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	HDD用GMRヘッド

　昨今、家庭用ビデオレコーダーは、ＤＶＤ、およびＨＤＤ搭載モデルが主流となっており、各社新製品においてはＨＤＤの記憶容量が８０ＧＢくらいから２５０ＧＢの大容量のものまで花盛りである。
一方、ゲーム機器においても、新製品はＨＤＤ搭載モデルが主流となりつつあり、従来のＰＣ用途偏重であったＨＤＤ市場が大きく変貌、拡大を遂げている。ここでは、そのＨＤＤ市場および重要機能部品であるＧＭＲヘッドに関して現状分析と将来展望を行う。

　ＨＤＤ市場に関しては業界調査会社各社からいろいろと報告されているが、下記グラフ（グラフ１）は、米国の代表的ＨＤＤ調査会社であるトレンドフォーカス社（米国カリフォルニア州）が予測したＨＤＤ市場、およびそれに使用する磁気ヘッド市場を示したものである（２００３年ＣＱ３時点）。これによると、２００３年のＨＤＤ市場は２４２百万台（うちＰＣ用途：２２６百万台、ＰＣ外１７百万台）２００４年は２６２百万台（うちＰＣ用途：２４０百万台、ＰＣ以外：２２百万台）となっている。
２００３年予測を分析すると、サイズ別では、約８１％が３．５インチであり、２．５インチでは１８％、１．８インチ以下のサイズが約１％としている。一方、用途別では、ＰＣ用が９３％で、ＰＣ用途外が約７％と予測している。しかし、２００３年ＣＱ３（７―９月）の各ＨＤＤメーカー生産実績をみると、当初予測より大幅な伸びを示し、また、２００４年も非常に好調と予測しており、今の推移では２００３年で２５０百万台、２００４年には３００百万台を超す勢いである。
この好調の原因は、ＰＣ業界における個人消費の好転、企業での買い替え需要の拡大に加えて、冒頭に述べた民生機器、ゲーム機器への拡大、あるいは小型の１．８インチ、または１．０インチサイズの車載用ナビゲーションシステム、デジカメ用記憶メモリー、あるいは音楽用としての携帯端末機器への搭載などへと、その応用範囲が急速に拡大していることにある。
なお、ＰＣを地域的にみると、従来の欧米中心から、アジア地域での消費拡大、特に中国市場での消費拡大が牽引となっていることが大いに注目される。
また、記録容量の観点で２００３―２００４年での変化の推移をみると、デスクトップＰＣ市場においては、２００３年ＣＱ３　４０―８０ＧＢ中心から、２００４年ＣＱ３　８０―１２０ＧＢへシフトしていること、Ｎｏｎ―ＰＣ市場としてのＰＶＲ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｖｉｄｅｏ　Ｒｅｃｏｒｄｅｒ）や、ＳＴＢ（Ｓｅｔ　Ｔｏｐ　 Ｂｏｘ）では同様に８０―１２０ＧＢ（２００３年ＣＱ３）から、１００―２５０ＧＢ（２００４年ＣＱ３）へと拡大している。
　ＨＤＤは、１９５２年にＩＢＭ社が開発発売以来、技術革新、市場での拡大を続けてきた。製造メーカーも、日本、米国、欧州で５０社以上の参入企業があったが、現在では寡占化が進みＳｅａｇａｔｅ社、Ｍａｘｔｏｒ社、Ｗｅｓｔｅｒｎ　Ｄｉｇｉｔａｌ社、日立グローバルシステム社（ＩＢＭと日立の合弁会社：２００２・１２月合併）、富士通、東芝および韓国のＳａｍｓｕｎｇ社で全世界のＨＤＤのほとんどを作っている。一方、１．８インチ以下の小型サイズに特化したＨＤＤ専業メーカーも新規参入しており、将来における市場拡大を睨んだ動きも活発化している。開発生産拠点は、ここ数年大きな変化はなく、米国、日本で開発し、生産はフィリピン、シンガポール、タイランド、マレーシア、インドネシアおよび中国などに分散している。しかし、一部のＨＤＤメーカーは中国生産拠点を拡大しており、また中国への生産シフトを計画中の大手メーカーもあり、今後中国の生産拠点としての、部品の調達、物流を含めた重要性が拡大している。現在は３．５インチＨＤＤでは、８０ＧＢ（メディア１枚）、２．５インチでは４０ＧＢ、１．８インチで２０ＧＢが主流となっている。しかし、既述のごとく、市場の記録容量アップに対する期待は強く、また、記録密度向上で使用する部品点数を下げ製造コストを下げる動きは強く、各社ともさらなる容量アップに向けて開発中である。
このＨＤＤ記憶容量アップを支えるＨＤＤ技術としては（１）磁気ヘッド技術（２）磁気媒体技術（３）ヘッド、メディアのトライポロジー技術（４）信号処理技術（５）高速回転技術（６）高精度サーボ技術などがある。
このなかで、磁気ヘッド技術は、ＨＤＤの記録容量を飛躍的に伸ばす重要な技術であり、アルプス電気を含め磁気ヘッドメーカー２社と磁気ヘッド内作能力を持つＨＤＤ装置メーカーの一部が開発生産している。以下に、この磁気ヘッドの市場動向、技術動向および将来展望について述べる。

