王永超

特種光纖概覽

特種光纖是指在特定的波長(zhǎng)上使用，為了實(shí)現(xiàn)某特種功能而設(shè)計(jì)制造的光纖。特種光纖包括除常規(guī)通信光纖以外的具有特殊功能的各類光纖的總稱。相較于普通光纖，特種光纖的制備工藝要更為復(fù)雜，應(yīng)用屬性要求更為苛刻，對(duì)于行業(yè)廠商的專業(yè)性技術(shù)能力要求也更為特別。特種光纖品種繁多，按照應(yīng)用方向分為有源及無源器件用特種光纖、激光器用特種光纖和光纖傳感器用特種光纖三大類別。

近年來，隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)、智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的迅速發(fā)展，各種應(yīng)用場(chǎng)景下的光通信需求正在快速釋放。從光通信領(lǐng)域內(nèi)來看，在全球數(shù)字化、智能化程度不斷提升，電子信息應(yīng)用場(chǎng)景不斷泛化的背景下，特種光纖的核心價(jià)值日益凸顯。

從產(chǎn)業(yè)鏈角度劃分，特種光纖產(chǎn)業(yè)的上游包括了預(yù)光纖制棒制備所需襯管、套管、涂料，以及惰性氣體（氮?dú)?、氬氣）、二氧化碳、光敏膠、光纖封裝膠、固定膠、熱固性硅樹脂液體、紫外光固化丙烯酸酯液體、聚氨基甲酸乙酯等。

對(duì)于特種光纖廠商而言，對(duì)上游全工藝流程技術(shù)的掌握具有突出的價(jià)值。特種光纖由于其突出的場(chǎng)景適配性需求，通過生產(chǎn)鏈全方面地進(jìn)行研發(fā)適配以滿足特定需求成為重要的核心競(jìng)爭(zhēng)力，不僅可以從多方面進(jìn)行系統(tǒng)性設(shè)計(jì)提高產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)，而且也極大地縮短了產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的快速響應(yīng)外，還可以提升生產(chǎn)環(huán)節(jié)的良率問題。以光纖器件固化膠為例，光纖器件固化膠在特種光纖的生產(chǎn)過程中主要起固定和密封作用。光纖器件固化膠需要和特種光纖涂覆材料的使用性能匹配，才能更好的發(fā)揮特種光纖的應(yīng)用特點(diǎn)，尤其是在軍工、航天等對(duì)特種光纖光學(xué)性能、機(jī)械可靠性要求較高的重點(diǎn)領(lǐng)域，具有一定實(shí)力的特種光纖企業(yè)，也會(huì)采用自研光纖器件固化膠的方式來提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

特種光纖中游為特種光纖的制造，部分產(chǎn)品會(huì)直接銷售至航空、航海、電力、制造等下游采購(gòu)行業(yè);部分特種光纖廠商也會(huì)通過與光纖傳感等器件和軟件系統(tǒng)集成，以解決方案的形式銷售至下游通信、國(guó)防軍工、能源電力、醫(yī)療、軌道交通等行業(yè)。

特種光纖市場(chǎng)保持穩(wěn)步發(fā)展態(tài)勢(shì)。賽昇信息技術(shù)研究院數(shù)據(jù)顯示，2019年中國(guó)特種光纖市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)5.7%，達(dá)到97.9億元。在航天、軌道交通、能源、醫(yī)療等行業(yè)領(lǐng)域需求的持續(xù)推動(dòng)下，2024年特種光纖市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到187.4億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率13.9%。其中有源光纖占比約為30%至35%，傳能光纖占比約為25至30%，保偏光纖占比約為20%至25%。

產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)特點(diǎn)

特種光纖市場(chǎng)具有以下特點(diǎn)：

我國(guó)特種光纖市場(chǎng)未來還有較大提升潛力。

我國(guó)特種光纖產(chǎn)業(yè)起步較晚，目前在個(gè)別細(xì)分領(lǐng)域接近國(guó)際先進(jìn)水平，但整體距離全球先進(jìn)水平還有一定差距。特種光纖行業(yè)的發(fā)展，還會(huì)影響到下游光纖放大器、激光器、光纖傳感器等多個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)而影響通信、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、等多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。

關(guān)鍵技術(shù)和原材料制備能力，成為行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的核心能力。

特種光纖生產(chǎn)所需關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備和原材料，比如預(yù)制棒制備所需襯管、套管、涂料，以及光纖封裝膠、固定膠等還有很大部分需要進(jìn)口。包括光敏膠、封裝膠、固定膠在內(nèi)的各類工業(yè)膠水，對(duì)特種光纖的性能參數(shù)有重要影響，部分本土廠商已能夠使用特制的固化膠水來提升特種光纖性能。

