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光纤光缆

光纤预制棒技术及其发展状况

星之球激光 来源:中国光学光电子行业网2011-08-07 我要评论(0 )   

从1977年在美国芝加哥全球首条商用光纤通信线路敷设完成起,30年来光纤光缆产业获得了长足的发展,今天没有光纤光缆,就没有固定电话、移动通信、广播电视、互连网等如...

       从1977年在美国芝加哥全球首条商用光纤通信线路敷设完成起,30年来光纤光缆产业获得了长足的发展,今天没有光纤光缆,就没有固定电话、移动通信、广播电视、互连网等如此普遍的信息服务,就没有信息产业、信息经济和信息社会在全球的的长期发展。我们的社会和经济、各行各业和国防军事离开了光纤光缆及其网络,将会处于瘫痪状态。因此,光纤光缆无疑是信息的神经中枢,光纤光缆产业已经成为基础战略产业,光纤光缆已经成为战略物质。

1、“光进铜退”战略具有巨大的社会经济效益

       湖北省代省长李鸿忠在“全国资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革试验区”新闻发布会上指出,“武汉城市圈要从观念更新入手,着眼于体制机制创新,在重点领域和关键环节大胆试验,率先突破,走出一条有别于传统模式的工业化、城市化发展新路。探索建立统筹区域产业发展的体制机制,实现区域经济一体化;探索建立环境友好的体制机制,实现区域的可持续发展;探索建立增强自主创新能力的体制机制,完善区域创新体系 …”。

       而“光进铜退”正是资源节约的典型事例。2006年以来,“光进铜退”的字眼不时被提及。据介绍,中国电信等运营商内部便存在类似这样的指导意见,凡是在超过600对电路(指通信电缆)的场合,都应尽量使用光缆。作为光通信的主要原材料--光纤,它的基本原料石英砂遍布全世界,可以说取之不尽,用之不竭。而铜缆的主要原材料--铜,由于全球储量的下降,近年来其价格暴涨。

       我们先来算一笔简单的帐。以长度为1公里、直径为0.4毫米(通信电缆一般直径规格为0.32毫米、0.4毫米、0.5毫米等,0.4毫米最普遍)的通信电缆为例,1对电路使用2.237公斤铜,当铜价为04年的2万元/吨时,1对电路1公里的铜成本为45元;而当铜价为05年的3.3万元/吨时,同样的铜成本为74元;但是06年铜价已经涨到了最高8万元/吨的水平,同样的铜成本已经上涨到179元!也就是说,600对电路1公里的铜成本为10.7万元。如果以每对电路64K(普通固话基本带宽)来计算带宽,600对则为38.4M。即使600对全部使用1M的ADSL,整体带宽也仅仅600M。

       但是,1公里的光纤价格为多少?当前的均价大约为85元。而光纤的带宽完全不是几百对的电路可以比拟的。只要配以适当的设备,单跟光纤的带宽至少可以达到155M的水平,一般可以达到2.5G~10G,最高可达40G。

      相比之下,光纤的优势不言而喻。尤其是在铜价暴涨、光纤价格不断下跌的背景下,光纤对运营商的吸引力相当强。很显然,只要是在合适的场合,运营商必定会放弃使用通信电缆而改用光纤,“光进铜退”有其必然。

2、光纤光缆产业链层次分析:

       根据产业分工,光纤光缆的产业链层次简单分为这样三层:上游是化工原料及光纤预制棒、中游为光纤、下游为光缆。预制棒是利用化工原料(石英为主)利用复杂的工艺制成;中间环节是利用预制棒进行拉丝制成光纤;产业链的下游是将光纤、化工材料和金属线缆加工成不同种类的光缆。“预制棒环节”在整个产业链中处于最核心的环节,因为预制棒的制程基本决定了光纤的种类与性能,而且工艺技术难度高,存在较高的技术、规模经济、资本规模的壁垒,在光纤光缆产业定价方面具有主导权;“拉丝环节”处于中间层,进入壁垒适中,利润分成受到上游预制棒和下游成缆环节的影响;“成缆环节”处于底层,利润分成受上游光纤价格和下游直接客户运营商的影响,成缆厂商价格谈判能力不对称,行业竞争激烈,利润水平往往被压制到最低。这种产业分工及产业竞争状况也决定了行业内部的利益分配机制,行业利润分配结构也存在严重的不均衡,这也是业界公认的三个环节7:2:1 的利润分配格局。

