《圖一　微型硬碟走入消費性電子舞台》

CE廠商對於以硬碟機做為儲存媒介的接受程度已快速攀高。近幾年來，由於硬碟機的磁錄密度呈現戲劇性地成長，小尺寸規格（Small Form Factor）硬碟（或稱微型硬碟）的發展，以及經濟規模的持續改善，讓原本侷限於使用快閃記憶體儲存的可攜式消費性電子產品，加速轉移至硬碟機科技。根據IDC統計，到2006年時，每五台硬碟機將有一台銷售至消費性電子產品市場。硬碟機在CE應用領域的整體市場（total available market；TAM）預期將在2007年達到6800萬台，預測複合年成長率（compound annual growth rate；CAGR）為39.5％；如(圖二)。

《圖二　硬碟機在CE應用領域的商機》

可攜式產品帶動微型硬碟市場快速擴張

目前小尺寸硬碟最大的成長潛能來自於應用在掌上型設備的1吋硬碟機，例如數位音樂播放器、數位相機、數位攝影機和行動電話等。另一市調機構TrendFocus則預測，未來三年小尺寸硬碟出貨量可望達到89.4％的複合年成長率；其中可攜式音樂播放器是小尺寸硬碟市場成長最快速的市場領域之一。如(圖三)所示，IDC預測，口袋型媒體播放器的硬碟機市場預期將在2007年達到3700萬台，而全球市場可望在2008年達到580億美元銷售額。這些硬碟機的市場預測包含了1.8吋的硬碟機，不過1.8吋產品的市場佔有率預期將隨著1吋硬碟機的儲存容量和出貨量的提升而下滑。

Apple現在是1.8吋硬碟機音樂播放器這一個市場領域區隔的領導者，不過其他廠商正藉由1吋硬碟機科技跨足這個市場；例如Creative Technology和Rio最近都宣布，其新型的數位音樂播放器均採用1吋硬碟機作為儲存媒介。IDC進一步預期，至少在未來五年內，快閃記憶體在單位GB成本方面，仍將持續遠高於硬碟機儲存成本，因此硬碟機將成為高容量應用的最佳經濟方案。

《圖三　採用不同儲存媒介之可攜式播放器的出貨量》

＜資料來源：IDC，2003/5＞

專業攝影師偏好高容量硬碟機以儲存其珍貴的作品；目前使用於數位相機的硬碟機是屬於抽換式的硬碟機。然而，雖然CF（Compact Flash）和SD（Secure Digital）記憶卡是現在使用最廣泛的數位相機儲存媒介，但是對於希望將大量相片檔案儲存到單一個儲存媒介的使用者而言，硬碟機低廉的單位GB成本提供更適合的選擇。

不論採用抽換式或嵌入式，硬碟機都是數位攝影機的理想儲存媒介；由於5GB硬碟機非常接近DVD的4.7 GB容量，因此這種容量熟悉度將成為促使硬碟機在數位攝影機達到普及化的動力。IDC認為，因為1吋5 GB的硬碟機讓使用者能夠快速的將數位資料轉到PC，未來將成為數位攝影機的理想儲存選擇方案；如(圖四)。

《圖四　數位相機/攝影機儲存容量之需求演進》

微型硬碟技術挑戰

要將硬碟機整合到原本採用快閃記憶體儲存的系統內，是一項需要審慎規劃及與夥伴廠商共同參與的工作。將硬碟機導入行動設備，將使硬碟機面臨一個比PC應用環境或者甚至數位錄影機（DVR）更嚴峻的作業環境。因此，系統製造商與硬碟機製造商必須密切合作，製造堅固且可靠的產品，以獲得客戶的高滿意度。

系統電源架構同樣也面對嚴苛的挑戰。硬碟機所需的作業功率比快閃記憶體模組高，不過由於硬碟機在行動設備中並非持續性的作業，因此減緩了功耗的需求。以可攜式音樂播放器為例，硬碟機先將音樂檔案置入系統緩衝記憶體，然後進入低功率的「待機」模式，直到需要重新新增檔案至緩衝記憶體。依緩衝記憶體大小不同，硬碟機在現今的音樂播放器內最高可以維持長達30分鐘的待機模式。如此，不論快閃記憶體或硬碟機科技，都能為客戶提供一個可行的方案。然而，消費者對於儲存容量和電池使用壽命的需求也持續攀升。隨著化學穩定（chemical stabilization）和燃料電池（fuel cells）的持續發展，為延長電池壽命提供了新的希望。

電波干擾的排除與震動損害的避免

另一項主要的挑戰，就是在可攜式設備中硬碟機和主機板必須緊密相鄰，而1吋硬碟機在消費性產品系統中則會非常貼近其他晶片，因此熱能的產生和散熱將成為關鍵性的課題。此外，硬碟機的電路板會產生電磁干擾（EMI），而這對於其他系統元件的運作將造成相當的影響；在這方面目前已經可採用將電路板接地或將硬碟機加裝遮蔽裝置，以排除電磁干擾的解決方案。另外，自動化生產線製造流程中，每一個元件的製造皆必須維持在極小的誤差容許值內，量產技術應進行評估並確立最佳化，以達到最高良率，包括加強注意避免撞擊和靜電放電（electrostatic discharge；ESD）。只要建立高效率的設計和製造技術，產品良率和可靠性都將能維持在高水準。

