根据日本HDD协会数据,2022年机械硬盘市场规模整体约183亿美元,约占数字存储的11.35%,位列第三。2008年以前,机械硬盘市场各厂商竞争非常激烈。伴随着消费级市场的流失,厂商逐渐退出,市场集中度提升。2020年HDD市场主要玩家为希捷、西部数据和东芝,根据Trendfocus统计数据,希捷、西部数据、东芝的市场占有率分别为42.70%、37.00%和 20.30%,依次位列全球第一、全球第二、全球第三。
➢2010年是机械硬盘产业高峰,出货量自2011年开始呈现下降趋势。随着存储器的更新迭代,尤其是SSD(固态硬盘)技术的进步,机械硬盘的地位受到挑战,2011年开始出货量整体呈现下降趋势,Statista统计多个方面数据显示,截至2022年全球机械硬盘出货量下降至1.66亿个。
➢字节出货量上升,HDD成数据中心标配。云计算、互联网等带来了旺盛的数据存储需求,且对存储容量及稳定性要求比较高。机械硬盘具有寿命长、成熟稳定、容量大的性能优势,成为数据中心的首选。根据IDC数据,2022年机械硬盘字节出货量为1.74ZB,出货容量超过全球存储年出货容量的58%。
HDD(机械硬盘)是传统普通硬盘,主要由盘头、磁片、盘片转轴及控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口和缓存等几个部分所组成。磁头可沿盘片的半径方向运动,加上盘片每分钟几千转的非常快速地旋转,磁头就可以定位在盘片的指定位置
上进行数据的读写操作。信息通过离磁性表面很近的磁头,由电磁流来改变极性方式被电磁流写到磁盘上,信息能够最终靠相反的方式读取。
➢信息通过电磁铁转换成电流。每个硬盘的中心都有非常快速地旋转的磁盘,磁盘表面有高速扫过的记录磁头,每个磁盘上都覆盖着一层薄薄的微小的磁化金属粒,很多组微小颗粒形成的磁化图案记录形成了数据,每一组成为比特,将比特信息通过电磁铁转换成电流,数据就能被读写在硬盘上。这块磁铁会产生一个强大磁场,足以改变金属微粒的磁性,当信息写入磁盘,驱动使用磁读写器将其还原成有意义的形式。
机械硬盘诞生于1956年,“温氏架构”于1973年问世。现代硬盘雏形诞生于1956年,由IBM制造,存储容量仅为5MB。
1973年,采用“温氏架构”的IBM 3340问世,标志着硬盘基本架构的确立。这种硬盘拥有几个同轴金属盘片,盘片上涂有磁性材料。他们与能够移动的磁头共同密封在一个盒子中,磁头从旋转的盘片读出磁信号的变化。1970-1979年,IBM先后发明了Merlin技术、Thin Film磁头,驱动硬盘数据定位准确性、硬盘密度都大幅提升。
硬盘容量不断的提高,家用PC硬盘崭露头角。1980年,希捷公司由两位前IBM员工创立,开发并推出第一款5.25英寸规格5MB硬盘,这是首款面向个人用户的硬盘,它的出现推动了计算机的诞生。1981年,希捷又推出第二款容量达10MB的硬盘产品,并在市场蔓延开来。而正是1981年,IBM发布了IBM个人计算机,这是计算机领域具有里程碑意义的飞跃。
受益于较为小巧的体积,简单的操作,IBM发布的个人电脑大受欢迎,随着个人电脑普及,也带动了家用PC硬盘快速增长。
➢ 硬盘存储密度大幅度的提高。曾在1980年代末,IBM已推出MR(Magneto Resistive磁阻)技术令磁头灵敏度极大的提升,盘片的存储密度较之前的20Mbpsi(bit/每平方英寸)提高了数十倍,为硬盘容量的巨大提升奠定了基础。1997年,GMR(Giant Magneto Resistive)巨磁阻技术的成功研发逐步提升了存储密度。如果用MR磁头能达到3-5Gb/平方英寸的存储密度,使用GMR以后存储密度可达到10-40Gb/平方英寸。
➢ 民用级硬盘进入GB时代。1991年,IBM出了首款应用MR技术的3.5英寸的1GB硬盘0663-E12,开创了民用级GB硬盘的先河,从此硬盘容量开始步入GB数量级,3.5英寸的硬盘规格也由此成为现代计算机硬盘的标准规格。
硬盘厂商进入整合期。2000年起是硬盘行业的整合期,希捷、西数、IBM、三星、迈拓、昆腾、东芝、富士通等各大硬盘厂商竞争非常激烈。2000年迈拓收购昆腾,2003年日立环储IBM硬盘事业部,2005年希捷宣布收购迈拓,2009年,富士通硬盘被东芝收购,形成希捷、西数、日立、三星、东芝“春秋五霸”时代。2011年西部数据收购日立环储、希捷收购三星硬盘,形成“三国鼎立”局面。
