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玻璃多維光盤（左）與卓越獎獎杯。光谷高清（受訪單位供圖）
工作中的青年張靜宇（右）。（受訪單位供圖）
湖北日報全媒記者 沈早慧 通訊員 湖小青
一片薄薄的研發(fā)硬盤玻璃，可存儲2.5萬部高清電影，玻璃一次寫入后可存儲超10萬年，成功存儲堪稱“神奇硬盤”。量產(chǎn)璃
5月3日，片玻研發(fā)該成果的電影科創(chuàng)青年、湖北光谷實驗室研究員張靜宇向湖北日報全媒記者透露項目最近進展：“我們研發(fā)的光谷高清超大容量玻璃硬盤已經(jīng)成功實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)。”
“神奇硬盤”讓數(shù)據(jù)近乎“永生”
這種“神奇硬盤”從外形看，青年就是研發(fā)硬盤一片僅2毫米厚、形似光盤的玻璃圓形玻璃。這樣一片薄薄的成功存儲玻璃，最大理論容量為360TB數(shù)據(jù)，量產(chǎn)璃相當于2.5萬部高清電影的片玻大小，而且不用通電，也不懼潮濕高溫，可讓數(shù)據(jù)近乎“永生”。
數(shù)據(jù)存儲能力是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心和基礎之一，存儲介質(zhì)更是其中的關鍵一環(huán)。現(xiàn)有存儲介質(zhì)中，機械硬盤的理論壽命僅為5年左右，磁帶理論壽命在20年左右，而光盤的理論壽命則在50年左右。與機械硬盤、磁帶、光盤等相比，玻璃硬盤的理論壽命近乎“永久”。
2011年從華科畢業(yè)后，張靜宇赴英國南安普頓大學攻讀博士。其間，他發(fā)現(xiàn)玻璃介質(zhì)存儲容量大，可以實現(xiàn)三維堆積，且具有耐高熱、耐紫外線、耐電磁輻射等優(yōu)勢。
自此，張靜宇開始瞄準玻璃大容量永久存儲這一前沿空白領域展開攻關。然而，讓飛秒激光高效精準“刻入”玻璃內(nèi)部、形成納米結(jié)構(gòu)并非易事。研發(fā)過程中，不時出現(xiàn)激光器不穩(wěn)定、光學系統(tǒng)溫控差等問題，數(shù)據(jù)寫入準確率低、實驗重復性不理想等情況。
通過優(yōu)化流程提高加工效率、大幅縮短單次加工時間，同時創(chuàng)新性引入動態(tài)平衡裝置，張靜宇最終讓玻璃存儲的穩(wěn)定性與精準度實現(xiàn)質(zhì)的突破，成功利用飛秒激光在玻璃介質(zhì)上突破性地刻制了400層數(shù)據(jù)存儲層，并形成了一套完整可行的技術方案。此后，該技術入選中國兩院院士世界十大科技進展。
國內(nèi)多家檔案館及醫(yī)院落地應用
博士畢業(yè)后，張靜宇回到母校華中科技大學武漢光電國家研究中心。在湖北良好的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)生態(tài)與完備的光電子產(chǎn)業(yè)集群支持下，他決心帶領團隊推動玻璃存儲技術實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地。
項目初期，張靜宇團隊聯(lián)合龍頭企業(yè)研發(fā)出了基于飛秒激光調(diào)制的快速寫入系統(tǒng)，同時經(jīng)過多次迭代優(yōu)化，成功搭建了玻璃存儲快速寫入原理樣機。“樣機的寫入速度、存儲密度和數(shù)據(jù)穩(wěn)定性等核心指標均達國際領先水平，這也標志著我國在長壽命高密度數(shù)據(jù)存儲裝備領域?qū)崿F(xiàn)自主可控。”張靜宇說。
產(chǎn)業(yè)化階段，武漢產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展研究院通過“撥轉(zhuǎn)股”創(chuàng)新機制為其提供資金支持，幫助團隊邁出成果轉(zhuǎn)化關鍵一步。2024年，經(jīng)武創(chuàng)院等推薦，其項目“巨量信息低成本超長壽命玻璃多維存儲技術”斬獲2024全國顛覆性技術創(chuàng)新大賽最高獎——卓越獎。同年，張靜宇與畢業(yè)學生聯(lián)合創(chuàng)辦武漢一堯科技有限責任公司。
在產(chǎn)業(yè)化進程中，張靜宇團隊還成功開發(fā)轉(zhuǎn)動伺服光驅(qū)系統(tǒng)，解決了玻璃多維存儲寫入速度慢的關鍵問題。目前，其團隊研發(fā)的玻璃硬盤已實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)，成本僅為傳統(tǒng)存儲介質(zhì)的十分之一。
張靜宇說，雖然目前數(shù)據(jù)寫入設備的成本較高，讀寫速度還比不上成熟的傳統(tǒng)存儲介質(zhì)，但在部分行業(yè)已經(jīng)開始了落地應用。“對檔案館、醫(yī)院、銀行等有長期、安全保存‘冷數(shù)據(jù)’（使用頻率低但需要長期保存的數(shù)據(jù)）需求的行業(yè)來說，傳統(tǒng)存儲介質(zhì)壽命有限、維護成本高。而玻璃硬盤憑借超長壽命、超高密度、超低能耗等優(yōu)勢，正好能夠彌補這些短板。”
目前，張靜宇團隊已與湖北省檔案館、江蘇省檔案館等國內(nèi)多家檔案館及醫(yī)院達成合作，并與全國范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)中心展開應用接洽。“未來，我們將繼續(xù)探索玻璃存儲技術在檔案管理、數(shù)據(jù)中心、云存儲等多領域的應用場景，推動玻璃存儲從專業(yè)領域走向大眾生活。”張靜宇說。