計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)分析

宋杰

近日，美光科技和英特爾公司聯(lián)合宣布，其研發(fā)出了全新的3DNAND技術(shù)。在這種固態(tài)硬盤中，可以在垂直方向上，將閃存存儲(chǔ)單元進(jìn)行疊加，從而擴(kuò)大閃存芯片密度，擴(kuò)大存儲(chǔ)容量，可使固態(tài)硬盤在同樣體積內(nèi)容量增加10倍，在普通筆記本電腦上可實(shí)現(xiàn)10TB的容量。而回顧存儲(chǔ)硬件的發(fā)展歷史，在1956年IBM發(fā)明了第一塊硬盤RAMAC305，這個(gè)硬盤體積比冰箱大，但是存儲(chǔ)容量僅有5MB。就是這塊“大”硬盤的出現(xiàn)，開創(chuàng)了人類歷史上一個(gè)全新的信息存儲(chǔ)時(shí)代。在接下來的60年中，硬盤存儲(chǔ)技術(shù)突飛猛進(jìn)。發(fā)展到今天，硬盤已經(jīng)有固態(tài)硬盤，機(jī)械硬盤、混合硬盤三種類型，并且還不斷有新的技術(shù)出現(xiàn)。下面筆者將試圖從專利的角度對(duì)存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行分析。

一、領(lǐng)域分布

國際專利分類法是一種國際統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化的管理和使用專利文獻(xiàn)的分類方法。對(duì)IPC的統(tǒng)計(jì)分析，將能完整、系統(tǒng)、科學(xué)的揭示專利技術(shù)的構(gòu)成和發(fā)展趨勢(shì)。

硬盤存儲(chǔ)的技術(shù)領(lǐng)域分布相對(duì)比較集中，從IPC分布來看，主要分布在G06F“電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理”，G11B“基于記錄載體和換能器之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的信息存儲(chǔ)”，G11C“靜態(tài)存儲(chǔ)器”幾大分類號(hào)下面。

二、硬盤技術(shù)的發(fā)展歷史

筆者對(duì)硬盤存儲(chǔ)領(lǐng)域的全球?qū)＠植及凑諘r(shí)間的縱向順序進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，繪制成了如下表格。

由左圖可以看出，在硬盤存儲(chǔ)技術(shù)出現(xiàn)的初期，1970年之前全世界僅有33件該領(lǐng)域?qū)＠@得授權(quán)。但在接下來的幾十年中，硬盤儲(chǔ)存領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)量出現(xiàn)爆炸式增長，而相應(yīng)的市場(chǎng)上出現(xiàn)的存儲(chǔ)硬件也發(fā)生著日新月異的變化。1970-1980十年間全世界的專利授權(quán)量僅為21335件，而到了2000-2010年的十年間，專利授權(quán)量已經(jīng)達(dá)到了221392件，比70-80年的專利授權(quán)量增加了十倍有余。受限于專利數(shù)據(jù)庫更新的速度，2010年至今的專利授權(quán)量實(shí)際上僅統(tǒng)計(jì)了2010年之后三年多的數(shù)據(jù)，可是僅這三年多的數(shù)據(jù)也已經(jīng)達(dá)到了69257件之多，可以預(yù)見2010-2020年這十年，專利的授權(quán)數(shù)量可以輕易突破20萬。這張專利授權(quán)量的分布圖，也基本上反映了計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，技術(shù)的進(jìn)步是一個(gè)逐步加速的發(fā)展過程，最近幾年，隨著硬盤存儲(chǔ)技術(shù)的成熟完善，其進(jìn)步的速度有所放緩，但隨著3DNAND這一重大突破技術(shù)的出現(xiàn)，可以預(yù)見到未來幾年，硬盤技術(shù)又會(huì)進(jìn)入到飛速發(fā)展的黃金期，專利授權(quán)量也會(huì)飛速上升。

