建设大容量光存储产业路线图Word文件下载.docx
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文化产业发展趋势，各种科技日新月异的发展形势，都对存储提出了新的要求，对已有存储系统进行升级，已经势在必行。
二、世界大容量存储产业发展的趋势和主要市场状况
表
（一）给出了大容量存储的市场分布及产品要求，专业用户以医疗、组装制造、航空航天、地球观测、电影电视、金融、情报、国防、研究、企业、数字图书馆、档案馆、博物馆等为主；
个人用户以硬盘、U盘、SD卡作为随机保存介质，光盘作为长期保存介质为主。
在视频领域，VCD光盘已经消失，存在的是红光的DVD光盘和蓝光的BD光盘，而且，随着高清的普及和防盗版要求的强化，BD光盘的普及速度正越来越快。
表
（二）给出了年需求量增长在1TB（1TB=1000GB）以上产业的专业用存储市场的规模估计，其中组装制造业、医疗业和航空航天业，存储需求都在1000TB的数量级。
表（三）给出了目前世界上的大规模存储案例，这些案例数据都是2007年以前的，2010年相对于此数据，又有相当规模的增长。
表（四）给出了2009年日本市场有代表性的三种大容量存储系统的各项指标对比，可以看出，在综合考虑寿命、电力消耗的情况下，以光盘存储为首选，只是单位存储容量的价格问题需要进一步解决。
表（五）给出了存储市场面临的新课题，涉及到存储寿命、节能降耗、减少污染、成本优化、管理优化、市场需求满足等问题。
另外，日本将在2011年把电视播放全部改为数字高清方式，最近，索尼决定投入200亿日元进行大容量光存储系统的建设。
作为世界存储产业的第一大国和第一强国，日本是世界存储产业的风向标。
表
（一）大容量存储产业面向的市场
用户
市场及产品要求
专业用户
医疗、组装制造、航空航天、地球观测、电影电视、金融、情报、国防、企业，数字图书馆，档案馆、博物馆等
个人用户
以使用简单、价格便宜、保存可信赖为特征，硬盘、U盘、SD卡作为随机存储介质用，光盘作为长期保存介质用
表
（二）专业用存储市场的规模估计（年需求量增长在1TB以上的产业）
存储规模
产业
1TB数量级产业
中小企业、电视刻录一体化、国防
10TB数量级产业
数字图书馆、官方档案、气象情报、运输业
100TB数量级产业
金融、情报、电视播放、档案馆、博物馆、地球观测
1000TB数量级产业
组装制造、医疗、航空航天
表（三）目前世界上的大规模存储案例
企业/团体
记录容量
数据时间节点
用途
电影/动画
电视台
1.5PB
电视、广播、互联网、三网融合
欧洲公共研究机关
15PB/年
2007年
量子物理学实验
互联网企业1
4PB
2006年6月
数据检索用存储
互联网企业2
2PB
2006年11月
客户信息保存、制品情报保存
互联网企业3
2PB
2007年3月
面向全世界顾客的在线存储
互联网企业4
2006年5月
互联网数据存储
图像
美国政府
1PB
气象情报、海岸情报保存
美国公共研究机关
2004年10月
物理、能源、环境、生物等研究
文书
美国大学
2006年4月
互联网存储
●1PB=1000TB
表（四）2009年日本市场有代表性的三种大容量存储系统的各项指标对比
光盘存储
磁带存储
硬盘存储
代表产品
UD02系统
LT04系统
38.2TB
19.2TB
1000TB
传输率
64Mbps
960Mbps
3Gbps（1G=1000M）
价格
7.76US$/GB
0.98US$/GB
0.60US$/GB
寿命
50年
10年
5年
消耗电力
430W
170W
33000W
●此处的寿命与后文中的寿命说法不同，在日本国内，为了保证系统的绝对安全可靠，往往在还能够使用时就被强制淘汰掉，因此，我们一般所说的寿命都较日本提出的寿命为长，这是因为中国和日本规定的“寿命曲线不同所致”。