3、光缆、光纤、光棒的需求趋势和国内供给情况

       全球光缆需求已经走出2003年的低谷,随后开始出现连续增长。由于北美、欧洲和新兴市场的强劲需求,2004年、2005年、2006年全球成缆光纤需求分别增长5%、15%、27%。其中增长最为迅速的是亚太地区,尤其是中国和日本。未来2年国内光纤光缆需求带动因素主要为:3G建设、NGN网络建设、FTTH的发展,它们将会带来较大的光纤光缆需求,预计在即将到来的2008年FTTH将大规模启动。同时铜价的大幅上涨,也使光缆对铜缆的替代需求在增长。

       光缆产量决定光纤需求,为满足每年的光缆产量,需要更大的光纤产能。2006年全球通信单模光纤市场需求量为1.12亿公里,从2006年到2011年的通信单模光纤市场需求分析来看,其年均复合增长率大约9%。

       近年来,世界光纤预制棒技术进一步向前发展,我国企业通过技术和设备引进以及技术的创新,在光纤预制棒生产领域取得了一定突破,这表现在拥有光纤预制棒生产能力的企业数量进一步增加,由2000年前的一家发展到目前的七家左右,所采用的技术也多种多样。应用这些技术我国企业已经生产出多个品种的光纤预制棒产品。领先企业已经开始在国内商业销售光纤预制棒产品,应当说,这是我国光纤光缆产业所取得的一个巨大的进步。但是,在我国能够生产光纤预制棒的企业,在生产效率、生产规模和成本控制等方面与国外企业尚存在巨大的差距,这就影响了我国生产的光纤预制棒的整体市场竞争力。正因为如此,使我国大部分光纤生产企业不得不买棒拉丝。目前,我国每年的光纤预制棒进口量仍然是相当大的,有统计表明,国产光纤预制棒使用量只占国内市场需求量的30%到40%,这在一定程度上说明光纤预制棒仍然是我国光纤光缆产业的一个薄弱环节这样一个事实。

4、光纤预制棒项目对推动光纤光缆产业发展具有重要意义

       经过30年的艰苦努力,伴随着我国通信事业的发展,我国通信光纤光缆产业取得了辉煌的成就。在我国政府和电信运营商的大力支持下,我国的通信光纤光缆产业通过多种方式的自主创新,打破国外的技术封锁,不断发展壮大,成为我国通信网络建设发展的支撑力量,产品遍布全国的光纤传输网络,为我国通信事业的发展做出了重要的贡献。今天,我国光纤光缆企业所开发生产的产品不仅能够充分满足我国通信网络建设发展的需求,而且能够参与国际竞争,成为国际市场上的生力军。

      在看到我国企业开发能力提高的同时,我们也不能否认,相对于我国的光缆生产和开发水平,我国的光纤预制棒技术还有待进一步提高和突破,也就是说,光纤预制棒目前仍然是影响我国光纤光缆产业腾飞的一个薄弱环节。

       我国光纤光缆产业在发展过程中,得到了国家有关部门的大力支持,我国也一直把光纤光缆产业作为重要的战略产业来发展,但是,我们也注意到,近年来,人们对光纤光缆产业的重视程度实际上是呈下降趋势的。由中华人民共和国国家发展和改革委员会、中华人民共和国商务部令 第57号 《外商投资产业指导目录(2007年修订)》已经国务院批准,现予以发布,自2007年12月1日起施行。2004年11月30日国家发展和改革委员会、商务部发布的《外商投资产业指导目录(2004年修订)》同时停止执行。新的《外商投资产业指导目录(2007年修订)》 鼓励外商投资产业目录中的(二十一) 通信设备、计算机及其他电子设备制造业15. 电子专用材料开发与制造(光纤预制棒开发与制造除外),光纤预制棒虽未列入限制和禁止外商项目类,但变成了一般项目。#p#分页标题#e#