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		HDD Forecast			PCおよびNon-PC用途			GMR HGA グローバル・マーケット

　磁気ヘッドの市場は、前述したトレンドフォーカス社によると、２００３年６５６百万個、２００４年６８３百万個を予想している。ドライブ１台あたりの平均磁気ヘッド使用個数は、２００３年２．７個、２００４年２．６個に相当する。ただし、この磁気ヘッド使用個数は、ＨＤＤの用途によってまたＨＤＤサイズによって当然異なる。
一般的にＨＤＤ用磁気ヘッドは、記録用薄膜ヘッドと再生用ＧＭＲヘッドで構成されている。この磁気ヘッドは、さらなる記録容量アップのために（１）記録、再生側コアの極小化（２）再生側の単位トラック幅あたりの感度アップ（３）データ転送レート向上のための記録ヘッドの周波数特性向上（４）ヘッドと媒体間の間隙を下げることとトライポロジー改善――が技術的な流れである。昨今の媒体は、媒体の熱揺らぎ現象対策で記録磁化状態を安定化させるために、保磁力の高い材料を採用しており、記録ヘッドにおいては、磁性材料の最適化が必要で、かつより強い、シャープな磁界を発生させる構造上の工夫が必要である。
当社においては、飽和磁束密度の高い材料（２．３５テスラ）を選定し、かつ積層メッキ法とポールトリミング工法との組み合わせで、一段と高効率、高精度のトラック幅を持つ書き込みヘッドを実用化している。一方、再生側ヘッドにおいては、当社はＣＩＰ―ＧＭＲ（Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｉｎ（ｔｈｅ）　Ｐｌａｎｅ）と呼ばれるハードバイアス方式構造で、さらなる改善を加え効率の良いヘッド構造を採用している。一般的にＣＩＰ―ＧＭＲ方式では下部シールドと上部シールドの間隙にアルミナ系の絶縁膜をはさんでＧＭＲ積層部およびリード部、ハードバイアス膜部を形成している。ＧＭＲ積層部は反強磁性体層、ピンド層、フリー層などで構成されるが、当社においてはＳｅｅｄ層、ピンド層にはＳＦＰ構造（Ｓｙｎｔｅｔｉｃ　Ｆｅｒｒｉｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｐｉｎｎｅｄ　Ｌａｙｅｒ）、またフリー層にはＭＲ比をあげるためにスペキュラー効果を持つ特殊な材料を採用。これらの技術を通してＣＩＰ―ＧＭＲの感度向上を達成している。

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	GMRヘッド(HDD用GMR薄膜ヘッド)　構造図			アルプス電気　垂直記録ヘッド試作品

　各ＨＤＤ装置メーカーは次世代モデルとして３．５インチＨＤＤにおいては、１２０ＧＢあるいは１６０ＧＢモデルの開発にしのぎを削っている。当社においては、特に記録密度１２０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ２　　　（３．５”１６０ＧＢ）以上においては、上記のＣＩＰ―ＧＭＲ、アドバンスドＣＩＰ―ＧＭＲ方式では対応が困難であり、構造、材料を含めた最適化の検討と、ＣＰＰ―ＧＭＲ方式（ＣｕｒｒｅｎｔＰｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌｅｒ　ｔｏ　ｔｈｅ　Ｐｌａｎｅ）と呼ばれる膜面に垂直に電流を流す方式での開発を同時にを進めている。このＣＰＰ―ＧＭＲ方式にはＴＭＲヘッド（Ｔｕｎ‐ｎｅｌｉｎｇ　Ｍａｇｎｅｔｏ　Ｒｅｓｉｓｔｅｖｅ）方式と、ＧＭＲ効果を利用した方式があり、電磁変換特性、生産性、量産性も考慮した開発を行っている。また、垂直記録方式も、長手記録による限界から実現性が高くなっており、垂直記録用の記録再生複合ヘッドの開発も行っている。
これらの領域においてはもはや、磁気ヘッド、あるいはメディア、ＩＣ単独での開発では達成できず、ドライブのターゲットを共有化して各社の連携が非常に重要になっている。
ＭＲヘッドからＧＭＲヘッドへの移行時期は、年率１００―１２０％で記録密度が拡大したが、現在は、年率６０％程度まで落ちてきている。
静止画から動画記録がさらに拡大しているなか、ＨＤＤへの期待がさらに高まっており、当社においても、磁性材料技術、精密加工技術、薄膜技術、トライポロジー技術、評価計測技術、などを駆使し先端技術を追求している。