(文/观察者网 吕栋 编辑/张广凯)
时至今日,中国已经能制造先进的固态硬盘和内存条,却还没有攻克已经有数十年历史的机械硬盘?
“今天全球只有三家能够生产机械硬盘的公司,都不是在中国。”近期,在2025数据存储产业大会上,华为高级副总裁、云CEO、数据存储产品线总裁周跃峰直言,中国今天已经解决了CPU、内存、固态硬盘等器件的国产化,唯一没有解决国产化的器件就是机械硬盘,给中国存储产业留下了巨大的价值和市场空间。
从发展历史来看,1956年美国IBM研发了第一块机械硬盘,容量仅5MB,重量达上百公斤,体积相当于两个冰箱。尽管体型庞大笨重,但也算开创了存储产业的新纪元。在此后的数十年里,机械硬盘经历了容量扩大、体积小型化的技术演进。与此同时,美日韩厂商之间进行了激烈的市场兼并,最终形成了希捷、西部数据和东芝三足鼎立的格局。
2022年底,中国国家发改委曾发布数据,当年第三季度,全球机械硬盘出货量为3839万块。其中希捷市场占有率为40.9%,西部数据市场占有率为38.2%;东芝市场占有率为20.9%,整个机械硬盘市场被这三家包圆。而根据Tom Coughlin的统计,2025年一季度,全球机械硬盘市场依然被这三家瓜分,西部数据42%,希捷40%,东芝18%。
很显然,机械硬盘已经完全成为美日巨头的天下,但中国企业也并非没有努力过。
1999年,长城集团曾推出中国第一块自主生产的机械硬盘,容量8.6GB,算是计算机核心零部件技术的一次突破。次年,长城硬盘上市销售后,单月销量曾突破5万块。但由于缺乏核心技术,产品频繁出现质量问题,长城市场口碑迅速恶化,被迫从自主研发转向代工合作,引进IBM生产线和技术。
2001年,长城集团以中外合资的方式成立易拓(ExcelStor)品牌。该公司推出的木星系列、火星系列机械硬盘,受到市场关注。但由于易拓采用了IBM的“高密度玻璃盘片技术”,该技术存在严重缺陷,导致坏道频发、返修率极高,不仅导致IBM硬盘业务崩溃被日立收购,也使得易拓硬盘销量惨淡,品牌信誉崩塌。
从1999年开创国产先河,到2007年彻底从市场上消失,短短8年,长城和易拓成为中国机械硬盘发展史上的“昙花一现”,也留下了中国无法自主生产机械硬盘的遗憾。
但现在回过头看,中国当时不再死磕机械硬盘,也是看到了存储行业发展的新形势。
随着闪存技术的出现,固态硬盘(SSD)除了成本高一些,在读写速度和容量等方面几乎全是优势。比如PCIE4.0的固态硬盘顺序读写速度可达5000MB/s,而目前机械硬盘的读写速度平均为60-80M每秒,最高可以达到500MB/s,这已然和SSD的速度形成了巨大的落差。
在新赛道上,中国企业追赶迅速。截至目前,长江存储的232层三维闪存芯片已规模出货,代表业界最先进的水平,正加快推进三期项目建设。而在内存颗粒上,长鑫存储最新的DDR5产品系列,最高速率达8000Mbps,最高颗粒容量24Gb,也已达到国际领先水平。
可以说,长存和长鑫在两大核心赛道的突破,一雪了中国在机械硬盘赛道的“前耻”,成为中国科技自立自强的代表。在大基金和地方国资支持下,这两大巨头不缺资金和技术,唯一缺的就是产能。只要产量能跟上,假以时日必然能在存储芯片市场上取得不菲成绩。
既然国产闪存和内存技术已取得突破,为何行业还在关注机械硬盘这种看似落后的技术?
