Fabrikbesuch: Die Magie der Festplatte

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Festplattenfabrik von Seagate in Springtwon

Im schillernden 21. Jahrhundert, mit Smartphones, Tablets, Datenbrillen und smarten Armbanduhren vergisst man sie gerne mal: die gute alte Festplatte. Sie ist die einzige Komponente im Inneren eines PCs, die sich bewegt. Und der Produktionsprozess ist enorm aufwändig – wie ein Blick in die Seagate-Fabrik im britischen Städtchen Springtown zeigt.

Fast alle Festplattenhersteller scheinen nach Asien abgewandert zu sein – so zumindest der Eindruck, als vor anderthalb Jahren Überschwemmungen in Thailand die Festplattenproduktion weitgehend lahmlegten, den Markt durcheinanderwirbelten und die Preise deutlich anziehen ließen. Außerdem gelten HDDs Vielen praktisch als vom Aussterben bedrohte Spezies, drauf und dran, von SSDs abgelöst zu werden. Dabei ist beides falsch.

Festplattenfabrik von Seagate in Springtwon

Noch immer wird der Großteil der weltweit gespeicherten Daten auf schnell rotierenden, magnetischen Platten abgelegt. Und eine Menge HDD-Komponenten – die an Orten wie China oder Taiwan verbaut werden – werden anderswo hergestellt, zum Beispiel in Springtown, Seagates Fabrik in Derry.

Seit 1993 hat sich die Fabrik zu einem Teil der Stadt entwickelt. Rund ein Viertel aller Festplattenköpfe (oder “Aufzeichnungswandler”, um technisch korrekt zu sein) wird hier produziert. Springtown ist eine von sechs solcher Fabriken weltweit.

Springtown: eine Fabrik wie keine andere

Seagate ist in der Entwicklung von Festplatten schon immer vorne dabei – seit es 1980 die ST-506 auf den Markt gebracht hat, die erste 5,25-Zoll-Platte mit einer damals beeindruckenden Kapazität von 5 MByte. Im dritten Quartal 2012 verkaufte das Unternehmen 55,7 Millionen Einheiten, und derzeit liegt sein Marktanteil bei rund 41 Prozent.

In Springtown werden großteils Wafer hergestellt: Hier produziert man Wafer mit Keramikgehäuse und 200 Millimetern Strukturbreite mit rund 100.000 Schreibköpfen pro Stück. Etwa 950 Schritte und zwei Wochen sind nötig, um einen einzelnen Wafer zu produzieren. Dazu braucht es über 100 chemische Komponenten. Jeder Wafer legt innerhalb der Fabrik rund 26 Kilometer zurück. Etwa drei Viertel der Charge sind fehlerfrei. Tagtäglich werden in Springtown so etwa zwei Millionen Schreibköpfe hergestellt.

Blick in die Festplattenfabrik in Springtown

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Die Festplattenfabrik in Springtown
Dieses Labor in Springtown ist ungefähr so groß wie ein Rugby-Feld. Die Größe abzuschätzen fällt nicht schwer - vorausgesetzt man weiß, das es auf einem ehemaligen Rugby-Feld erbaut wurde (Bild: Lorcan Doherty)

Der Prozess lässt sich nicht nach Asien auslagern, weil er Kapital verschlingt – und nicht Arbeitszeit. Einige der Maschinen in Springtown kosten rund 6 Millionen Euro oder mehr, und von jedem Exemplar gibt es 20 Stück. Sie einzupacken und nach China zu verschiffen, würde schlicht keinen Sinn ergeben.

Alles so schön gelb hier

Im “Cleanroom” ist jedes Haar und jedes Staubpartikel eine potenzielle Verunreinigung. Dort besteht die Welt aus glänzendem Stahl und weißen Overalls. Die Temperatur wird auf das Grad genau überwacht. Alles Licht ist gelb, und es gibt keine Fenster, weil die Sonne die lichtempfindlichen Chemikalien zerstören kann. Es gibt auch kein Papier: In Springtown hat man vor einem Jahr alle Spuren davon beseitigt, nur um auf der sicheren Seite zu sein.