三、硬盤技術(shù)的區(qū)域發(fā)展

在對(duì)硬盤存儲(chǔ)技術(shù)的歷史發(fā)展進(jìn)行了縱向分析之后，筆者又對(duì)硬盤技術(shù)的區(qū)域發(fā)展進(jìn)行了橫向的分析。選取了世界上公認(rèn)的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)技術(shù)比較先進(jìn)的美國、日本與我國的發(fā)展進(jìn)行了比較，以期從中能給我國硬盤存儲(chǔ)技術(shù)提供一些建議。

由左圖可以看出，在1980年之前，在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)領(lǐng)域是以IBM，蘋果為代表的美國公司獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，美國的專利授權(quán)量在全世界處于絕對(duì)領(lǐng)先的地位。而1980年之后進(jìn)入了日本經(jīng)濟(jì)發(fā)展的頂峰期，索尼，松下，日立等一大批國際頂尖公司的崛起，幫助日本成為了人均國民生產(chǎn)總值世界第一的國家，同時(shí)，其計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)領(lǐng)域也伴隨著經(jīng)濟(jì)崛起迅速發(fā)展，其硬盤存儲(chǔ)領(lǐng)域?qū)＠跈?quán)量一舉超越美國，在頂峰期，其專利授權(quán)量一度占據(jù)了該領(lǐng)域全世界專利授權(quán)量的70%左右，充分體現(xiàn)了日本這段時(shí)期在該領(lǐng)域的霸主地位。而進(jìn)入21世紀(jì)之后，日本經(jīng)濟(jì)整體下滑，尤其是其國內(nèi)的頂尖企業(yè)，紛紛出現(xiàn)經(jīng)營困境甚至宣布破產(chǎn)，同時(shí)，世界新興經(jīng)濟(jì)體紛紛崛起。而在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)領(lǐng)域，隨著大企業(yè)陷入困境，日本在該領(lǐng)域的霸主地位也已經(jīng)不復(fù)存在。

反觀我國，在該領(lǐng)域，一直到1980年之后才有了最早的專利申請(qǐng)，一方面有我國在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)領(lǐng)域起步較晚的原因，另一方面也受制了我國的專利制度確立較晚?？v觀之后三十多年，我國的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)技術(shù)始終保持了穩(wěn)步發(fā)展的態(tài)勢(shì)，專利授權(quán)量逐步上升，由最初10年間僅有639件專利授權(quán)，到現(xiàn)在僅僅3年多時(shí)間就有2萬多件專利授權(quán)，與美、日等該領(lǐng)域的發(fā)達(dá)國家的差距逐漸縮小。充分體現(xiàn)了隨著中國國力的不斷壯大，我國在高科技領(lǐng)域也逐漸向世界一流靠攏。

四、未來發(fā)展趨勢(shì)

伴隨著世界進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，“云計(jì)算”“云存儲(chǔ)”等新的技術(shù)蓬勃發(fā)展，而這些技術(shù)對(duì)于存儲(chǔ)硬件有著更高的需求，硬盤存儲(chǔ)進(jìn)入海量存儲(chǔ)時(shí)代。而同時(shí)各種便攜式電子設(shè)備的流行，也迫切要求存儲(chǔ)設(shè)備變得更加輕便小巧。因此硬盤存儲(chǔ)的發(fā)展就面臨著存儲(chǔ)“大”，體積“小”，兩方面的發(fā)展需求。在2014年日本就已經(jīng)推出了1TB存儲(chǔ)空間的u盤，尺寸僅為72×27×21mm。這與1956年誕生的第一塊硬盤比，已經(jīng)有了天壤之別。伴隨著3DNAND技術(shù)的出現(xiàn)，可以預(yù)見未來硬盤存儲(chǔ)必然會(huì)在存儲(chǔ)“大”體積“小”的方向上繼續(xù)發(fā)展。而我國的計(jì)算機(jī)企業(yè)也應(yīng)當(dāng)抓住國家提出“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略這一良好契機(jī)，努力發(fā)展硬件存儲(chǔ)技術(shù)，同時(shí)也要順應(yīng)國際國內(nèi)對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)越來越重視的大趨勢(shì)，將自己的技術(shù)利用知識(shí)產(chǎn)權(quán)進(jìn)行充分保護(hù)。只有這樣，我國的計(jì)算機(jī)企業(yè)才能在國際競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。