HighDensityMultimediaCompactDisc
HighDensityMultimediaCompactDisc--高密度多媒體光碟
光記錄介質發展概況
進入90年代以來,電子信息技術迅速向數位化、集成化、網路化和智慧型化發展。信息技術發展的主線是數位化。數位化浪潮席捲全世界,滲透到社會生活的各個領域,滲透到千家萬戶,“數字地球”、“數字生活”、“數字家庭”等新概念層出不窮。社會經濟和社會生活已和數位化技術緊密結合在一起。
數位化技術的發展和普遍套用,其必然結果是迫使模擬技術逐漸退出諸多套用領域,並由數位技術取而代之。特別是在音頻、視頻和數據存儲三大領域,由模擬方式向數字方式的過渡日益加快。
隨著信息技術的數位化發展,信息記錄及其介質,已經或正在發生根本性的變革。變革的主線同樣是數位化。總的發展趨勢是:1.記錄技術由磁記錄向磁光記錄、光記錄和半導體記錄發展;2.記錄方式由模擬向數字發展;3.記錄介質由磁性機制(磁帶、磁碟、磁卡)向磁光介質(磁光碟)、光介質(光碟、光帶、光卡)和固態介質發展;4.記錄介質的形態由帶向盤、卡發展;5.發展目標是高密度化、大容量化、高性能化和小型化。
近10年來,信息記錄介質的種類空前的多樣化。模擬式磁記錄介質的性能擴展已近極限,越來越難以適應信息對大容量、高傳輸速率的要求。因此,更適合數位化時代需要的光記錄技術及介質逐步占據了數字記錄的主導地位,並終將取代模擬式磁記錄技術及介質。隨著數位技術套用領域的不斷擴展、計算機的普及和網路技術的進步,對圖、文、聲、像等海量信息的數位化處理,需要高密度記錄技術和大容量的記錄介質。光記錄技術和光記錄介質,就是數字時代存儲領域的尖兵。從LD(雷射視盤)到CD(雷射唱盤/小型光碟),再到DVD(數字通用光碟)僅僅經過20多年的發展,光記錄技術及介質就取得了巨大的技術成就,關鍵技術也日趨成熟和完善。光記錄介質現已發展成一個龐大的光碟家族,系列化的產品相繼投入工業化大規模生產,形成了極具效益的光碟(包括硬體)產業,並以其它記錄介質從未有過的發展速度快速增長,形成世界規模的大市場。光記錄介質發展概要
光記錄是從70年代初發展起來的一項高新信息存儲技術。在信息記錄材料領域,一般將採用雷射進行記錄和讀出的盤狀記錄介質,統稱為光碟。以CD(CompactCD)光碟為代表的光記錄介質具有記錄密度高、容量大、隨機存取、保存壽命長、穩定可靠和使用方便等一系列優點,特別適用於大數據量信息的存儲和交換。光記錄技術不僅能夠滿足信息社會海量數據存儲的需要,而且能同時存儲圖、文、聲、像等多種信息,使傳統的信息記錄、傳輸和管理方式也發生了根本性的變化。各種記錄介質的記錄/讀取方式比較如表2-1所示,其中,軟碟(FD)和硬碟(HD)屬純粹的磁記錄;CD-R(一次性可寫入光碟)和PD(相變光碟)為熱記錄、光讀取;MO(磁光碟)和MD(小型磁光碟)為熱磁記錄、光讀取。
光碟的研究始於1961年。在1960年He-Ne雷射連續震盪獲得成功之後,由美國斯坦福(Stanfod)大學和3M公司率先投入光碟開發。光碟的研究與開發在1962年實用化的IC技術、1970年開發成功的室溫連續震盪半導體雷射等相關技術的支持下,於1972年首先由Philips公司推出了雷射視盤(LD:LaserDisc)。10年之後,CD(CompactDisc)問世並迅速普及,光碟從此走上快速發展的軌道。
磁光碟的概念是50年代提出來的。但直到60年代,人們才懂得了磁光碟的原理。之後,在雷射技術進步的推動下,磁光碟研究終於在70年代大力發展起來。但是,好景不長,由於當時採用氣體雷射技術在很多方面還不成熟,難以達到實用化水平,所以在70年代中期不得不中斷了磁光碟的實用化研究。到1980年,磁光碟研究取得重大進展,採用GdTbFe(釓鋱鐵)膜和半導體雷射的磁光碟開發成功,實現了磁光碟介質的記錄與讀出,從而使磁光碟記錄技術及介質的研究開發不斷取得新的進展。到1995年,磁光碟已發展到第三代。1999年第四代磁光碟問世。
相變光碟的原理是在1971年由美國人提出的。到1982年,追記型相變光碟上市。1996年,推出了多媒體光碟PD系統。
光記錄技術及介質發展
1960年He-Ne雷射室溫下連續震盪成功(美國)
1961年斯坦福(Stanfod)、Univ、3M開始光碟研究開發1962年IC技術實用化;開發脈衝震盪半導體雷射(美國)
1970年開發室溫連續震盪半導體雷射
1971年發現硫屬(硫、硒、碲)化合材料的相變具有存儲效應,提出相變光碟原理(美國);發現非晶/結晶雷射存儲現象(ECD公司)
1972年雷射視盤(LD)問世(Philips、MCA)