垂直存储技术出现,再一次提高硬盘存储密度。2007年日立环储发布了全球首款1TB硬盘,硬盘售价为399美元,平均每美元可购得2.75GB硬盘空间。该硬盘采用垂直存储技术,将平行于盘片的磁场方向发生改变为垂直,更充分地利用了存储空间。此外,垂直存储技术能耗小,发热量减小,改善了数据抵抗热退减的能力,提高了硬盘的可靠性。
2010年是HDD产业高峰。2011年上半年日本发生地震,下半年泰国发生洪水。其中日本厂商是重要的磁头、磁盘、马达等HDD配件供应商,泰国是重要的HDD制造基地,这两次自然灾害产生了重大影响,导致2011年HDD硬盘出货量锐减,但也让HDD硬盘价格上升。
机械硬盘自身瓶颈难以突破,SSD大敌崛起。受限于物理结构瓶颈,机械硬盘体积难以缩小或成本比较高,增长前景显现停滞。固态硬盘(Solid State Drives)由多个闪存颗粒和主控芯片组成,没有运动结构设计;而机械硬盘有碟盘和读写磁头组成。SSD不仅拥有更快的读写速度,而且具有低功耗、防震抗摔性好、发热低等优势。
➢ SSD价格逐渐下降,与HDD价格差距不断缩小。随技术的发展,SSD平均价格与HDD平均价格差异逐渐缩小,加之SSD各方面的性能优势,硬盘市场逐渐被SSD占领。
HDD出货量自2011年开始下降。随着SSD平均价格与HDD平均价格差异的逐渐缩小,以及SSD各方面的性能优势,硬盘市场逐渐被SSD占领,HDD出货量从2011年开始明显下降。
➢ 大部分机械硬盘厂商减少生产,西部数据、希捷市占率分别为24.6%和15.7%。从市场格局来看,根据Statista数据,三星的市场占有率从2009年的10.0%上升至2019年的33.6%,西部数据从29.6%下降至24.6%,希捷从31.4%下降至15.7%,日立从16.4%下降至2.3%。
成本稳定、成本更有,HDD成数据中心标配。尽管SSD能发挥闪存性能上带来的应用加速,但大量的数据存储依然需要生命周期更长、成熟稳定、成本更优的HDD企业级大容量硬盘来支撑。在数据中心、云存储的趋势下,HDD大容量
➢ 企业级HDD需求持续增长。随着云计算、5G、物联网、人工智能、大数据带来的全新发展,全球正形成以数据为核心的生态圈,全球云计算和IDC市场规模持续增长,企业级用户对于数据存储的大容量需求愈加明显,将HDD在企业级领域的发展推向了新高度。
根据日本HDD协会数据,2022年机械硬盘市场规模整体约183亿美元,占总体存储市场规模约11%,位列数字存储市场规模第三,据Statista,2022年HDD年出货量约为不到2亿个。据Statista数据,机械硬盘出货量1996-2010年稳定增长,从1996年的1.05亿个增长至2010年的6.51亿个,达到历史最高点。随着存储器的更新迭代,尤其是SSD(固态硬盘)技术的进步,机械硬盘的地位受到挑战,2011年开始出货量整体呈现下降趋势,截至2022年全球机械硬盘出货量下降至1.66亿个。
➢ 2010年以后机械硬盘厂商数量慢慢地减少。2008年以前,机械硬盘市场集中度较低,各厂商竞争非常激烈。而后,市场集中度提升,西部数据、希捷、东芝等厂商成为机械硬盘龙头,占据全球市场超过90%份额。
机械硬盘每GB价格呈现下降趋势。机械硬盘面市之初价格较高,1980年机械硬盘折算成每GB价格约为357.24万美元。
随着技术的进步,机械硬盘成本下降,价格也随之下降,2022年每GB价格仅为0.016美元。
近年来HDD(机械硬盘)成数据中心标配。云计算、互联网等带来了旺盛的数据存储需求,且对存储容量及稳定性要求比较高。相比SSD(固态硬盘),机械硬盘具有寿命长、成熟稳定、容量大的性能优势,成为数据中心的首选。
➢ 虽然HDD产品出货量近年来呈现下降趋势,但总容量出货明显上升。根据IDC数据,2022年机械硬盘字节出货量为1.74ZB,出货容量超过全球存储年出货容量的50%。云计算、互联网的发展将推动HDD产品持续增长。
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