按照歷史,明年ibm有兩名工程師出走,在 谷成立了seagate(希捷)公司,一年後發布了首款面向個人計算機的5.25英寸硬盤。然後希捷成為了市值超過300多億美元的國際大公司。
芯片工廠投入太大,目前還不適合自己,顯像管工廠的投資也不少,但硬盤的投資就少多了,而且來錢也特別的快。
硬盤有兩大核心技術,一個是讀寫磁頭,它幾乎佔了硬盤一半的成本;另一項是盤片,它幾乎佔了硬盤4成的成本,最後一成是硬盤的外殼材料和控制電路以及馬達。
把硬盤一一拆開,首先他的外殼和控制電路很好解決,特別是電路元器件市面上都能買,不需要專門建立工廠,外殼和電路交個富士康代工就行了;硬盤馬達,後世的硬盤馬達用的是液態無軸承馬達,對當前來說有點過于先進,用不上,可以用其他馬達替代,市面都能買得到,而且生產硬盤馬達的廠商業不止一家,全世界有十來家,美國、歐洲、rb、韓國甚至台灣都有三家企業在生產,馬達工廠沒有必要去建。
剩下就只有磁頭和盤片以及硬盤總裝工廠才是李逸軒要考慮的。
先說硬盤最核心的部分磁頭,硬盤的磁頭分為讀磁頭和寫磁頭,在硬盤發展的早期,人們通常把兩種磁頭合二為一,認為可以減小體積和節省空間。但經過長期的實踐,發現這一想法錯誤思路,于是就把兩種磁頭給分開。美國希捷公司在1980年發布的5.23英寸硬盤,就首次把讀取磁頭和寫入磁頭給分開了。
為什麼要把兩種磁頭分開,因為讀取磁頭和寫入磁頭的工作原理是不一樣的。讀取磁頭依靠的是對盤片上的磁敏感度來讀取硬盤的數據;而寫磁頭是靠電感應來把數據寫入盤片。
把兩種完全不同的工作原理磁頭給強行合在一起,這自然會提高磁頭設計難度和生產成本,體積也會變得碩大無比。
李逸軒準備采用西部數據公司在1990年發布的折疊薄膜感應tfi磁頭技術,硬盤內部磁頭的布置采用磁頭復位節能布局,也就是把兩個磁頭進行對立設置,磁頭設置成工業機械臂,中間有個軸心,能讓磁頭旋轉。
工作時,磁頭轉向盤片,不工作時,轉過去,這樣不但能最大程度的減小硬盤的損傷,還能減少磁頭不工作空閑時的功耗。
李逸軒拿起筆就在張桂芳的辦公室畫了個簡易的復位磁頭結構草圖。
最關鍵的磁頭解決,接著就是盤片了。
要制作盤片首先要確定盤基的材料選用,硬盤盤片都是采用堅固耐用的材料為盤基,其上在附著磁性物質,表面被加工的相當平滑。因為盤片在硬盤內部高速旋轉(有5400轉、7200轉、10000轉,甚至15000轉),因此制作盤片的材料硬度和耐磨性要求很高,一般采用合金材料,多數為鋁合金。
硬盤盤片是隨著硬盤的發展而不斷進步的,早期的硬盤盤片都是使用塑料材料作為盤基,然後再在塑料盤基上涂上磁性材料就構成了硬盤的盤片。後來隨著硬盤轉速和容量的提高又出現了金屬盤基的盤片,金屬材料的盤基具有更高的記錄密度、更強的硬度,在安全性上也要強于塑料盤基。
後世,我們常見的機械硬盤都是采用鋁材料的金屬盤基。不過金屬盤基也是有容量上限的,上限就是2tb容量。
2016年,鋁合金盤基容量基本被開發到極致,若想不更換盤基材料而提高硬盤的存儲容量,唯一辦法只能增加硬盤里面的盤片數量,可這樣一來不但增大了硬盤的體積,更還大幅度增加了硬盤的成本。
于是,人們就開始尋找容量空間更大的新型盤基材料。
