2020-12-21

        富士膠片控股株式會社宣布，公司已成功研發(fā)出使用鍶鐵氧體（以下簡稱SrFe）磁性顆粒的磁帶，其記錄密度高達317Gbpsi*1，為全球較高*2。該記錄是在與IBM Research共同進行的磁帶額定負荷試驗中取得的*3。這代表富士膠片研發(fā)出了劃時代的技術，可以生產出全球較大容量*4、高達580TB的數(shù)據(jù)流磁帶，為現(xiàn)有磁帶容量的約50倍*5。580TB的容量足以存儲相當于12萬張DVD的數(shù)據(jù)。

        SrFe是一種磁性材料，具有極高磁性，即使加工成精細顆粒，仍能穩(wěn)定地保持高性能，作為原材料被廣泛用于生產電機用磁鐵。富士膠片應用公司自主技術，成功研發(fā)出超細“SrFe磁性顆?！?，可用作生產數(shù)據(jù)存儲用微粒磁帶介質的磁性材料。富士膠片一直在進行“SrFe磁性顆?！钡纳逃醚邪l(fā)，作為目前用于磁帶數(shù)據(jù)存儲介質的鋇鐵氧體（BaFe）磁性顆粒的迭代品。本次試驗中使用的磁帶由富士膠片現(xiàn)有的涂布設備生產，已具備量產和商品化的能力。

        隨著高清4K / 8K視頻的推出、物聯(lián)網(wǎng)/ICT的進步、AI技術支持下大數(shù)據(jù)分析的普及，社會上的數(shù)據(jù)量正在呈指數(shù)級增長。其中早已生成但很少被訪問的 “冷數(shù)據(jù)”，據(jù)推測占據(jù)現(xiàn)在所有數(shù)據(jù)的80%以上。越來越多的各類“冷數(shù)據(jù)”所積累下來的數(shù)據(jù)將被挖掘進行再利用，因此，安全、經(jīng)濟且長期存儲數(shù)據(jù)的需求應運而生。而磁帶不僅具有存儲容量大、成本低、可長期存儲等優(yōu)點，而且數(shù)據(jù)可以在與網(wǎng)絡隔離的氣隙狀態(tài)下被存儲，從而較大限度地降低網(wǎng)絡攻擊造成的數(shù)據(jù)損壞和丟失，多年來一直被各大數(shù)據(jù)中心和研究機構所采用。未來，磁帶有望被應用于涉及大規(guī)模數(shù)據(jù)生成的尖端研究領域，如高效管理海量數(shù)據(jù)的混合云環(huán)境*6、實現(xiàn)高質量且高效率生產的智能制造、具有互聯(lián)網(wǎng)連接的聯(lián)網(wǎng)車輛等。

        在此次項目中，富士膠片改良了自主磁帶技術“NANO CUBIC”*7，進一步提高了磁帶的數(shù)據(jù)記錄密度。應用公司自主的納米顆粒合成技術，通過調整微量元素的添加量和原材料的混合條件，控制顆粒的生長，從而使顆粒體積減少到了現(xiàn)有BeFe磁性顆粒的60%以下，成功生產出適合涂布在磁帶上的超細SrFe磁性顆粒。同時，采用新型分散劑將超細SrFe磁性顆粒均勻分散、納米級排列控制，從而達到高信噪比。

        此外，新研發(fā)的平滑非磁性層（下層）的使用，更進一步提高了磁帶表面的光滑度，減少了磁頭與磁性層的間距，增強了讀取能力。將采用自主技術精確布局伺服*8的磁帶與IBM Research全新開發(fā)的“跟蹤技術”*9、“信號處理技術”*10以及相應的寫入/讀取設備相結合后，驗證了其全球較高的317Gbpsi面記錄密度，成功實現(xiàn)磁帶容量的進一步提升。

        作為全球份額第一*11的計算機數(shù)據(jù)存儲用磁帶制造商，富士膠片將繼續(xù)研發(fā)和提供高性能、高品質的媒體和服務，以滿足客戶的需求和期望，助力解決社會問題。

<富士膠片為此次較新成果作出貢獻的技術>

1）研發(fā)精細SrFe磁性顆粒

        ·富士膠片成功研發(fā)出的SrFe磁性顆粒，與目前磁帶介質中使用的BaFe顆粒相比具有更高的磁性特性，顆粒體積低于BaFe顆粒的60%（圖2），實現(xiàn)優(yōu)異的寫入/讀取性能和低噪音。

        ·與BaFe類似，SrFe也是一種化學性質穩(wěn)定的氧化物，因此也有望實現(xiàn)數(shù)據(jù)的長期存儲。

2）增強了SrFe磁性顆粒的垂直配向性

        精細顆粒通常很難實現(xiàn)均勻的分散。富士膠片應用了一種新型的分散劑和獨特的工藝技術實現(xiàn)了精確的顆粒分散，從而較大限度地發(fā)揮精細SrFe磁性顆粒的性能。通過將均勻分散的SrFe磁性顆粒進行垂直排列，實現(xiàn)了高信噪比。

圖1：磁帶層間結構*12

圖2：磁帶磁性層橫截面的電子顯微鏡圖像（比較其磁性顆粒）

3）提高磁帶表面的平滑度

        采用新研發(fā)的平滑非磁性層（下層），減少了磁性層與非磁性層界面的粗糙度，提高了磁帶表面的光滑度。這使得磁頭在讀取磁性層中記錄的信號時，可以更接近磁帶表面（減少間距），提高了信號檢測精度和讀取性能。

4）研發(fā)高精度伺服寫入技術

        富士膠片自主研發(fā)了一種磁帶處理技術，以控制寫入伺服模式下的磁帶振動。根據(jù)IBM Research的評估，通過將伺服信號的波動降到極低，可以較大限度地發(fā)揮驅動器的跟蹤性能，從而實現(xiàn)磁帶寬度方向的高密度數(shù)據(jù)記錄。

*1千兆比特/平方英寸，一種記錄密度的測量單位。

*2截至2020年12月16日發(fā)布時。在涂布型磁帶當中?；诟皇磕z片公司的調查結果。

*3根據(jù)IBM Research Europe（位于瑞士蘇黎世）所做驗證試驗的結果。

*4截至2020年12月16日發(fā)布時。為非壓縮數(shù)據(jù)容量?；诟皇磕z片公司的調查結果。

*5與LTO8比較。

*6一種IT基礎設施，將多家公司共享的公共云與提供專用環(huán)境的私有云、公司自有服務器相結合，從而優(yōu)化速度、穩(wěn)定性、安全性與性價比。

*7富士膠片自有的納米薄膜涂布型磁帶技術，可實現(xiàn)高密度的磁性記錄；融合了制備精細磁性顆粒的“納米粒子技術”、均勻分散和排列精細磁性顆粒的“納米分散技術”和實現(xiàn)超薄層涂布的“納米涂布技術”。

*8含有位置信息的磁性信號，預先錄入磁帶中，使磁頭能在正確的位置上記錄和回讀數(shù)據(jù)。

*9以納米級精度將磁頭定位在數(shù)據(jù)磁道上的技術。

*10該信號處理算法可降低高密度記錄時讀取數(shù)據(jù)的錯誤率、確保數(shù)據(jù)高可靠性。

*11制造商市場占有率。基于富士膠片公司的調查結果。

*12資料來源：一般社團法人 日本電子信息技術產業(yè)協(xié)會（JEITA: Japan Electronics and Information Technology Industries Association）。