但是，不管怎样，这些都不影响我们对大容量存储系统比较的判断。
表（五）存储产业面临的新课题
序号
原因
课题方向
课题1
文字、图片资料迅速向音频化、视频化的方向发展，存储容量以年均57%的增长率迅速增长
解决存储容量问题
课题2
各种纸文书迅速向电子文书方向发展，法律、档案等用途的电子文书必须实现长期保存
解决存储介质寿命问题
课题3
减少二氧化碳排放量成为清洁IT、清洁存储的评价指标之一
提高存储密度、提高存储利用率、省电，以及成本优化等问题
课题4
地球环境暖化的解决对策之一
大容量存储要向光存储方向过渡问题
课题5
存储内容要能保存100年
介质寿命、低成本和低污染、优化管理问题
课题6
2013年世界全部家庭数量约12.6亿，其中半数家庭需要能够看上数字电视，在2008到2013年，高清电视家庭年增长率为24%
解决存储市场需求问题
三、结构性转变要求用绿色存储概念解决存储问题
进入二十一世纪以后，资源与环境问题成为人类必须面对的课题。
进行各项产业的结构性转变，已经被世界各国陆续提上议事日程。
用绿色概念重新考虑目前已经建立起来的一切产业，用绿色概念规划未来的一切产业，已成为一种历史潮流，存储问题也不例外。
尽管目前存储产业的“绿色化方案”刚刚起步，各种观点不尽一致，但可以简单地归纳出下面几点：
一是存储后的数据信息要安全，不要被一些自然现象所扰动，也不要被一些技术手段轻易地破坏，更不要被一些日常灾害所损伤。
二是存储数据信息后的介质能够保存的时间尽可能地长，以减少再存储成本。
三是存储的数据信息要根据使用频度进行分类，实行有效使用管理。
目前存储的各类数据信息，有必要经常使用的只占极少数，2008年美国加州大学伯克利分校的一份报告显示，在过去十年里，90%的数据信息从来没有被读取过。
因此，有必要将很少被读取的数据信息隔离存储，少占用存储资源，需要时也能够读取出来。
四是存储系统要尽可能地减少电力消耗，同时也减少碳排放量。
五是任何系统不出现故障是不现实的，所追求的是故障维修时的成本最小，无法维修时对内容的损害要降到最低。
因此，数据信息存储的安全、承载介质的长寿命、存储资源的无效占用最少、日常运行中的最节能环保、故障维修时的维修成本最小和可能损害最低，就成了绿色存储必须优先关注的问题。
四、绿色存储的最佳解决方案是大容量光存储
在国家图书馆和国家档案馆的存储系统中，采用的是磁存储的“非活动大规模磁盘阵列”，在已列入国家863计划的图书馆数字化工程中，采用的也是磁存储路线图------即磁盘驱动器技术（主要用于快速数据提取）和磁带驱动器技术（主要用于存档和备份）。
截止到2005年，世界上90%的数字内容都是以磁介质的形式存储的。
目前，由于光盘技术的发展，采用光存储的方式建立“非活动大规模光盘阵列”的时机已经成熟，下面从上述的绿色存储概念的角度出发，对光盘阵列和磁盘阵列做一对比，表（六）给出了这种对比汇总结果。
从表（六）可以看出，光盘阵列处于优势地位。
在目前大容量光存储技术日趋成熟的情况下，绿色存储的最佳解决方案是大容量光存储，已经确定无疑。
表（六）光盘阵列和磁盘阵列的优缺点对比
绿色概念
存储阵列
优缺点
结论
安全性
磁盘阵列
1、受到强磁场冲击时记录数据会消失；
2、误操作可能抹去原来记录的数据内容；
3、黑客对系统侵入后可以改写已经记录的数据；
4、美国德州发生过因飓风导致数据库进水，磁盘阵列全部报废的案例。
光盘阵列
1、只要光盘不变形，数据就可以读出；
2、即使黑客侵入，也无法改写已经记录的数据内容；
3、遇水后只要清洁干净，数据内容照样可以读出。
光盘阵列占优
介质寿命
1、硬盘的平均寿命为10---30年；
