HDD硬盘HGA原理介绍

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磁头悬架组件（Head Gimbal Assembly, HGA）和基片（substrate）在硬盘驱动器（HDD）中扮演着至关重要的角色。

磁头悬架组件是硬盘读写机构的核心部分，它将磁头（Head）精确地定位在磁盘表面非常近的地方，并确保磁头能够在高速旋转的磁盘上稳定且准确地进行读写操作。

磁头（Head）：磁头包含读写磁头元件，用于感应或改变磁盘表面上记录的数据信号。现代硬盘通常采用MR（磁阻）头或GMR（巨磁阻）头，以及更先进的TMR（隧道磁阻）头来实现高密度数据存储。
加载梁（Load Beam）：这是一个具有弹性的金属部件，一端通过挠曲件（Flexure）连接到磁头，另一端则固定在硬盘臂上。加载梁的作用是施加适当的力使磁头保持与磁盘表面接触，同时允许磁头在垂直方向上有一定的浮动空间，以适应磁盘表面的微观不平度。
挠曲件（Flexure）：挠曲件是一种柔韧而耐用的结构，上面印制有精密的导电线路（Trace），用于传输控制信号和接收来自磁头的读取信号。挠曲件必须具备极高的机械强度和良好的电气性能，以保证磁头的精准移动和信号传输的可靠性。
弹性部件：通常是指加载梁的一部分，由特殊材料制成，如铍铜合金等，它提供必要的刚性和弹性，使得磁头能在受控的压力下保持与磁盘适当的距离，并随着磁盘转动动态调整位置。
组装与封装：整个HGA经过严格的设计、生产和测试过程，确保磁头能够在恶劣环境条件下稳定工作，并满足超高速数据传输的需求。

在硬盘制造领域，基片通常指的是承载并形成磁性记录层的物质，即硬盘碟片（platter）。其主要特点和功能包括：

材料：基片一般由铝合金或者玻璃制成，要求具备高硬度、低热膨胀系数和良好的平坦度。
磁性涂层：在基片表面会涂覆多层磁性材料，这些涂层被磁化后形成了可以存储数据的磁道和扇区。
精密加工：基片需要经过精密研磨和抛光处理，表面粗糙度需达到纳米级别，以便于磁头在其上高效稳定的读写。
集成工艺：在集成电路产业中，基片也指代半导体晶圆，作为芯片制造的基础，在此意义上，它可能涉及各种微电子和MEMS技术，例如在基片集成波导（SIW）等应用中，基片是构成电路的关键载体。

磁头悬架组件确保了磁头在硬盘内部的精确定位与移动，而基片则为数据存储提供了物理介质。两者共同构成了硬盘存储系统的基本架构。

据Trendfocus Inc.的数据，2023年第四季度（4CQ23），随着硬盘需求的改善迹象显现，与之紧密相关的部件——磁头悬架组件（Head Gimbal Assembly, HGA）和基片（substrate）的出货量也开始有所回升。

在HGA市场上，2023全年总出货量同比大幅下降了32%，降至9.9085亿个单位。其中，仅有一家独立制造商SAE/TDK，而另外两家制造商Seagate和WD拥有自己的内部生产体系（即为“captive”）。

在硬盘介质（media）市场方面，2023年全年总出货量同样遭遇了33%的同比下滑，跌至4.93亿个单位。在这个市场中，也只有一家独立制造商Resonac，其余两家供应商仍是Seagate和WD这两大硬盘巨头的内部制造部门。

综合来看，尽管整个2023年HGA和硬盘介质的出货量均出现了较大幅度的年度同比下降，但第四季度的需求回暖预示着HDD市场的初步恢复，这对HGA和硬盘介质的供应厂商而言是一个积极信号。同时，这也反映了在全球HDD行业中，Seagate和WD凭借其垂直整合的优势，在相关核心组件市场上占据了主导地位。

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