1977年130mm(650MB)和300mm(5-7GB)追記型光碟問世;第一台雷射唱機問世;MnCuBi磁光碟試製成功(NTT);16kDRAM批量生產
1978年雷射視盤和播放機上市
1980年TbFe-GdTbFe磁光碟問世;半導體雷射高密度讀寫成功(KDD);mo盤實現26dB的S/N(KDD)
1981年紅皮書(CD-DA標準)發行
1982年雷射唱盤(CD-DA)上市(Philips);CD-G、CD-V上市;相變追記型光碟(低氧化物TeOx)商品化(松下)
1983年GdFeCo磁光碟問世(帶溝槽的丙烯基板)(KDD/Sony);CD-ROM開發
1984年GdTbCo磁光碟問世(CANON);雙雷射改寫型相變光碟
1985年CD-ROM上市;開發Ge-Sn-Te相變材料(IBM);黃皮書(CD-ROM格式)發行
1986年開發相變光碟單束雷射光調製重寫技術;開發快速晶化材料(InSeTi),使相變光碟的讀寫成為可能(日立製作所);CD-I;開始研究開發MD(MiniDisc)(SONY)
1988年第1代5.25型MO(650MB/雙面,坑位記錄方式)上市;CD-R發布並上市(太陽誘電);快速晶化材料(GeTe-Sb2Te3-Sb)問世;開發ZnS-SiO2保護膜(松下)
1989年ISO/IEC10149(CD-ROM)標準制定;提出橙皮書(CD-R標準);開發驟冷、薄膜相變盤結構(松下);CD-R(550/650MB)盤上市1990年發表相片光碟(PhotoCD)(松下);橙皮書(CD-R標準)發行(Philips、Sony);5.25型單雷射重寫相變光碟(130mm,1GB/雙面)商品化(松下);錄音用刻錄機上市
1991年第1代3.5型MD(128MB/單面,區位記錄方式)上市(Sony、Sharp);開發磁超分辨(MSR)技術(Sony、Sharp);數據用刻錄機上市
1992年錄音用MD糟上市(Sony);攜帶型MD機上市(Sony);2倍速刻錄機上市;CD-I/FMV(活動圖像);推出卡拉OKCD(JVC);MPEG-1標準發布;130mm、2GB相變光碟實現標準化(松下);DVD技術研究工作開始
1993年第2代5.25型MO(1.3GB,坑位記錄)問世;第2.5代5.25型MO(2GB,位元記錄)問世(日立);數據MD標準制定;MPEG-2標準出台;推出雷射視盤VCD標準;提出高密度光碟HDCD構想,英國公司發布一種HDCD規格(藍皮書)
1994年數據MD上市;推出相變型可擦寫光碟驅動器CD-E(Erasable)(Philips);第2代3.5型MO(230MB,坑位記錄)上市;推出HS(HyperStorage;海量,商品名)磁光碟(3.5型650MB),採用磁場調製直接重寫(DOW)技術(日立、Sony、3M);推出多層結構光碟技術(IBM);提出HDCD標準草案(藍皮書)(ODC公司);相變光碟(130mm)實現標準(ANSI標準)化(松下);3.5型相變光碟實現標準(ISO標準)化;橙皮書(CD-R標準)進行修訂;4倍速刻錄機上市;推出多媒體光碟MMCD(3.7GB/單面,7.4GB/雙層)(Philips、Sony)
1995年新概念多媒體相變光碟PD系統(650MB)上市(松下);超密度光碟SD(SuperDensityDisc)(10GB/雙面)(東芝、華納);雷射脈衝磁場調製方式HS磁光碟(3.5型650MB)上市(Sony);第3代5.25型MO(2.6GB,位元記錄);HDCD標準公布(SONY);推出雙罩RAD(RearApertureDetection)技術(富士通);推出雙層超密度(DuaiLayerSD)光碟(9GB/雙層)(松下);推出3.5型2GB凸/凹(Land/Groove)記錄方式MO;發表3.5型230MB光調製直接重寫(DOW)MO(日立/Maxell);CD-R盤、刻錄機降價,市場迅速發展;DVD-Video標準統一,推出數字雷射視盤DVD-Video
1996年第3代3.5型MO(640MB,位元記錄)上市(日立/Maxell);5.25型光調整DOW(2.6GB)MO問世(日立/Maxell、Nikon);4月,東芝DVD-Video樣機、6月,日立DVD-ROM樣機、8月,三菱推出DVD-ROM樣機、11月,東芝、松下DVD影碟機上市;DVD視頻播放機(1代)上市;3.5型光調製DOW(640MB)MO上市(日立/Maxell);7GBMO新聞發表(富士通、Sony);推出可擦寫型CD標準,CD-E更名為CD-RW(CD-ReWitable)並商品化(Philips、Sony);多媒體相變光碟PD實現ECMA標準化(規定了相變改寫型和相變追加型兩種盤的標準)(松下);相變光碟決定採用DVD-RAM格式(DVD集團);數字視頻編輯用相變光碟商品化(松下);影視專用DVD-Video、計算機用DVD-ROM盤問世
