微型硬碟進軍手機市場 耐衝撞能力為關鍵所在

2005-01-18
硬碟裝置HDD向來就是以大容量的特徵來闖蕩元件江湖。但是,硬碟裝置在過去能夠發揮的舞台也因此侷限在IT產業,且必須忍受元件價格逐年競爭而滑落的先天宿命...
硬碟裝置HDD向來就是以大容量的特徵來闖蕩元件江湖。但是,硬碟裝置在過去能夠發揮的舞台也因此侷限在IT產業,且必須忍受元件價格逐年競爭而滑落的先天宿命。  

數位家電的興起,替硬碟裝置帶來美好的藍天,也因為其高容量的魅力,讓應用得以高度發揮而燦爛輝煌。相信,蘋果電腦的救世主iPod/iPod mini數位隨身聽帶給我們一個清清楚楚的解釋,所謂的AV硬碟就這樣搖身一變,成為眾人眼中的最愛。  

當硬碟裝置邁入產品不死神話之輕、薄、短、小的殿堂時,所引爆出來的產品商機,最直接的受益對象就是人手一支或多支的手機了。當手機遇到微型硬碟,會點燃怎樣的激情火花呢?  

產品四大象限「Audio、Video、Image、TV」中,最媚惑人的所在當然非視訊影像莫屬。手機可以接收電話、傳訊息、拍照攝影,也可以邊走邊聆賞高畫質數位電視,手機的超等誘惑力,猶如人間美女,神仙也擋不住。  

在微型硬碟產品中,箇中翹楚非1吋硬碟莫屬了,率先登場的應用產品就是蘋果電腦的iPod,該產品成功地利用微型硬碟的優勢,塑造成為數位隨身聽的領導品牌,並帶進時尚奢華的精品圈,連名人淑媛都搶著要。  

PC的年代以聲霸卡(Sound Blaster)站穩腳步的創巨公司,也不甘示弱地推出微型硬碟的MP3隨身聽,所採用的亦是1吋微型硬碟。繼之,70年代以Walkman隨身聽成為消費性產品霸主的新力隨即反擊,更是將產品一口氣集音頻與視訊於一身,展開一波又一波的反擊。另外,日本勝利公司JVC,2004年度的G-Mark國家級獲獎產品,就是將1吋微型硬碟運用到DVD等級高畫質的攝影機身上,使得微型硬碟又闖出另一個產品出路。  

1吋微型硬碟的身軀夠小,容量又大,提供攜帶式產品有莫大的想像空間,能夠替產品帶來可貴的附加價值。舉蘋果電腦iPod Mini為例,小小的體積之內,內藏一顆4GB容量的微型硬碟,所能夠儲存的樂曲數量高達1,000首以上。儘管有這麼迷人的好處。可是,硬碟還是存在有幾個課題值得深入探討。  

與快閃記憶體貼身肉搏  

從市場面的價格來觀察,首先探討的議題就是與NAND型EEPROM快閃記憶體的貼身肉搏決戰。若以每一個MB容量的費用來換算,目前微型硬碟是處於上風的地位。難以否認地,半導體製品的威力固然可怕,但是要追上這個價格死亡交叉點,還需要數年的努力與奮鬥。因此,微型硬碟的製造商咸認為該產品的成長力道,短中期仍然會繼續向上攀升。  

其次課題就相當有意思了,長期使用硬碟的人都知道要做資料備份的重要性。硬碟儲存裝置先天上就有其風險,更要命的是當裝置不慎摔到地上的衝擊性往往是硬碟裝置毀損的致命傷。簡單言之,若是要規劃或思索攜帶式裝置使用1吋微型硬碟,起碼要克服下面幾個問題。  

‧耐衝擊性的確保  

‧元件的溫度管理  

‧EMI電磁干擾問題的對策  

耐衝擊能力 進入行動裝置首需克服之務  

可想而知,掏出鈔票的消費者對於上述問題最為在意的項目,當然是耐衝擊性的確保問題。因此,微型硬碟製造商除了費盡心力來確保耐衝擊性的能力,也想盡辦法將元件的體積與成本儘可能壓低,圖謀出與競爭對手產品差異化的戰略。  

不少微型硬碟製造商一致認為2005年將是關鍵性的一年,因為手機內藏微型硬碟的產品可能開始出現在市面上,而手機對於微型硬碟的耐衝擊性之要求基準,勢必更是嚴格。通常,一般人在使用手機通話時,大多是將手機貼近耳朵,也就是約離地面1.5公尺的高度。因此,克服此高度的落地耐衝擊性,才能夠滿足消費者的實際要求。  

以當前情況來分析,目前提升手機微型硬碟耐衝擊性所運用的技術大致上有兩種,第一種方式是選用可吸收衝擊力的緩衝材質;另一種則是當微型硬碟在動作時,盡可能降低衝擊的可能性。  

無論是儘可能讓微型硬碟不動作還是能夠檢測出衝擊力道做迴避的措施,都必須要擬出能夠實際組裝的構造才行。因此減少微型硬碟衝擊最有效的技術,就是在微型硬碟的四周輪廓張貼緩衝材料。就以上述提及日本勝利公司所推出的微型硬碟攝影機「Everio」為例,其Compact Flash插槽就張貼了14張厚度1mm的凝膠緩衝材料,用來吸收衝擊力。比起筆記型電腦的橡膠作法,還要更上一層樓、更小心翼翼。依據該公司所進行數百回合的落地實驗顯示,將HDD硬碟從高度70公分落到三合板的衝擊力量約為2,000克以下,若是20公分的高度則是約200克以下。  

採用加速感應元件為解決之道  

通常,提升耐衝擊性的手段就是增厚緩衝材料,但是這種手法對於手機來說,並不是很好的解決方案。於是,廠商協力共同開發嶄新材質之契機就出現了。而當微型硬碟在動作時,降低衝擊可能性的方法,目前看到兩種運用手段。其一,加大裝置快取記憶體的空間,就能夠減少硬碟動作的時間,當然,也可以降低電力消耗與產生的熱量;其二,就是加速度感應元件的納入採用,也就是當機器掉落之際,可以利用加速度感應元件的特性來檢測,於機器到達地面之前將硬碟讀寫頭做迴避的措施。  

IBM公司於2003年10月起在其筆記型電腦中開始導入此種方案。新力的硬碟音樂播放器「NW-HD1」也採用了相同措施,唯一差異之處在於,IBM乃是採用2軸的加速度感應元件,而Sony卻是採用了3軸的加速度感應元件,而不難預料,手機或是攜帶式的產品裝置將會採用後者的方案。  

所謂3軸加速度感應元件,意指在X、Y、Z軸上的3度空間測定加速度,理所當然地,加速度感應元件本身也必須具備4,000克的耐衝擊加速度能力。輸出加速度的類比端子的後段加入一個低通濾波器,可以減少雜訊或是一時無重力的誤動作。從無重力狀態,讀寫頭退避信號到達硬碟的時間約要耗費 100~200ms。100ms的時間就足以滿足手機上的應用,而目前採用微機電技術來製造是當前趨勢,日立金屬、北陸電氣工業、沖電氣工業等公司皆提供了手機專用之加速度感應器元件。  

至於手機上該使用1吋微型硬碟還是採用0.85吋微型硬碟?關鍵並不是出在實裝面積的問題,我們從單板的厚度面向來觀察,1吋微型硬碟為5mm,0.85吋微型硬碟為3.3mm。由此觀之,0.85吋微型硬碟有切入的機會,1吋微型硬碟則有薄型化的壓力與需求。  

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