許多內建硬碟機的設備若不慎掉落時，讀寫頭都是維持在儲存媒介上，掉落地面所產生的碰撞，會導致磁頭撞擊儲存媒介而使得磁頭碎片散落在硬碟機內，並且在儲存媒介上留下細微的凹陷，如(圖五)。但使用者將產品摔落地面是常發生且無法避免的，因此目前已有技術可讓內建硬碟的可攜式設備在關機時將磁頭移離儲存媒介，以確保硬碟機不會因遭受撞擊而損壞。如此一來，當不慎掉落時，硬碟機內將不會有任何元件相互接觸。此外最新的設計也能避免硬碟因高度震動作所引起的諧波失真（harmonic distortion），透過諧波偵測技術，可自動地使磁頭維持在磁軌上以抵銷諧波失真。

《圖五　當不慎掉落時，磁頭會在儲存媒介的表面造成細微的凹陷》

市場展望與應用趨勢

小尺寸規格硬碟機在CE市場的成功與否，將取決於數位CE設備的成長和小尺寸規格硬碟機的成本結構。預期隨著市場的漸趨成熟，CE設備產品領域將可創造更高的銷售量與成長。但掌上型設備系統製造商和硬碟機製造商仍必須面對一些挑戰，如音樂編碼和數位內容智慧財產權管理協定的成長，是邁向雙贏途中必須面對的問題；多種儲存介面的存在，也突顯掌上型儲存介面標準化的需要；而標準化的建立將可以降低整合的複雜度和成本。最後，數位媒體業界正在經歷前所未有的動盪和改變；快速適應娛樂和媒體市場「新規則」，將是內容供應者、OEM廠商和硬碟機製造商成功的必要條件。

在應用趨勢方面，雖然絕大多數的小尺寸規格硬碟機是以個人裝置，例如相機和音樂播放器為訴求，不過嵌入式系統設計工程師正積極開發運用高速率、高容量儲存設備的商業用及工業用設計。數家大型OEM例如Cisco Systems和Lucent Technologies已開始將小尺寸規格硬碟機嵌入到他們的主機板和刀鋒式伺服器（blade server），特別是當成開機硬碟機使用。其他潛在的應用包括印表機、無線醫學PDA、測試與量測設備以及汽車裝置等。

手機市場之應用潛力無窮

據IDC估計，2003年硬碟機產量超過2億4300萬台，其中92萬3000台屬於小尺寸規格硬碟機；分析師認為，小尺寸規格硬碟機產量將在今年達到300萬台。絕大多數小尺寸規格硬碟機使用於數位相機，和去年在消費性電子產品市場大獲全勝的MP3播放器Apple iPod mini。在可攜式音樂播放器系統的市場帶動下，小尺寸規格硬碟機預期今年將達到300萬台。此外行動世界的核心產品──手機，正快速地演進成為強大的多功能平台，讓行動使用者免除了攜帶多種行動設備的重量負擔。目前內建音樂播放功能的手機可以儲存約8～12首4MB的歌曲。而新一代內建硬碟機的手機（類似內建硬碟機的音樂播放器）則能輕鬆地儲存數千首歌曲、影像或數小時的影片。

無線網路頻寬的提升（3G網路）將繼續刺激行動設備的額外儲存容量需求。高達數GB的local儲存能力，讓行動手機廠商能夠為他們的產品增加受歡迎的高記憶體需求功能。

結語

硬碟儲存已成為促進消費性電子設備成長的關鍵因素，使這些設備能夠支援更豐富的功能及應用並儲存更多內容。掌上型設備的儲存已從PDA內建的快閃記憶體，演進到數位相機的抽換式快閃記憶卡，再進化到MP3播放器的微型硬碟。隨著科技的進步，硬碟機製造商已成功地降低成本、尺寸和功率消耗，同時強化小尺寸規格硬碟機的耐用性和可靠性。這些科技發展的成果，將促使更多的消費性產品，甚至未來行動電話應用，將以硬碟機做為其儲存的解決方案。

（本文由希捷科技Seagate提供）

延 伸 閱 讀	Seagate 發表了容量 5GB 的 1 吋硬碟（ HDD ），這種 1 吋大小的小硬碟未來將大量應用於 MP3 播放器和數位錄影機（ DVR ）等可攜式電子產品。相關介紹請見「希捷推出容量5GB的1吋硬碟穩定硬碟市場地位」一文。 多家硬碟製造與半導體業者共同成立了制訂掌上型設備及攜帶型家電設備儲存介面規格的團體“ CE-ATA ”。 你可在「可攜設備儲存介面規格團體 CE-ATA在美成立」一文中得到進一步的介紹。 Seagate 將於年底在亞太零售市場銷售 1 英吋微型硬碟，目前具體上市時間和價格尚未確定。在「希捷發表1英吋微型硬碟」一文為你做了相關的評析。

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