2、磁带的平均寿命为15年；
3、磁带的复印效应导致数据信息在读出时信号变差；
4、磁带的磁粉脱落现象也导致数据信息在读出时信号变差。
1、光盘的理论寿命为100年（试验推论结果）。
有效使用管理
1、对于很少使用或根本不用的数据，要么删掉，只要存储就要占据存储空间；
2、对于很少使用或根本不用的数据，要想保留只能保留在磁盘的原来地址，难以根据使用频度改变数据存储位置和路径。
2、可以根据数据被使用的频度进行管理，在阵列内部划分出A、B、C、D等几个区域，将根本不用的数据光盘自动地放置在D区，降级处理后进入黑色档案库，在废弃的同时又保留了原来存储的数据不丢失。
节能降耗低碳
1、耗电量很大，据报道，谷歌在美国俄勒冈州一个数据中心的耗电量就与日内瓦全城的耗电量相当，耗电的同时产生二氧化碳排放；
2、现在的发展趋势是每天24小时驱动器都要处于工作状态，永远联网，在更换坏的或旧的存储单元或者增加新的存储单元时都不中断服务，这样，即使出现了某些节能措施，其效果也是局部的。
1、工作中的光盘处于通电状态，不用的光盘可以不理它；
2、对于很少使用或者根本不用的光盘阵列，可以采取断电方式，在遇到个别使用请求时再通电；
3、二氧化碳的排放很少。
维修成本及损害
1、磁盘（带）介质和各种元器件一体化，任何一个元器件的不良或故障都将导致该块磁盘（带）的故障，进入必须维修阶段；
2、如果一小段磁带发生了化学变化，就可能损坏磁带的读写磁头，致使整盘磁带都得扔掉。
1、每一张光盘都是独立存在的，都不对其它光盘产生影响，因此，光盘出现问题时，重新刻录补充一张光盘就可以了；
2、光盘阵列的其它硬件部分与作为数据存储介质的光盘“没有直接关系”，更换任何硬件部分都不对光盘上的数据信息产生影响，没有数据损失现象发生。
五、大容量光存储产业建设路线图
将大容量光存储产业建设列入“国家十二五信息产业发展规划”，成立领导小组，设立国家信息产业发展专项，并设立专项发展基金（专款专用），指定一个有生产实力的企业作为牵头单位建设“大容量光存储技术工业研究院”，联合国内外一切可以联合的力量，搭建一个产学研平台，切实有效地推进大容量光存储产业建设。
一期目标：
2011年开始第一代大容量光存储数据库系统的研发，采用目前已经成熟的BDR光盘（25GB容量）方案，2013年将第一代的“非活动大规模光盘阵列”推向市场。
二期目标：
2011年下半年开始陆续进行第二代大容量光存储数据库系统用光盘、光盘材料、激光头等关键件、刻录读出设备的研发（采用超分辨技术制造存储容量100GB的可一次性刻录光盘方案），在光盘、光盘材料、关键件、刻录读出设备等能够量产后，开始第二代的“非活动大规模光盘阵列”研发，争取在2015年推向市场。
三期目标：
2012年下半年开始陆续进行第三代大容量光存储数据库系统用光盘、光盘材料、激光头等关键件、刻录读出设备的研发（采用多维存储技术制造存储容量500GB的可一次性刻录光盘方案），在光盘、光盘材料、关键件、刻录读出设备等能够量产后，开始第三代的“非活动大规模光盘阵列”研发，争取在2017年推向市场。
四期目标：
2014年开始陆续进行第四代大容量光存储数据库系统用光盘、光盘材料、激光头等关键件、刻录读出设备的研发（采用全息技术制造存储容量在1TB以上的可一次性刻录光盘方案），在光盘、光盘材料、关键件、刻录读出设备等能够量产后，开始第四代的“非活动大规模光盘阵列”研发，争取在2020年推向市场。
上述各期目标所对应的光盘、光盘材料、激光头等关键件、刻录读出设备，在能够实现量产后就开始进行产业化生产与销售，其推向市场的时间在同期的“非活动大规模光盘阵列”之前，原则是，产品成熟一批，就推向市场一批，逐步推出并形成各种产品群，以适应不同客户的要求。
六、上述路线图对周边产业的带动效应