Ingenieure arbeiten in Schichten rund um die Uhr das ganze Jahr über. Stehzeiten sind inakzeptabel – schließlich kosten die Maschinen hunderte Millionen Euro. Der einzige Tag, an dem alle im Unternehmen frei haben, ist Weihnachten.

Das Gebäude ist sogar gegen Erdbeben geschützt. Unfälle können aber freilich trotzdem passieren. Vor drei Jahren ging in einem der Reinräume eine Leitung kaputt – mit katastrophalen Folgen. Seagate musste die Produktion für mehrere Tage stoppen und ein spezialisiertes Team japanischer Ingenieure einfliegen, um den Schaden so gering wie möglich zu halten.

Die Festplatte der Zukunft

Während die Maschinen 24 Stunden am Tag in Betrieb sind, ist auch Seagates Abteilung für Forschung und Entwicklung nicht untätig. Ziel ist es, die Kapazität von Festplatten zu erhöhen. Unter anderem arbeitet die Firma mit Universitäten in Großbritannien zusammen und startet jedes Jahr acht neue Forschungsprojekte.

Laut Robert Lamberton, Direktor für das Design von Schreibköpfen bei Seagate, ist der nächste Schritt in der Entwicklung von HDDs das Single Magnetic Recording (SMR) – eine Methode, die es erlaubt, mehr Tracks auf die Oberfläche einer Platte zu schreiben, indem man sie überlagert. Für SMR lassen sich zwar dieselben HDD-Hardware-Komponenten verwenden, es braucht aber spezielle Software. Die Technik soll indes dabei helfen, massentaugliche Festplatten zu produzieren, die die Schallmauer von 1 Terabyte pro Quadratzoll durchbrechen.

Bis 2015/16 will Seagate Festplatten auf den Markt bringen, die Heat-Assisted Magnetic Recording (HAMR) beherrschen. Der Schreibkopf verfügt dazu über einen kleinen Laser, der das Medium erwärmt, bevor Informationen darauf geschrieben werden. Die Technik bringt nicht nur eine höhere thermische Beständigkeit mit sich, sondern ermöglicht auch eine Informationsdichte von unglaublichen 5 Terabyte pro Quadratzoll. Noch gibt es jedoch einige Fehler zu beheben.

In der näheren Zukunft plant Seagate die Markteinführung größerer Festplatten – nicht nur, was die Kapazität, sondern auch was die physische Größe angeht. Unternehmenskunden haben meist keine Verwendung für fünf Millimeter dünne HDDs: Hier sind Terabyte gefragt. Bisher ist die Lösung der Wahl, immer mehr und mehr Platten sowie Schreibköpfe hinzuzufügen, um Kapazitäten im Terabyte-Bereich zu erreichen.

Was die Option angeht, Festplatten mit Helium zu füllen – ein Konzept, das Seagates Wettbewerber Western Digital stark bewirbt –, verfolgt Seagate den Ansatz “Abwarten und Tee trinken”. Lamberton zufolge ist es aus physikalischer und mechanischer Hinsicht zwar sinnvoll, das chemisch träge Gas zu verwenden, es gebe aber Probleme, HDDs so abzudichten, dass das Gas über die gesamte Lebensdauer eines Laufwerks hinweg am Platz bleibt. Denn Helium kann schon durch feinste Risse entweichen.

Trotz des Höhenflugs, den Flash-Laufwerke zurzeit erleben, werden Festplatten wohl noch auf Jahrzehnte hinaus unsere Daten speichern. Sie kombinieren Mechanismen aus Elektronik und Mechanik, digitaler und analoger Welt – und haben allein deshalb ihren eigenen Charme. Lang lebe die Festplatte!

[mit Material von Max Smolaks, TechWeekEurope]

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