1997年追記型DVD-R(3.95GB);DVD-RAM1.0版(dvd論壇);DVD-RAM驅動器上市(日立);可擦寫型CD-RW(650MB)(Philips、理光);CD-R錄放機(先鋒);DVD+RW(3.0GB/單面,6.0GB雙面)(Philips、Sony);HD-DVD技術發表,尚未形成標準;HD-DVD樣機,採用SHG藍色雷射(λ=430nm),15GB/面,23Mbps(先鋒);可重寫CD機CD-WriterPlus(惠普);推出內置DVD-ROM光碟機的PC(東芝)
1998年第1代可擦寫DVD-RAM(2.6GB/面,5.2GB/雙面)上市(松下);CD-R可錄光碟機、CD-R錄音座(先鋒);BXMO(2.5型,5.2GB/單面);SVS-R(3.95GB)上市(三井化學);DVD隨身看音樂影碟機問世(松下);CD-RW樣機(理光);DVD-RW驅動器(Sony)
1999年GIGAMO(3.5型,1.3GB/單面);DVD錄像機(可寫型DVD)上市(先鋒);8倍速DVD-ROM驅動器;第2代DVD-RAM(4.7GB/單面)(松下、東芝等)
2000年錄像專用雙面光碟(MVDISC),容量10.4GB/雙面(NEC);採用DVD-RAM的光碟錄像機(松下、東芝)。
CD-R/RW
1989年開發的CD-R現已形成擁有上億台CD-ROM驅動器的巨大社會套用基礎。在CD-R普及的第一個階段(1989~1996年,驅動器上市量為100萬台/年),美國是世界最大的需求市場,占世界CD-R需求量的一半以上,政府及公共機關積極推行公共文書的電子化為CD-R開闢了新的套用領域,創造了無限的商機。
從1997年開始,CD-R的普及進入第二個階段,歐洲取代美國成為世界最大的市場。美國市場和歐洲市場有明顯的不同,美國市場的特點是由政府及公共機關推行電子化而擴大了CD-R的需求;而歐洲市場則是以年輕人的個人化需求為主體。所以,二者的用戶層不同,即美國的用戶以政府、公共機關和企業這種“集團”為特徵;歐洲用戶則以個人為特徵。今後,CD-R的市場可能會受到CD-RW、DVD-R、DVD-RW和DVD-RAM等其它可錄、可擦寫介質的衝擊,需求形勢將會發生一些變化。
1998年是世界CD-R需求量猛增的一年,日本市場約增長4倍,歐洲市場約增長3倍。繼1998年需求大幅度增長之後,1999年CD-R的世界需求量仍保持高增長,比上年增長182%,這種需求量猛增的背景因素有以下幾點:
1.CD-R/RW驅動器作為個人計算機(PC)標準配置的比例增大。特別是以美國為中心的PC製造商將CD-R/RW作為PC標準配置的勢頭強勁,普通消費者對CD-R/RW的需求旺盛;部分PC製造商正忙於將標準CD-ROM驅動器換成CD-R/RW驅動器,也有些製造商開始在PC筆記本中增補CD-R/RW驅動器。
2.DVD-R/RW、DVD-RAM的普及遲緩為CD-R/RW的發展提供了難得的機遇。另外,CD-R/RW和DVD-ROM一體化的複合驅動器將成為主流。
3.隨著網路的普及,開拓了保存下載數據的需求市場。
據預測,2000年世界CD-R需求量將達到創紀錄的29.94億片,首次超過FD的需求量(18.75億片)。其中,歐洲市場占46%,北美占30%。從地區來看,2000年CD-R的市場中心仍在歐洲,這是因為在歐洲地區個人計算機、CD-ROM驅動器和CD唱機的普及率較高,已構成了龐大的CD-R碟片消費基礎。
CD-R的需求將在2002~2003年達到高峰,其根據有以下幾點:
1.目前出現的CD-R/RW作為PC的標準配置趨勢將持續幾年。儘管如此,預計每台刻錄機所使用的記錄介質的張數將有所減少;
2.受到音樂效果等因素的影響,光碟存儲介質將逐步向DVD過渡。
作出上述預測的背景有如下幾點:
1.CD-R製造商很可能在2000年停止設備投資。已有不少日本廠商不再擴大本公司的生產,而將生產委託給其它公司(主要是日本以外公司);2.按照傳統的預測方法,有人認為需求高峰將出現在2000~2001年,但是由於著作權保護問題等原因使DVD商品化進展緩慢,使DVD進入普及期仍需要1~2年的時間,所以CD-R的需求高峰將推遲1~2年;
3.中國及其它地區的普及將成為維持未來需求增長的重要因素。
根據上述背景,預計2002年CD-R的世界需求總量約為41億片,世界不同地區對CD-R/RW的需求預測