由于建设大容量光存储产业涉及到多个领域，需要多个领域企业的协作，因此，该项目能够带动相当一部分的周边产业发展。
表（七）给出了部分可带动的项目。
从表（七）可以看出，大容量光存储产业建设项目，如果能够成功实施并取得预期结果的话，将带动一个产业群的发展，在改变一个产业群的同时，将改变光存储产业所涉及产业群的整体生产研发素质，同时也将改变该产业群落领导者及相关人员心理素质。
表（七）大容量光存储产业可带动的部分产业项目
产品类别
产品名称或用途
说明
产品
光盘
1、存储容量为100GB的大容量光盘（采用超分辨技术）
2、存储容量为500GB的大容量光盘（采用多维存储技术）
3、存储容量为1TB的大容量光盘（采用全息技术）
刻录读出设备
1、支持100GB光盘的刻录读出设备（采用超分辨技术）
2、支持500GB光盘的刻录读出设备（采用多维存储技术）
3、支持1TB光盘的刻录读出设备（采用全息技术）
1、单张光盘容量为25GB的第一代非活动大规模光盘阵列
2、单张光盘容量为100GB的第二代非活动大规模光盘阵列
3、单张光盘容量为500GB的第三代非活动大规模光盘阵列
4、单张光盘容量为1TB的第四代非活动大规模光盘阵列
关键件
激光头
1、支持100GB光盘的刻录读出激光头（采用超分辨技术）
2、支持500GB光盘的刻录读出激光头（采用多维存储技术）
3、支持1TB光盘的刻录读出激光头（采用全息技术）
编解码器件
1、支持100GB光盘的刻录读出编解码器件（采用超分辨技术）
2、支持500GB光盘的刻录读出编解码器件（采用多维存储技术）
3、支持1TB光盘的刻录读出编解码器件（采用全息技术）
伺服系统
1、支持100GB光盘的刻录读出伺服系统（采用超分辨技术）
2、支持500GB光盘的刻录读出伺服系统（采用多维存储技术）
3、支持1TB光盘的刻录读出伺服系统（采用全息技术）
4、支持第一代非活动大规模光盘阵列的伺服系统
5、支持第二代非活动大规模光盘阵列的伺服系统
6、支持第三代非活动大规模光盘阵列的伺服系统
7、支持第四代非活动大规模光盘阵列的伺服系统
机芯
1、支持100GB光盘的刻录读出机芯（采用超分辨技术）
2、支持500GB光盘的刻录读出机芯（采用多维存储技术）
3、支持1TB光盘的刻录读出机芯（采用全息技术）
设备及辅助设备
1、各种规格光盘生产用母盘设备、复制设备、盘面印刷设备、检测设备、辅助设备的研发和生产
2、各种规格光盘刻录读出用关键件生产的生产设备、辅助设备的研发和生产
3、各种规格光盘刻录读出用刻录读出设备的生产设备、辅助设备的研发和生产
4、各种规格光盘阵列的生产设备、辅助设备的研发和生产
耗材
光盘用
1、100GB光盘用掩膜材料的研发和生产
2、500GB光盘用记录层材料、间隔层材料的研发和生产
3、1TB光盘用折变晶体材料、间隔层材料的研发和生产
4、各种规格光盘用覆盖层材料的研发和生产
软件
1、各种规格光盘用写策略软件
刻录读出设备用
1、各种规格刻录读出设备用的各种软件
光盘阵列用
1、各代光盘阵列设备用的各种软件
生产及辅助设备用
1、用于各种规格光盘生产、关键件生产、刻录读出设备生产、光盘阵列生产的生产设备和辅助设备用的各种软件
LOGO
产品包装用
1、用于各种规格光盘包装用的包装盒、包装筒
其它产品用
1、用于其它产品的各种标识
七、上述路线图可能带来的知识产权格局的变化
上述路线图如果能够成功实施并取得预期结果的话，将可能带来光存储产业知识产权格局的变化，至少是中国企业在未来大容量光存储产业的话语权地位，将获得极大改善，获得参与制定某些游戏规则的权利。
在第三代光存储产业中，中国企业仅获得了一个“贡献者会员”地位（只具有提案权而无决策权），在第四代和第五代光存储产业中，如果我们做得好，成为“理事会成员（具有决策权）”将指日可待。