       从国家整体经济发展和信息化建设的角度考虑,我们应当以更长远的眼光来看待我国光纤光缆产业的发展,从而对我国光纤光缆产业的战略地位有一个全新的认识。

       首先,我们必须看到,光纤光缆产业是有着光明市场前景的重要产业,在可以预见的未来,光纤仍然是世界上最主要的通信传输介质。世界对光纤光缆的需求会因为技术的进步而逐步增长,尤其是当光纤到户时代的到来,世界对光纤光缆的需求量将有巨大的增长,因此,从市场的角度看,光纤光缆产业毫无疑问仍然是一个“朝阳”产业,发展和壮大我国的光纤光缆产业对于我国的信息化建设具有重要的意义。

       其次,光纤光缆技术是一项不断发展的技术,其应用领域不断扩展。我们应该看到,自上世纪70年代美国康宁公司生产出第一根具有实际应用价值的光纤以来,光纤光缆技术一直在不断进步,光纤产品的种类在不断增加,光纤生产工艺也不断改进,成本不断降低,光纤长度不断增加,性能指标不断提高。因此,如果说光缆的生产技术已经逐步走向成熟,那么,光纤生产,特别是决定光纤性能的光纤预制棒的开发和生产技术仍然是一项难以掌握的高难度技术,部分技术国外仍然对我国进行封锁。如果我国企业因为整个行业的持续低迷,失去进行未来技术开发的实力,那么,我国经过十几年努力与国外领先企业所缩小的差距就将再次扩大,我国光纤光缆产业可能就会彻底丧失竞争力,那时,国外对我国光纤光缆技术和产品的封锁就有可能再次成为制约我国信息化发展的重要因素。

5、预制棒的制造技术简析

       目前光纤预制棒的生产工艺已经演变为两步法:即预制棒纤芯部分的生产和预制棒外包层的生产。预制棒纤芯制作的主要工艺方法为OVD、VAD、MCVD、PCVD 四种工艺,日本以VAD 法为主,而欧美以PCVD 和OVD 法为主。光纤预制棒的光学特性主要取决于芯棒制造技术,而光纤预制棒的成本主要取决于外包技术。外包层的生产主要分为以下几种:目前套管法占28%,OVD62%,等离子8%,溶胶-凝胶法2%。套管法的主要限制因素是合成石英管的价格高、套管尺寸难以扩大、生产套管的厂商少等,总体而言外包OVD技术占有一定的优势。

       预制棒的供应主要控制在国外光纤巨头厂商手中。国外的主要光纤光缆大厂都基本掌握了预制棒的生产技术,只是技术工艺存在差异,典型的如美国康宁、荷兰德拉克、日本古河、腾仓、住友、韩国三星等都拥有预制棒的生产技术。但该行业中各厂商对预制棒技术采取了

       严格的控制措施,大部分厂商都不对外出售预制棒,出售预制棒也仅限于自已投资或参股的光纤企业。因此全球大部分的光纤企业为了获得预制棒的供应,被迫采用合资的方式来取得稳定的预制棒供应。因此,全球大部分预制棒是以内部转移定价的方式进行交易,也是大多数拥有预制棒技术的国际巨头利用内部转移定价进行跨国利润转移的重要手段。国内厂商除长飞外,大都没有掌握低成本生产预制棒的技术。光纤预制棒作为光纤产业的制高点,目前国内只有长飞、烽火、富通、法尔胜、特恩弛等少数厂商具备光纤预制棒的生产能力,但是大都不具备低成本生产的能力。

6、关于引进藤仓OVD工艺的说明

      作为武汉光谷的核心企业之一的烽火通信公司,立足于光通信产业,多年来一直以光纤光缆、光器件、光通信设备为主业,目前光纤光缆的生产在国内处于领先地位,同时还积累了多年生产多模光纤预制棒的经验,拥有一批高素质的技术人员。我们现在唯一缺乏的就是先进的预制棒生产设备和工艺。但是国际大型企业核心的技术不会轻易转让给我们。在光纤行业,OVD技术,康宁曾经在中国两度谈合资,但是两次都不了了之。日本企业在西安建立了合资企业,但并没有把最先进的技术交给我们。我们拿进来的技术,很重要一点必须是先进技术,把技术掌握了之后,一定要变成我们自主的产业,这样才能真正起这个作用。

