本文由半導體產業縱橫(ID:ICVIEWS)編譯自theregister
分析師認為HAMR現已完全成熟,并預計將在2026年初大規模采用。
希捷表示,他們已經明確了采用每碟10 TB技術實現100 TB磁盤驅動器的方案,但HAMR技術已近25年歷史,尚未實現全面量產。
為什么花了這么長時間?
HAMR(熱輔助磁記錄)技術用于將數據寫入顆粒狀鐵鉑介質,該介質能夠以超過 1 Tb/in2 的面積密度實現穩定的比特存儲——但前提是比特區域必須使用激光加熱。希捷采用 Mozaic 3+ HAMR 技術的十盤片Exos M硬盤,每盤可存儲 3-3.6 TB 的容量。
希捷表示,其加熱激光頭可使Mozaic 驅動器的每個磁盤片容量達到
傳統的垂直磁記錄(PMR) 采用室溫寫入,無法支持如此高的面密度;數據位會變得不穩定。西部數據已經找到了一種方法,即利用微波輔助磁記錄 (MAMR) 將PMR 的密度提升到每盤 2.9 TB,第三大磁盤驅動器制造商東芝也采取了同樣的方法。東芝和西部數據都將 HAMR 定位為下一個向更高面密度邁進的技術轉型點,但在該技術開發方面落后希捷數年。
希捷目前正在發售30 TB常規記錄的Exos M HAMR硬盤,以及32 TB和36 TB疊瓦式磁記錄 (SMR) 硬盤。這些硬盤采用部分重疊的寫入磁道塊,以增加磁道密度,從而提高總容量,但由于需要重寫整個磁道塊,因此重寫速度較慢。
希捷本應在硬盤容量方面擁有明顯的優勢,但事實并非如此。因為事實證明,其HAMR 技術極難實現量產,而且比競爭對手的硬盤少了一個盤片。希捷曾預測,到2012 年,在一次成功的演示之后,其 HAMR 硬盤容量將達到 1 Tb/in2 。但這并未實現,但希捷成功制造了 16 TB 的 HAMR 硬盤,并于 2019 年進行了樣品測試。這些硬盤也未能實現量產,而 20 TB 的技術是下一個發展方向。同樣,這種技術也未能持續多久。
希捷首席執行官戴夫·莫斯利 (Dave Mosley)在 2020 年告訴投資分析師,希捷正在加緊研發 24 TB 的 HAMR 硬盤。據說到 2023 年,30 TB 的 HAMR 硬盤即將問世。這款產品實際上是在2024 年 1 月發布的,其技術品牌為 Mozaic 3+,指的是 32 TB 和 36 TB 的 SMR 版本。
即便如此,其主要的超大規??蛻簟品仗峁┥?(CSP)——的認證也耗時數月,第一家 CSP 幾乎在一年后,即 2024 年 12 月,才批準其批量出貨。如今,五個月后,希捷宣布,前八大 CSP 中已有三家完成了其硬盤的認證,出貨量已達到 EB 級。Mosley 表示,其余五家預計將在一年內完成認證。這樣的認證耗時非常長。
制造良率和硬盤可靠性方面的挑戰很可能是導致HAMR 產品化和認證一再推遲的原因。目前,距離希捷首次公開發布HAMR 技術已過去近四分之一個世紀,HAMR 硬盤的全面量產仍處于早期階段,盡管迄今為止已出貨超過 100 萬塊 HAMR 硬盤,但該技術仍未成熟。希捷在這項極其復雜的技術上投入了巨額資金。
步伐正在加快。希捷目前表示,已交付超過40 TB 的硬盤樣品(Mozaic 4+),并計劃生產容量范圍為 12-44 TB 的產品。實際量產預計將于今年晚些時候或2026 年初開始,2026 年上半年將實現批量出貨。希捷表示,預計 5 TB 以上的產品(Mozaic 5+)將于 2027 年末或 2028 年初推出。
該公司已經展示了一款每碟6.5 TB 的驅動器,并表示從演示到生產通常需要五年時間,這意味著 Mozaic 6+ 產品將于 2030 年上市。該公司還聲稱,它已經預見到了每碟 10 TB 以上的容量,也就是 100 TB 的磁盤驅動器,假設 2028 年推出演示產品,則可能在 2033 年左右的某個時候實現產品化。
