補短板,中國特種光纖產業正銜枚疾走

特種光纖因其特殊的產品性能,應用比較廣泛。

在中國,特種光纖產業近幾年發展較快,但是與國外廠商相比仍然有較大進步空間,需要繼續能力。

所謂的特種光纖,是指在特定波長上使用,為實現某特種功能而設計製造的光纖,廣泛應用於通信、醫療、航空航天、石油化工等領域。

不過,與普通光纖相比,特種光纖的製備工藝更加複雜,技術要求也更高,因此國內從事相關產品研發和生產的企業並不多,甚至有相當一部分特種光纖預製棒還要依賴於進口。顯然,中國特種光纖產業還有待進一步發展。

特種光纖“特”在哪?

特種光纖的種類繁多,中國電子元件行業協會按應用將特種光纖分為有源及無源器件、激光器及光纖傳感三大領域。

补短板,中国特种光纤产业正衔枚疾走

有源及無源器件用特種光纖有摻餌光纖(EDF)、保偏光纖(PMF)、耦合光纖及穩相光纖光纜等。其中,EDF是一種在纖芯中摻雜了稀土元素餌的光纖,是摻餌光纖放大器(EDFA)的核心。PMF能夠實現偏振光的穩定傳輸,主要用於光纖陀螺、光線傳感和光纖通信等領域。耦合光纖為980nm和1550nm波長光的傳輸而設計,用於光纖耦合器、EDFA和泵浦激光中與餌纖的熔接。穩相光纖光纜的特點在於,光在其中傳播時間受外界溫度變化影響很小,甚至沒有影響,廣泛應用於雷達、高端商用產品及其他對溫度漂移係數有較高要求的產品。

激光器中常用的特種光纖有摻鐿光纖(YDF)、無源匹配光纖(GDF)和大芯徑傳能光纖。其中,YDF為一種在纖芯中摻雜稀土元素鐿的光纖,主要應用於摻鐿光纖放大器和激光器中。GDF是用於全光纖一體化設計的光纖激光器和放大器的理想光纖,用以匹配相應的摻鐿光纖。大芯徑傳能光纖可加工成傳能跳線,用於高功率激光的柔性傳輸。

光傳感器用特種光纖主要有抗輻射光纖、耐高溫光纖、旋轉光纖、抗彎曲光纖(BI光纖)和特殊多模光纖。其中,抗輻射光纖通過摻雜、波導等設計,可以使光纖在輻射條件下,減少輻照缺陷,從而降低敷設所引起的衰減,使光纖在輻射條件下可以正常使用。耐高溫光纖可以在85℃以上的環境下工作,而普通光纖的耐受溫度一般為-65℃——85℃。旋轉光纖又稱扭轉光纖、保圓光纖,分為旋轉低雙折射光纖和旋轉高雙折射光纖,後者抗彎曲、應力等外界干擾能力強,用於光纖電流互感用傳感環的製造。BI光纖,又稱彎曲不敏感光纖,應用於光纖水聽器、光纖制導等。

中國廠商仍需努力

特種光纖因其特殊性,應用廣泛,是多種重點下游產品的核心元件,目前國內已有多家廠商佈局相關產品,市場需求增長較快,但也不可否認其市場需求與普通光纖相比,依然存在著較大差距。

據中國電子元件行業協會信息中心推算,2016年中國幾大類特種光纖市場規模總額不到4億元,到2022年,其國內市場規模將達到8億元左右。

作為對比,據英國諮詢機構CRU統計,2016年全球光纖需求量達4.25億芯公里,其中中國市場需求佔比達57%。當年光纖價格在100元/芯公里左右,因此推算普通光纖市場規模約242億元。儘管2018年,中國市場光纖需求量有所下滑,且單價也跌至60元/芯公里左右,但是其總規模也在百億元級別。

顯然,在市場需求中,特種光纖所佔比重不到2%,不過特種光纖所應用的範圍要寬廣得多,甚至還涉及很多高精尖科學領域,因此提升國產光纖的研發實力有助於提升中國在高精尖領域的國際地位。