國(guó)產(chǎn)特種光纖產(chǎn)品在部分領(lǐng)域已經(jīng)形成突破。

特種光纖技術(shù)有技術(shù)要求高、工藝難度大、與終端用戶需求結(jié)合緊密的特點(diǎn)，不同應(yīng)用領(lǐng)域的特種光纖發(fā)展水平差距較大。

在陀螺用保偏光纖方面，因國(guó)際禁運(yùn)，市場(chǎng)被國(guó)內(nèi)廠商占據(jù);器件用PMF已實(shí)現(xiàn)小部分國(guó)產(chǎn)化，但大部分市場(chǎng)由國(guó)外廠商占據(jù);耦合光纖目前已能全面實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，且產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)與國(guó)際先進(jìn)水平差距不大。

產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)

特種光纖行業(yè)的發(fā)展，呈現(xiàn)以下幾個(gè)方面的趨勢(shì)：

新基建推動(dòng)特種光纖市場(chǎng)快速發(fā)展。

新基建本質(zhì)上是信息數(shù)字化的基礎(chǔ)設(shè)施。特種光纖具備復(fù)雜環(huán)境下的海量數(shù)據(jù)傳輸能力，能夠廣泛的應(yīng)用于5G、特高壓、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新基建重點(diǎn)建設(shè)方向。比如在軌道交通領(lǐng)域，依托特種光纖在高溫、高濕、易爆等惡劣環(huán)境下所具有的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)交通軌道溫度、應(yīng)力和振動(dòng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保交通軌道安全運(yùn)行。未來隨著新基建的推進(jìn)，特種光纖市場(chǎng)的需求將保持快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

在特種光纖關(guān)鍵工藝和原材料研發(fā)取得突破的本土企業(yè)，能夠獲得更多市場(chǎng)話語權(quán)。

特種光纖生產(chǎn)所需關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備和原材料，比如預(yù)制棒制備所需襯管、套管、涂料，以及光纖封裝膠、固定膠等還有很大部分需要進(jìn)口。國(guó)內(nèi)企業(yè)在突破關(guān)鍵設(shè)備和原材料方面，需要投入大量的研發(fā)力量并且繞開國(guó)外企業(yè)的專利布局。在國(guó)內(nèi)特種光纖強(qiáng)勁市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，突破國(guó)外技術(shù)壁壘的本土特種光纖企業(yè)才能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。

萬物互聯(lián)時(shí)代，光纖傳感推動(dòng)特種光纖市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng)。

光纖傳感已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)的重要感知技術(shù)之一。光纖傳感器具有耐腐蝕、耐高溫，對(duì)電磁不敏感、無源、重量輕、體積小、靈敏度高等優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)中越來越多的受到人們的重視，被廣泛應(yīng)用在電力工程、軍事防御、周界安防等領(lǐng)域。

光纖陀螺需求推動(dòng)特種光纖市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng)。

構(gòu)成光纖陀螺的五大光學(xué)器件分別是特種光纖繞制的光纖環(huán)、Y波導(dǎo)、光源、耦合器、PIN-FET組件。其中，光纖環(huán)是將特種光纖材料按照相關(guān)的體積要求、光學(xué)要求、振動(dòng)要求，配合各種輔料繞制成固定的光學(xué)器件，是光纖陀螺的核心器件。按使用700米特種光纖繞制而成的一個(gè)光纖陀螺計(jì)算，其中光纖環(huán)占光纖陀螺總成本的36%左右，Y波導(dǎo)占比約為21%，SLD光源占比約為16%，PIN-FET組件占比約為8%。

光纖陀螺作為慣性技術(shù)與光電子技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，具有精度高、無運(yùn)動(dòng)部件、可靠性高等特點(diǎn)，其應(yīng)用前景十分廣闊，已被應(yīng)用于軍事、航空航天、石油勘探、自動(dòng)駕駛等多個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)賽昇信息技術(shù)研究院的數(shù)據(jù)，2019年國(guó)內(nèi)光纖陀螺的市場(chǎng)規(guī)模為105.2億元，并在未來長(zhǎng)期保持穩(wěn)健增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，預(yù)計(jì)2019至2024年年復(fù)合增長(zhǎng)率為19.6%。

光纖激光器替代加速，打開特種光纖廣闊市場(chǎng)空間。

光纖激光器具有輸出激光光束質(zhì)量好、電光效率高、可加工材料范圍廣、綜合運(yùn)行成本低等技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性能等方面的優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于激光光纖通信、激光空間遠(yuǎn)距通信、工業(yè)造船、汽車制造、激光雕刻激光打標(biāo)激光切割、印刷制輥、金屬非金屬鉆孔/切割/焊接、軍事國(guó)防安全、醫(yī)療器械儀器設(shè)備、大型基礎(chǔ)建設(shè)，作為其他激光器的泵浦源等。根據(jù)賽昇信息技術(shù)研究院，2019年我國(guó)光纖激光器市場(chǎng)年銷售總額為82.6億元，增長(zhǎng)率為6.7%。