希捷認為,其HAMR 記錄介質單碟容量甚至可以達到 15 TB,這意味著未來將有 150 TB 的傳統磁盤驅動器,甚至可能有 180 TB 的 SMR 磁盤驅動器,并且采用更優的模式化記錄介質。HAMR 容量營銷仍在如火如荼地進行中。
希捷現在聲稱,到2026 財年末,即 2026 年 6 月底,其磁盤驅動器 EB 中將有超過 40% 采用 HAMR 驅動器。大多數HAMR EB 生產的交叉應該是在 2027 財年上半年(到 2026 年底),并且超過 70% 的 HAMR EB 應該在那之后的六個月內出貨。
當然,正如我們上文所述,希捷此前曾多次預測HAMR硬盤的上市時間,但最終均未能實現。這家科技巨頭似乎一直低估了HAMR技術產品化所需的時間,因此獲得了比兩家競爭對手在任何容量點上都擁有更少盤片和滑塊的生產成本優勢。
首席執行官莫斯利(Mosley) 的目標是利用 HAMR 及其更高的面密度來重新發明容量更低、盤片和滑塊更少的驅動器,從而降低 10-15% 的生產成本。
激光集成策略應該可以進一步降低成本。目前,希捷出貨的HAMR滑塊附帶一個外部激光器。其目的是在滑塊自身的晶圓上構建激光器,然后將其鍵合到滑塊晶圓上,然后再切割單個滑塊芯片。
擁有這種垂直整合的激光器將使大規模生產更具資本效率。
HAMR 盤片數量決定
HAMR 的延遲和盤片數量的決定使得希捷的競爭對手在容量方面或多或少地跟上了。
希捷選擇利用其HAMR技術在控制成本和提升磁盤容量之間取得平衡,堅持每臺硬盤使用10個盤片,而西部數據則已將其提升至11個。東芝已演示了一款11盤片的硬盤。
西部數據的舉措削弱了希捷的容量優勢,使其能夠提供類似的最大容量硬盤,盡管它們的面密度較低。希捷通過在其硬盤中少安裝一個盤片和滑塊,獲得了生產成本優勢,但由于這些硬盤尚處于認證階段,并未實現量產,因此成本優勢只是理論上的,而有限的容量優勢才是實實在在的。
例如,2024年1月宣布將提供樣品的30 TB Exos HAMR硬盤,每碟3 TB,以及32 TB疊瓦式硬盤,當時比西部數據的24 TB傳統硬盤和28 TB疊瓦式硬盤擁有6 TB的容量優勢。西部數據的硬盤也采用10盤片技術,但該公司在同年11月推出了Ultrastar DC HC690 型號,并改用11盤片技術,使其疊瓦式容量達到32 TB,每盤片容量為2.9 TB,而希捷的每盤片容量為3 TB。
由于希捷的硬盤當時尚未普及,西部數據得以彌補其面密度方面的劣勢,并消除了希捷的容量優勢。如果希捷轉向11盤片技術,它原本可以擁有33 TB的傳統硬盤和35 TB的疊瓦式硬盤。西部數據的新硬盤沒有希捷HAMR硬盤那樣漫長的樣品和認證周期,因此西部數據得以宣稱其“推出了全球最高容量的UltraSMR HDD,最高可達32 TB——利用久經考驗、可靠的能量輔助PMR (ePMR) 記錄技術,為超大規模數據中心、云計算服務提供商和企業用戶提供服務……并采用全球首款商用11盤片設計?!?/p>
現在西部數據正在運送其自家的HAMR 硬盤樣品,據我們所知,它保留了 11 盤片設計,因此不必像希捷那樣將 HAMR 面密度技術推向極致。
與11盤片技術相比,任何容量級別的10盤片技術,盤片上的磁道都會更窄,需要更好地控制滑塊的定位運動,并且用于記錄信號檢測的位區域更小,這意味著滑塊信號拾取技術也必須更先進。相比希捷,西部數據和東芝在開發要求更低的HAMR技術方面擁有更大的自由度。
Wedbush 分析師 Matt Bryson 認為 HAMR 現已完全成熟,并預計 HAMR 將在 2026 年初大規模采用。
如果西部數據和東芝都面臨與希捷同等程度的制造難題和延長的認證周期,那么與莫斯利的公司相比,它們將在幾年內處于產能和生產成本的劣勢。
屆時,希捷就能憑借更大的市場份額和更高的收入,繼續奮戰。到今年年底,這種情況的跡象應該會更加明顯。
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