實際上,早在90年代初期,科學家就開始尋找替代鋁合金盤基的新型盤基材料,ibm發現了石英玻璃,他們發現用石英玻璃制作的盤基,基礎容量要比鋁合金盤基高出100倍,發展到後期,容量還能比鋁合金高出5000倍左右。
除此之外,他們還發現玻璃盤片是一種比鋁更為堅固耐用的盤片材質,盤片高速運轉時的穩定性和可靠性都有所提高,而且玻璃盤片表面更為平滑,更關鍵的是玻璃盤片要比鋁合金盤片的制作成本要低不少。
因為,要做鋁合金盤片,必須先建一座大型的鋁合金冶煉工廠,又涉及到復雜的合金冶煉工藝,前期成本投入不是一般的高。相反,玻璃盤基就沒有這個問題。
1998年,ibm公司發布世界上第一款石英玻璃硬盤,震撼了全世界。但很快玻璃硬盤就被市場無情淘汰。
原因是,石英玻璃是二氧化 ,這種材料有個致命缺點,非常易碎。
不管如何,人們也意識到玻璃盤片在技術上還是領先于金屬盤片的。
于是,人們又開始嘗試用其他玻璃材料來替代石英玻璃。他們首先嘗試用鋼化玻璃和有機玻璃,結果發現碎倒是不容易碎了,但存儲容量最高也才達到20gb,這種容量顯然是不能夠替代鋁合金盤片的。
于是又開始尋找其余的玻璃材料,在尋找的過程中,人們還嘗試過所有的玻璃材料,有防彈玻璃、汽車擋風玻璃、戰斗機座艙蓋上用的樹脂玻璃,甚至就連f-22座艙蓋上的多層復合玻璃也嘗試過,但不是成本太高,要嘛就是存儲容量太低或者就是易碎。
經過多年的尋找,終于發現一種滿意的玻璃材料,那就是美國康寧公司實驗室在2014年偶然發現的無機鋼化微晶玻璃,這種玻璃不但具有石英玻璃的超大存儲容量,微晶玻璃的表面硬度比石英還要高,這表明它比石英更加耐用,由于內部分子排列是微晶結構,非常接近與鑽石的排列,因此,微晶玻璃的堅固性堪比防彈玻璃;另外,他的生產成本也比鋁合金盤片低不少,只有三分之一。
于是,微晶玻璃成為未來機械硬盤最理想的盤基材料。
不過,微晶玻璃的生產對工藝技術要求很高,目前還無法大規模生產,由于工藝不成熟,良品率也低的感人,這又導致微晶玻璃的生產成本降不下來。
另外,還有一項技術難題困擾微晶玻璃硬盤的普及,那就是傳統的磁性物質無法牢固的附著在玻璃表面上,使用一段時間後,上面的磁性材料會脫落,從而喪失存儲功能。
這就必須要研發和尋找新的磁性物質,但這樣又帶來一個新的問題,以前的磁頭就不能用了,必須使用新的磁頭技術,而新的磁頭技術由將帶來一個新問題,硬盤格式也將方式改變。
這種改變會帶來一個問題,那叫是傳統的硬盤里存儲的數據,不能直接拷貝的微晶玻璃硬盤上,需要先進行數據轉換才能拷貝進去,這又帶來成本的增加。
這些技術難題短期內是無法解決的,科學家預測過,在2025年以前,玻璃硬盤還無法投放市場,更別說普及了。
以目前的計算機技術水平,無論是鋁合金盤片和是微晶玻璃盤片,都有太過于科幻。
投資大不說,現在的個人計算機也用不上這麼奢侈的材料。就算你想用,其他技術也撐不起來。
因此,李逸軒只能在塑料材料上做選擇。
希捷公司1980年推出的硬盤,其硬盤材質用的很軟盤盤片一樣的材質。這種材質容量太低,成本也較高,不合適,李逸軒直接槍斃了。
他拿起一份資料細細的看了起來,上面記載著人們為了獲得更大的硬盤存儲容量,都用了實驗過那些材質。
最後,終于找到一種復合當前和未來10年的盤基材料——聚碳酸酯(pc)。