可喜的是,國產特種光纖產業近年來發展較快,目前已經有長飛光纖、烽火通信、亨通光電、武漢睿芯等多家廠商佈局特種光纖產業,基本覆蓋了上述三大領域。不過需要指出的是,中國特種光纖產業整體實力,與國際特種光纖巨頭相比,仍有較大的發展空間。

據業內人士介紹,上述幾大類特種光纖產品在國內的整體發展水平既有共性,又有個性。共性在於,幾大類光纖國內廠商基本都有產品覆蓋,甚至部分品類產品的國產化實現了從無到有。

不過,幾大類國產特種光纖產品的發展水平仍不夠均衡。比如摻稀土元素類特種光纖,國產光纖僅有摻鐿、鉺、銩等幾種元素的光纖產品,但國外廠商除了上述產品之外,還發布了摻釹、鈥等稀土元素,以及兩種及以上稀土元素共摻的光纖產品。在國內市場上,EDF的大部分市場份額仍被外國廠商佔據,國產中低功率YDF已開始量產,正在高功率產品方面奮起直追。

陀螺用PMF因國際禁運,市場被國內廠商佔據,器件用PMF已實現小部分國產化,但大部分市場由國外廠商佔據,耦合光纖目前已能全面實現國產化,且產品技術指標與國際先進水平差距不大,甚至部分技術指標已為國際領先。

抗輻射、耐高溫、旋轉、BI光纖等,國產產品已佔據了一定的市場份額,不過在一些特殊領域,比如超高溫領域,國外廠商仍居於主導地位。

未來發展方向

對於國產特種光纖當前發展水平不一,中國電子元件行業協會在2018年發佈的《中國光電子器件產業技術發展路線圖(2018-2022年)》中指出了五點原因。

一是,市場容量小,企業缺乏產品開發動力;二是,研發時間較晚,整體技術和產業化落後;三是,標準化發展滯後;四是,關鍵設備和原材料尚不能自給;五是,國外企業對特種光纖設置了較高的技術壁壘和專利壁壘。

為此,《中國光電子器件產業技術發展路線圖(2018-2022年)》為特種光纖產業的發展指明瞭發展目標。

一是,到2022年實現EDFA用EDF國產化,完全替代進口,中低功力光纖激光器用雙包層大模場YDF國產化率達到50%以上,研製成功激光清洗行業用平均千瓦級、單脈衝能量達百mJ兩季的超大模場YDF,填補國內空白。二是,到2022年,國產器件用PMF市場佔有率超過50%,國產陀螺用PMF技術達到國際先進水平。三是,研製應用於WDM、EDFA系統的耦合光纖,推出商用型低溫度敏感性穩相光纖光纜。四是,逐漸實現10/130及以上大尺寸無源匹配光纖、耐受功率1000W以上傳能光纖產品量產。五是,

適用於中高劑量輻照環境的抗輻射多模50/125光纖全面實現國產化,到2022年實現篩選強度超過100kpsi以上、長期耐受溫度達到300℃以上國產光纖量產。六是,到2022年,適用於光纖電流互感器的旋轉高雙折射光纖產品國產化率達到60%以上。七是,大力發展民用水聽器用BI光纖的研發,到2022年,國產BI光纖在國產水聽器市場份額佔據80%以上。八是,新增相關領域專利100餘項。

希望經過產業鏈各方努力,國產特種光纖的產品性能能夠更上一層樓,佔據更多的市場份額。

5G商用在即,國產光模塊還有多遠?(附一張圖看5G光模塊)

5G商用在即,你的光纖準備好了嗎?

長飛光纖曬2018年業績:海外業務漲幅超60%

網絡切片如何“切出”5G商業大蛋糕

對賬四大設備商財報:5G前夜寒意仍在,但暖春不遠

文 / 《通信產業報》(網)高超


分享到:


相關文章: