。

結(jié)語

新產(chǎn)線的落成，加之原有產(chǎn)能，到2025年，東芝硬盤總產(chǎn)能有望達(dá)到2020年的2倍之多。東芝作為一家在存儲(chǔ)領(lǐng)域持續(xù)服務(wù)56年的品牌企業(yè), 其硬盤系列產(chǎn)品，能夠滿足企業(yè)云數(shù)據(jù)中心、監(jiān)控以及客戶端…等不同領(lǐng)域市場的存儲(chǔ)需求。

作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域的頭部企業(yè)，無論是東芝還是SAE，都在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)幾十年如一日地持續(xù)耕耘著，期待看到他們更多創(chuàng)新技術(shù)的推出以及行業(yè)應(yīng)用的落地。

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