       日本藤仓公司是世界著名的生产光纤的专业厂家,采用的是VAD+OVD工艺,拥有多项光纤及预制棒制造的专利,其光纤产能位于世界前5名。2002年开始,烽火通信与藤仓公司就双方在武汉建立光纤、预制棒光缆合资公司事宜再次进行过可行性研究、交流、谈判。并于2005年4月达成协议、签定合同,以烽火通信关山新建的现代化光纤产业为基地,双方在武汉成立光纤合资公司。根据协议,该合资公司的第一期工程是购买藤仓公司的预制棒来进行光纤拉丝,在适当时机,作为二期工程,再引进藤仓的预制棒技术及设备。目前我们已经和藤仓公司合资成立了一个生产光纤的公司——烽火藤仓光纤科技股份公司,通过购买藤仓公司的预制棒来进行光纤拉丝,目前运作良好。

(1)藤仓OVD工艺简介

技术路线:VAD芯棒+OVD外包层 ;

主要工艺流程:

芯棒沉积 →芯棒烧结 → 芯棒拉细→RIP测量→OVD外包→烧结→预制棒

主要工艺参数:

烧结前VAD芯棒尺寸:直径 ≈ 300mm;长度≈ 1500mm;

沉积时间:24小时;

烧结后VAD芯棒尺寸:直径 ≈ 100mm;长度≈1500 mm;

沉积时间:24小时;

每根芯棒可拉成5-6段小芯棒,拉细后:直径 ≈ 30mm;段长度≈ 1500mm;

OVD外包并且烧结后的预制棒尺寸:直径 ≈ 90-120mm;长度≈ 1500mm;

可拉光纤长度:最大可拉3000Km

(2)藤仓OVD工艺与其他工艺比较

管外沉积工艺与管内沉积工艺相比优势明显;

藤仓芯棒VAD工艺与康宁的OVD相比,工序简化、工艺设计更合理;

藤仓的OVD外包层沉积工艺与康宁的OVD相比,平移设计更合理;

藤仓的OVD外包层沉积工艺与阿尔卡特的等离子体喷涂技术比较具有全合成特点,原材料可实现国产化。

7、发展光纤光缆产业对武汉光谷的发展具有重要作用

       作为中国武汉光谷的两大核心企业--武汉长飞和烽火通信,近年来在光纤光缆产业都得到了较大的发展,长飞2007年光纤产量接近1000万芯公里,烽火光纤产量超过了500万芯公里,在国内光纤光缆行业位列前茅。

       据有关专家估计,如果以我国光纤年需求量3500万芯公里、平均价格80元/公里计算,我国光纤市场总共有28亿元左右的规模,而光缆市场,据估计,我国光缆市场的总规模接近100亿元。对于烽火通信公司,如果能将光纤光缆产业扩展到预制棒,按照年产1000万芯公里制棒能力计算,可分别形成的5亿元、8亿元、25亿元的光棒、光纤、光缆产业,累计约40亿。可增加就业300-1000人;年利税24000万元。对地方政府、光谷产业具有较大的带动作用。

       根据我国目前的市场供需状况和世界光纤光缆产业的发展趋势,武汉已经具备了建设成为世界光纤光缆制造中心的条件。这些条件包括稳定的市场需求、完整的光纤光缆产业链、成熟的生产设备和技术以及富有竞争力的生产成本等等。但在光纤光缆产业中仍存在许多薄弱的环节,特别是光纤预制棒技术的一些环节需要完善,这需要各方面更多的支持。#p#分页标题#e#

       光纤新产品的开发在很大程度上依赖光纤预制棒的开发,政府应当鼓励企业发展具有自主知识产权的光纤预制棒生产技术和工艺,并对企业进行相关开发进行支持,鼓励企业进行联合开发。希望政府尽快制订出将武汉光纤光缆产业发展成为信息通信领域的支柱产业的发展规划,并给予政策方面的支持。我们相信,如果政府能够给予光纤光缆企业更多的政策支持,武汉的光纤光缆产业一定会成为世界市场一支更为重要的力量。

 

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