传承“索尼基因”的新一代HDD核心部件的开发故事

文摘   2024-08-01 09:30   日本  

希捷开始量产的支持HAMR的HDD(照片由索尼半导体解决方案提供)

“到2030年,有望带来数百亿日元规模的利润”,被这样寄予厚望的是索尼半导体业务子公司开发的新一代HDD核心零部件——半导体激光器。索尼将向希捷供货并用于支持HAMR技术的HDD。不过,开发过程并非一帆风顺……


本报道的三个要点:

 1. 索尼集团开始量产新一代HDD的核心零部件


 2. 历时14年开发。到2030年有望带来数百亿日元利润


 3. 在有人提出退出业务的情况下,负责人凭借执着之心最终取得成果

 
   
 “到2030年,有望带来数百亿日元规模的利润”,5月31日,索尼集团(Sony Group)旗下的半导体业务子公司“索尼半导体解决方案”(Sony Semiconductor Solutions)社长清水照士这样宣布。这让周围的人大为吃惊。被寄予厚望、可以对收益做出巨大贡献的是新一代机械硬盘(HDD)的核心零部件——半导体激光器。

      索尼向美国希捷(Seagate)提供半导体激光器,用于已实现实用化的支持热辅助磁记录(HAMR)技术的HDD。HAMR是通过加热暂时降低“矫顽磁性”(磁性材料的一个特性)来进行记录的技术,可大幅提高记录密度。该技术有助于解决HDD扩大存储容量的难题,预计将会用于在人工智能(AI)普及等背景下需求迅速扩大的数据中心等。 

      除了率先启动量产的日本国内的白石蔵王技术中心(宫城县白石市)之外,索尼半导体解决方案在泰国工厂的新厂房也于6月启动量产品的供货。尽管新产品被寄予厚望,但实现实用化的过程并非一帆风顺。过去曾多次出现过要求退出业务的声音,但这样的逆风每次都被击退。清水社长评价道:“非常有热情的工程师经过长时间的努力,终于制作出了具有成本竞争力的产品”。 
   

在泰国建设的新厂房也开始量产半导体激光器(图片由索尼半导体解决方案提供)

      “如果(项目进展)不顺利,业务整体状况都会变得严峻”,索尼的激光器业务以CD用零部件为开端,通过DVD用产品得以发展壮大。但后来蓝光光盘用激光器未能像预期的那样在市场上扩大,业务迎来拐点。之后虽然通过打印机用激光器喘过一口气,但仍无法描绘长期增长的前景。在这样的情况下,希捷提出让索尼为其开发中的HDD开发激光器的合作意向。当时被委以领导重任的是现在的模拟器件产品部统括部长谷口健博。
   

3·11大地震导致开发一度陷入危机 


      希捷的员工最初来到位于日本宫城县白石市的基地,开始与索尼方面的人员接触还是在2010年。当时,希捷提出了采用新技术的激光器的开发一事。这是一次与美国公司的开发竞争,但索尼最初在开发方面进展得并不顺利,谷口健博回忆说:“当时差点被希捷抛弃”。就在这之后,3·11大地震袭击东日本。索尼位于白石市的基地受灾,工厂停产。“感觉这下全完了”,谷口回忆道。
   

现任模拟器件产品部统括部长谷口健博,他在向希捷供货的HDD的激光器开发项目中担任负责人

      2011年3月底,谷口健博来到白石基地后,立即开始为灾后重建工作展开行动。谷口的母亲一方的亲戚都是白石市人,他亲手做起来的打印机用激光器业务也刚好转移到了索尼的白石市基地。谷口说:“我感觉这是命运的安排,绝对不能让白石基地被毁掉”,他带着这样的信念重新振作起来,并很快飞往美国明尼苏达州。虽然对方并未要求,但他每月都前往希捷两次,坚持介绍重建情况。 
   

希捷对零部件可靠性水平要求极高


      2011年11月,在面向希捷选择开发合作伙伴的最终提案中,索尼被选中。这一年,由于泰国洪水,HDD行业受到了重创,因此对重建能力的关注度提高。谷口说:“我听说是综合评价”,不过“我认为不到半年就从巨大灾害中站了起来的地震灾后重建获得了肯定”。 

      不过,希捷对零部件可靠性水平的要求之高可以说是以往所难以企及的。据称,显示使用多长时间、多大概率出现故障的累积故障率等标准比过去严格得多,高出了三位数甚至四位数的水平。本以为一次就能通过,但对方会将标准提高到更高的水平并退回。谷口说:“当时感觉要跨越的障碍越来越高”。

      为了实现前所未有的可靠性水平,“我们甚至怀疑以往的定论,对于没有数据支持的东西都进行了重新审视。我们甚至做好了重新审视激光器约40年历史的准备”,谷口说。从设计到制造,再到质量管理,与各方相关人员一起,彻底改变了制造方式。    

      从正式被选定到实用化,一共经历了13年。从最初的接触开始算起,甚至花了14年。谷口苦笑道:“没有想到会花这么长时间。而且不是一般的长”。最初设想在2016年左右实现实用化。但是由于技术比想象中更加困难,最终产品的开发陷入了困境。由于一次接一次对推迟时间进行说明,“(我)被戏称为(伊索寓言中)总叫‘狼来了’的放羊娃”(谷口)。  

 “这是独具索尼风格的器件”

    
      自然,谷口在公司内部的处境也变得很难。即使有部分开发费用由希捷承担,但继续经营一个看不到盈利时间的业务也引发了质疑。在智能手机图像传感器蓬勃发展的时期,也有人从人才等资源分配的角度提出了退出业务的意见。

      每次都能站在谷口一边的是现任索尼半导体解决方案的清水社长。他说“这是独具索尼风格的器件”,他始终相信HDD用半导体激光器的可能性也从未改变对谷口信任的姿态。谷口感激地说:“没有清水社长,就无法做出这种半导体激光器”。

      激光半导体最终成功实现量产。预计今后市场将迅速扩大。据索尼半导体解决方案预测,在数据中心用HDD中,HAMR方式到2030年将占到73%。由于这项技术经过长时间研发,“涉足壁垒非常高”。该公司还将根据今后的市场动向,考虑进一步进行增产投资。

      索尼的半导体业务中,图像传感器占销售额的9成,是最有力的业务。预计今后智能手机用半导体和车载用半导体等市场也将稳步增长,但正因为是有潜力的市场,竞争自然也会越来越激烈。能否确保难以受到图像传感器市场动向影响的盈利结构?继承了索尼独特基因的半导体激光器肩负着重要使命。

      By Hisashi Iwato

资料来源:《日经Business》电子版
https://business.nikkei.com/atcl/gen/19/00112/070400206/
   


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