表（八）给出了将可能取得的软实力状况汇总。
表（八）大容量光存储产业建设成功实施后将取得的软实力成果
类别
项目
论文系列
论文
围绕大容量光存储技术开发及产业化所发表的论文
技术交流报告
围绕大容量光存储技术开发及产业化所发表的技术交流报告
技术笔记
围绕大容量光存储技术开发及产业化所建立的技术档案系统
专利系列
发明专利
围绕大容量光存储技术开发及产业化所申请的发明专利
实用新型专利
围绕大容量光存储技术开发及产业化所申请的实用新型专利
外观设计专利
围绕大容量光存储技术开发及产业化所申请的外观设计专利
软件专利
围绕大容量光存储技术开发及产业化所申请的软件专利
标准系列
光盘标准
围绕大容量光存储技术开发及产业化所建立的各种光盘标准
关键件标准
围绕大容量光存储技术开发及产业化所建立的各种关键件标准
刻录读出设备标准
围绕大容量光存储技术开发及产业化所建立的各种刻录读出设备标准
光盘阵列设备标准
围绕大容量光存储技术开发及产业化所建立的各种光盘阵列设备标准
外观标准
围绕大容量光存储技术开发及产业化所建立的各种外观标准
LOGO标识
围绕大容量光存储技术开发及产业化所建立的各种LOGO标识
专利池
自行研发专利
围绕大容量光存储技术开发及产业化自行研发专利加入到专利池中
合作研发专利
围绕大容量光存储技术开发及产业化合作研发专利加入到专利池中
外来加盟专利
围绕大容量光存储技术开发及产业化外来专利加盟到专利池中
八、以第三方专利池的方式构建中国标准的分析
在第三代光存储产业中，形成了以索尼、松下、飞利浦为首的BD3C集团和以东芝、三菱、汤姆逊、华纳兄弟为首的BD4C集团，这两个企业联盟的标准成了世界标准。
另外，华录提名的BDA技术（中国自己的音频编解码技术）也被BD3C集团接纳为BD的“可选择项标准”。
这让我们看到了一个现象，在BD3C集团的BD音频技术中，不仅有杜比技术和DTS技术符合BD标准，中国的BDA技术也符合BD标准，此外，也许还有其它公司的技术与杜比和DTS技术相比毫不逊色，只是没有途径获得BD3C集团的认证，或者说BD3C集团根本不愿意对它们的技术进行认证，因为杜比和DTS已经同BD3C集团结成了产业利益同盟。
实际情况正是这样。
在BD3C集团主导的BDA（国际蓝光产业联盟）中，有18家处于核心层地位的理事会成员单位，而BD产业所涉及的专利技术，并不是全部为18家企业所占有，它们只是占有一部分。
其中相当一部分为诸多小企业所有，这些小企业自己难以扛起大旗，需要“依托在一杆大旗下存在”；
另有一些为其它企业或企业联盟所有，还有就是一些新技术正在不断地被开发出来。
这就为我们提供了一个新的契机，也就是构建以中国企业为主的“第三方专利池”的契机，这个“第三方专利池”构建的思路是：
在国家发改委、工信部的领导下，在中国标准化研究所的指导配合下，中国企业扛起一杆专利池的大旗，这样，相当一部分持有各种专利的诸多小企业，会逐步地靠拢在“第三方专利池的大旗下”，再就是一些被开发出来的新技术也会逐步地靠拢在“第三方专利池的大旗下”寻求依托，在一定的时机，我们再同具有另一些专利的其它企业或企业联盟签订协议，实现产业利益共享，从而完成以中国企业为主的“第三方专利池”的构建之路。
可喜的是，这一契机正在出现。
尽管在构建“第三方专利池”的过程中基础专利部分仍将为国外企业所占据，但是，哪怕中国企业实现的只占专利总量中的百分之五，那也是一个可喜的突破，也能够实现“部分的交叉许可”的目的。
九、经济危机是中国企业实现“由国外企业代理向国内企业代表转变”的最佳时机
到目前为止，包括中
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