2020-12-21

        富士膠片控股株式會社宣布，公司已成功研發出使用鍶鐵氧體（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的數據流磁帶，為現有磁帶容量的約50倍*5。580TB的容量足以存儲相當于12萬張DVD的數據。

        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，成功研發出超細“SrFe磁性顆粒”，可用作生產數據存儲用微粒磁帶介質的磁性材料。富士膠片一直在進行“SrFe磁性顆粒”的商用研發，作為目前用于磁帶數據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、物聯網/ICT的進步、AI技術支持下大數據分析的普及，社會上的數據量正在呈指數級增長。其中早已生成但很少被訪問的 “冷數據”，據推測占據現在所有數據的80%以上。越來越多的各類“冷數據”所積累下來的數據將被挖掘進行再利用，因此，安全、經濟且長期存儲數據的需求應運而生。而磁帶不僅具有存儲容量大、成本低、可長期存儲等優點，而且數據可以在與網絡隔離的氣隙狀態下被存儲，從而較大限度地降低網絡攻擊造成的數據損壞和丟失，多年來一直被各大數據中心和研究機構所采用。未來，磁帶有望被應用于涉及大規模數據生成的尖端研究領域，如高效管理海量數據的混合云環境*6、實現高質量且高效率生產的智能制造、具有互聯網連接的聯網車輛等。

        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據記錄密度。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，成功實現磁帶容量的進一步提升。

        作為全球份額第一*11的計算機數據存儲用磁帶制造商，富士膠片將繼續研發和提供高性能、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）研發精細SrFe磁性顆粒

        ·富士膠片成功研發出的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），實現優異的寫入/讀取性能和低噪音。

        ·與BaFe類似，SrFe也是一種化學性質穩定的氧化物，因此也有望實現數據的長期存儲。

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了精確的顆粒分散，從而較大限度地發揮精細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）研發高精度伺服寫入技術

        富士膠片自主研發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，可以較大限度地發揮驅動器的跟蹤性能，從而實現磁帶寬度方向的高密度數據記錄。

*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日發布時。在涂布型磁帶當中。基于富士膠片公司的調查結果。

*3根據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日發布時。為非壓縮數據容量。基于富士膠片公司的調查結果。

*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境的私有云、公司自有服務器相結合，從而優化速度、穩定性、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據。

*9以納米級精度將磁頭定位在數據磁道上的技術。

*10該信號處理算法可降低高密度記錄時讀取數據的錯誤率、確保數據高可靠性。

*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協會（JEITA: Japan Electronics and Information Technology Industries Association）。