“十多年来，我们与美国希捷科技（Seagate Technology）共同推进开发，并最终得以量产。希望到2030年能够获得数百亿日元规模的利润”。
索尼半导体解决方案公司（Sony Semiconductor Solutions, SSS）社长兼首席执行官（CEO）清水照士5月31日在索尼集团召开的“2024年业务说明会”上如此表示，该公司开发的热辅助磁记录（HAMR：Heat-Assisted Magnetic Recording）机械硬盘（HDD）用半导体激光器，是除图像传感器之外大力发展的重点业务领域之一。
2024年3月底前，希捷科技全球首次开始量产采用HAMR技术的数据中心用3.5英寸机械硬盘（图1）。在传统磁记录（CMR：Conventional Magnetic Recording）硬盘上实现了30TB的存储容量。该硬盘采用了索尼半导体解决方案专门为HAMR开发的半导体激光器。
图1：采用HAMR技术的30TB机械硬盘
希捷科技的“Exos Mozaic 3+”。单个3.5英寸CMR硬盘实现了30TB容量。配备了索尼半导体解决方案公司为HAMR开发的半导体激光器。该公司销售的3.5英寸机械硬盘此前的最大容量为24TB（图片：希捷科技）
HAMR技术通过用激光光束对磁盘介质局部进行瞬间加热，利用热波动使介质的磁化分散，使信息更易存储，从而提高存储密度（图2）。传统的垂直磁记录（PMR：Perpendicular Magnetic Recording）技术在提高存储密度方面已接近极限，容量提升速度放缓，在这种情况下，HAMR作为再次提高其活力的“终极技术”而备受期待。
图2：HAMR中的热辅助示意图
在HAMR用磁头中嵌入了半导体激光器。据希捷科技介绍，通过用激光对磁盘介质的存储位进行1纳秒的瞬间加热来进行存储。已写入的磁化状态在1～2纳秒内冷却固定（图片：希捷科技）
之前希捷科技销售的PMR型3.5英寸机械硬盘的单盘最高容量为2.4TB，而HAMR将这一容量大幅提升至3TB。而且，该公司表示，“可能会在2025年投放单盘容量达到4TB的产品，2027年～2028年投放5TB产品”（统管技术的Seagate Research副总裁Ed Gage），强调已制定好提高存储密度的路线图。
关于HAMR用半导体激光器，索尼半导体解决方案公司在接受采访时回答说：“由于用于数据中心使用的机械硬盘要求可靠性（寿命）非常高，远远超出传统激光器，因此这项开发花费了时间。为了在客户端将这款激光器精密安装在机械硬盘磁头上，还要求激光器具有非常高的机械精度。此外，在生产技术的开发方面也投入了相当多的时间和精力。这是因为未来需要每年生产数亿个激光器”。
2030年度，HAMR将占到7成以上
索尼半导体解决方案社长清水照士认为，HAMR今后有可能“显著提高”机械硬盘的存储密度。其影响非常大。
如今，随着视频应用的扩大和生成式AI(人工智能)的兴起等，数据中心强烈需求扩展存储容量。如果机械硬盘的存储密度提高，在同样面积的数据中心，在控制成本增加的同时，可以实现更多的存储容量。
据市场调查公司Techno System Research（TSR，东京千代田区）的数据，由于基于闪存的固态硬盘（SSD）逐渐取代机械硬盘，机械硬盘的全球供货量自2010年达到6.5亿台的峰值后一路下降，2023年缩小到了原来的约五分之一。
但随着数据中心需求扩大，预计2024年以后，机械硬盘将再次进入增长轨道。TSR预测2028年的全球供货量将达到1.64亿台，比2023年增长约34%。
现在，数据中心用机械硬盘的容量平均约为16TB，索尼半导体解决方案社长清水照士认为“今后30TB以上的产品需求将增长”。据索尼半导体解决方案社的预测，到2028年度，30TB以上的机械硬盘将占到供货量的一半以上，HAMR到2025年度将占到整体的15%，到2027年度将占到整体的42%，而到2030年度将占到整体的73%。
另外，东芝旗下的东芝电子元件及存储装置公司于2024年5月14日成功验证了采用HAMR技术的30TB以上的机械硬盘，并宣布将于2025年开始供应样品，但没有透露所采用的半导体激光器的详细情况。
内田泰 日经XTECH/日经ELECTRONICS
资料来源：日经XTECH
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00001/09352/
