二月份認識科學講座 (Sat. 02/22/12)
題目：磁性薄膜介質的演變及其對近年來蓬勃發展的資訊科技之貢獻
演講者：陳都博士 (Tu Chen, Ph.D.)
報導：好兒 / 攝影：曾俊隆醫師

二月份認識科學講座很榮幸地邀請到在矽谷知名的台美創業家陳都博士來介紹電腦磁性薄膜硬碟片（thin-film magnetic disk）的演變。

首先，主持人陳清池教授介紹陳都博士，他是台灣宜蘭人，台灣國立成功大學冶金工程理學士畢業，明尼蘇達大學冶金工程碩士與博士。他是Komag 公司的創始人之一，他成功的將該公司發展成為薄膜硬碟片最大的製造公司。

陳都一開始打趣提到他當年填志願時，矇懞懂懂以為填的是成大的礦「治」系，直到考中了，才知道那個「冶」字是唸「ㄧㄝˇ」。

陳博士的演講主要有三方面，以下為摘要：

人類的文化、歷史與知識，需要被記錄下來才可以代代傳承下去。在電腦的世界裡，主要的記錄儲存裝置就是硬式磁碟機。

ㄧ、Xerox PARC 「未來辦公室」的研究

1971年陳都博士加入全錄公司 (Xerox) 的研究中心 Palo Alto Research Center (PARC)，後來參與了「未來辦公室」的研究。該計劃的主要目標是製造出價值一萬美元一臺的個人電腦。這部電腦的硬碟機部分，是陳博士研究的方向與挑戰，需要把當時約二十萬美金一臺的 300MB硬碟機能夠降價到一千五百元。由這項研究，奠定了之後他創業 Komag 的基礎。

二、磁性薄膜硬碟片技術的突破

1980年代時之前的磁性儲存主要是以氧化鐵為材料，所提供的資料儲存容量非常有限。但在1984年時陳都博士領導的Komag公司發展出鈷鏻合金的薄膜碟片，以Sputtering （真空濺鍍）製程讓硬碟能夠有更大的容量，此技術的突破，使該產品成為主流。

電腦的硬式磁碟機在記錄數位化的資料時， 是採用像馬蹄型的電磁鐵透過改變磁性介質上的磁化狀態來產生資訊。當電流通過電磁鐵的纏繞感應線圈時，磁鐵與磁性薄膜介質的間隙會形成磁場，如此便可讓磁片有磁化感應。在磁性介質上記錄資料時，藉由改變通入電流的方向（由某一方向改變成相反方向），就可以控制寫入磁場的方向，在介質上的磁化方向因電流變成相反方向就會南北極互換，進而寫入我們想儲存的資訊。磁片上這種磁性改變的地方叫磁相變（亦稱磁轉變，magnetic transition），它代表著一位元（ bit）數位訊號的「1」。磁碟機寫入頭在下一個相同距離的位置， 如果電流沒有改變方向，就沒有磁相變發生，讀取頭就不會有讀取的訊號，所以該處是數位訊號的「0」。當磁碟在與相對應的讀寫頭旋轉時，電路裡有一個計時器不斷地追蹤磁碟移動的距離，所以讀取頭可以在每個位置偵測到1 或 0。這是數位位元資料如何在硬式磁碟機儲存與讀取的簡要說明。

在二進位元電腦系統中，每一bit （位元）可以代表0 或 1 的數位訊號。 8 bits 組成一個byte，可代表一個字元(A~Z)、數字(0~9)、或符號(,.?!%&+-*/)，是記憶體儲存資料的基本單位。如果在磁碟有限的表面上可以儲存更多的位元，也就是說更高密度的位元的資訊可存在相同範圍的磁片上，那資料儲存的成本將可以降低。

三、價廉與大容量的硬碟設備，大大的幫助了資訊工業的蓬勃發展

硬碟機自從1956年推出以來， 儲存容量增加了百萬倍，同時數據儲存的成本卻下降了千萬倍（參看下表）。

今天我們使用網路上各種網站的服務，如谷歌 (Google)的搜尋、雅虎 (Yahoo)的電子信箱、eBay的網拍、 Netflix的電影節目、Amazon的購物等等，這些公司都要依賴大量的儲存設備與網路的基礎，擴建許多資料中心，才能應付使用者時時刻刻的需求與維持商業上的成長。

數據儲存是今天Internet成形的主要因素之一。價廉與大容量的硬碟設備，大大的幫助了資訊工業的蓬勃發展，亦是近年來雲端運算（cloud computing）不可缺的推手。

陳博士在2013年與當年在Komag 的下屬Tom Yamashita 合寫了一本書— " The Evolution of Thin Film Magnetic Media and Its Contribution to the Recent Growth in Information Technology, My Personal Experiences In Founding Komag Inc." 該書被矽谷的電腦歷史博物館收藏，有網路電子版，可到 http://www.computerhistory.org/collections/catalog/102740910 閱讀。陳博士亦捐贈一本給台灣中心的圖書館，由謝節惠董事長接受。台美基金會及台灣中心贈與感謝狀給陳博士。