答案就是,AI时代对存储性能和成本的考量。我们都知道,固态硬盘(SSD)在读写速度和系统响应时间方面具有明显优势,而机械硬盘(HDD)则在成本和存储容量方面更具竞争力。在AI大模型时代,综合考虑性能与经济性,是实现高效大数据存储的关键。
“AI到来之后,对于存储有两个变化。首先是存储器的性能需要很高,这样才能匹配AI算力集群的高性能并行计算,往高的方向走。还有一个是海量的数据需要保留下来,这样的话我们才有所谓的数据支撑。那么在第二个问题当中,完全使用闪存、半导体的介质,那也是不现实的,太贵了。”周跃峰对观察者网说道。
在他看来,中国已是数据大国,年数据产生量从800EB级别倍增发展,仅中国市场的机械硬盘(HDD)年消耗量就接近600亿元。“这一核心技术的缺失,使我们的产业在全球供应链中处于被动地位。我认为,存储介质应该加快多元化、均衡发展,从材料、制造设备和工艺等方面进行突破。”
目前来看,在大容量存储方面,和固态硬盘比,机械硬盘的性价比仍然比较高。更最重要的一点是机械硬盘的可靠性和寿命比固态高很多。基于以上原因,机械硬盘不仅没有被淘汰,技术也在进一步发展之中,比如东芝硬盘已把机械硬盘容量提升至30TB,而希捷研发的MACH.2硬盘,其最大读取速度可达500MB/s以上。
然而,就机械硬盘来说,虽然发展历史很长,但并不是一项简单的技术,而是精密制造的代表。从产业链来看,机械硬盘制造涉及精密机械、材料科学、磁学等多领域,产线投资巨大且周期长,新建一条产线需数年,关键部件(磁记录介质、音圈马达、主控芯片)依赖少数供应商,甚至被美国和日本垄断,这种垄断不仅体现在市场份额上,更表现为技术专利、供应链控制、设备禁运等全方位壁垒,外部企业难以切入。
但对中国来说,不掌握核心技术就无法掌握定价权,更重要的是,存储在AI时代的重要性愈发凸显。
周跃峰坦言,AI的大脑等于处理器加上数据存储。“试想一下一个人之所以称之为聪明,他一定有两大特性,一个是脑子动得快,很灵光,第二是记忆力超强,他可以把历史当中做过的事情、背过的书,甚至九九乘法表、19×19的乘法表都记在脑子里面,所以他才聪明,真正的AI大脑一定是数据存储+处理器,这个处理器可以是GPU,也可以是NPU。在中国整个IT产业,我们重计算、轻存储这样一个现象一定要发生改变,否则的话,中国很难真正成为AI大国和强国。”
也正因为如此,他在谈到机械硬盘等话题时表示,“我们还是要花力气去做这个事情。那华为公司有没有在花力气,我们肯定是在花力气干这个事情,我觉得我们还是充满希望的。”
周跃峰还以数据的分级管理举例称,“过去我们谈存储一般都是讲热、温、冷。我们认为,到AI时代就没有冷数据了,因为数据一定是随时需要去读取、访问,它们要产生知识、经验以及为AI作为语料库而存在,而不仅仅是起到一个归档的作用。未来三层就变成两层,就是热数据和温数据。如果冷数据也变成温数据,今天支持温数据的机械硬盘这样一种介质可能也需要新形态的、更创新的技术,来支持这么多海量数据能够更加便宜的、高效的存下来,这里面是需要有新的介质出现和新的介质创新来支撑的。”
他还坦言,“今天在中国,我们的数据存储从底层的介质到每一个元器件、CPU,再到往上的软件和操作系统,全部实现了国产化,应该说在IT这个大的产业范畴当中,数据存储有望是第一个产业可以去争取全球领先的IT产业,所以在这里也呼吁更多的存储厂商、更多的在IT界的伙伴们大家一起努力,让数据存储就像中国的5G一样,成为在世界上的第二张科技名片,我觉得我们要敢于去领先,应该是很有希望的。”