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通信線纜主要以銅作為導體材料,一般分為對稱雙絞電纜、對稱星絞電纜、對稱平行電纜、同軸電纜、混合纜、數(shù)據(jù)纜以及電子線纜等,通信線纜傳輸頻率一般在105~1012Hz之間,光纜可以再高幾個數(shù)量級。從傳輸距離上可分為長途、市內(nèi)、局用、設備用通信線纜等。從十九世紀末的紙絕緣對絞通信電纜、二十世紀初的紙繩絕緣對絞(星絞)通信纜、三十年代及之后的。ㄖ校┩S電纜、全塑市話電纜、數(shù)字通信電纜發(fā)展到現(xiàn)在的光纜,已經(jīng)過一百多年的發(fā)展歷程。
相較于通信電纜,光纜具有不受電磁干擾、體積小、重量輕、高帶寬,衰減小,傳輸距離遠、串音小、保密性高、便于敷設及搬運等優(yōu)點。目前長距離通信逐漸由光纜取代電纜,但是在短距離應用方面(如設備之間、設備內(nèi)部等),電纜仍有便于安裝、成本低等優(yōu)勢。
盡管我國已經(jīng)成為通信線纜的制造大國,但是無論是通信線纜還是光纖光纜,高端產(chǎn)品技術(shù)仍與發(fā)達國家存在一定差距,特別在高端射頻、對稱及同軸電纜、特種光纖等方面差距較大,這種差距表現(xiàn)在導體、絕緣以及光纖材料、工藝制造等方面。同時還存在著產(chǎn)品鏈的不完整、核心標準的缺失、缺少上下游企業(yè)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等問題。

1.國內(nèi)外情況
由于手機屏幕及芯片運算能力不斷提高與加強,因此整體電源管理技術(shù)向大功率快充模式演進,主流技術(shù)有源自美國USB協(xié)會的PD(power deliver)、美國手機芯片廠家高通公司提出的QC(quick charge)和臺灣手機芯片廠家聯(lián)發(fā)科公司提出的PE(pump express),當然也有國內(nèi)手機終端公司如華為提出的FCP/SCP及OPPO提出的閃充等。隨著功率的加大,對手機充電線的要求同步提升,也導致市面上開始出現(xiàn)一些危害人身安全的事件產(chǎn)生,均屬于質(zhì)量控管不到位所致。
由于手機充電線的制造高度集中于國內(nèi),因此在國外僅存在技術(shù)路線演進及銷售市場問題,目前手機的充電連接器標準規(guī)格及測試方案均為美國的USB協(xié)會所制定發(fā)行,國內(nèi)廠家多數(shù)沒有話語權(quán),僅為技術(shù)的采納方以及生產(chǎn)制作方。在市場方面還是以美歐、亞太等地區(qū)作為主要銷售市場,并以東南亞、中東、非洲等區(qū)域國家作為銜接發(fā)力市場。目前國內(nèi)主要制造商為立訊精密、富士康、富港、海能科技等。
高清音視頻線按連接器類型分為HDMI、DisplayPort、DVI、VGA等,其中以HDMI的銷量最多。整體高清音視頻外部線纜,在近年來的貿(mào)易戰(zhàn)未開始之前,約八成以上數(shù)量集中在中國制造生產(chǎn),主因受惠于改革開放后,臺商帶來技術(shù)與管理,華南與華東均有不少廠家進行生產(chǎn)制造,同時廠商集中度較低。
外部連接線的主要標準還是由美國、歐洲、日本等公司進行主導,如HDMI協(xié)會成員中電視機廠家的索尼、飛利浦以及芯片公司的恩智浦等。DP(display port)則是以VESA協(xié)會為主,主導規(guī)格標準走向的公司則是谷歌、蘋果及英特爾等。音視頻應用趨勢是不斷地推升規(guī)格朝8K/10K邁進。另由于歐洲居住較為分散,而有線寬帶建設成本較高,故多數(shù)國家收視內(nèi)容仍采用衛(wèi)星播放方式,再透過同軸線纜傳輸至電視,因此在歐洲同軸線纜始終處于重要地位。但所有相關(guān)的制造及其相關(guān)技術(shù)環(huán)節(jié),國外廠家在外部連接線已不是中國廠家的競爭對手。美國、日本幾個著名的連接器線廠家,如美商安菲諾、莫雷克斯即日商日本航空電子等,在成本競爭力度上均不敵中國廠商。
2.與世界先進水平差異與分析
目前手機充電線尚屬于低端制造領(lǐng)域。有明確標準規(guī)范的產(chǎn)品線上,中國廠家的生產(chǎn)與優(yōu)化能力遠較國外廠家優(yōu)異。但無明確標準規(guī)范的產(chǎn)品,如特種應用場合等,國內(nèi)廠家則表現(xiàn)出明顯的研發(fā)實力不足,如上游原材料、元器件多年來幾乎無重大突破,因此只能在附加價值較低的產(chǎn)品線上進行爭奪。
3.發(fā)展建議
基于目前手機市場巨大,而充電線尚缺乏技術(shù)研究,因此應從上游原材料研究入手提高整體的傳輸效率,同時輔以有效利用回收的資源再生,使其對環(huán)境危害影響最小,成為后續(xù)可持續(xù)發(fā)展和對地球環(huán)境更加友善的方向。
組織國內(nèi)骨干企業(yè)建立聯(lián)盟進行標準研究與制定,并立足系統(tǒng)級的整合概念去制定每段零組件該有的規(guī)格與規(guī)范,提高中國制造整體的技術(shù)水平。
輕薄短小且高速傳輸是明確的發(fā)展趨勢,需要投入更多的開發(fā)資源去整合力量,并號召相關(guān)的上下游企業(yè)成為聯(lián)盟。
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1.國內(nèi)外情況
網(wǎng)絡數(shù)據(jù)線纜從最初的20世紀90年代在美國發(fā)明,到國內(nèi)90年代末2000年初開始陸續(xù)有企業(yè)研發(fā)并生產(chǎn),至今已經(jīng)發(fā)展了近30年。由于技術(shù)的延伸,不斷延長了這個產(chǎn)品的生命,產(chǎn)品從最初的100MHz的五類發(fā)展到今天的2GHz的八類線纜,傳輸速率從100Mbps到今天的40Gbps。特別是PoE技術(shù)的發(fā)展,即電源和數(shù)據(jù)的傳輸都在一條網(wǎng)線上傳送,終端設備如安防IPC攝像頭、5G的微基站、WiFi、LED、樓宇智控裝置、工業(yè)控制裝置等都已經(jīng)大量使用PoE技術(shù),大大延長了網(wǎng)絡數(shù)據(jù)線纜的生命。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,實現(xiàn)了工業(yè)設備的互聯(lián)互通,將原先各個自動化控制系統(tǒng)大企業(yè)“各自為政”推出的各類總線的時代,逐步推下歷史舞臺。而一網(wǎng)到底,支持TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)技術(shù)將被大量采用。隨著自動駕駛技術(shù)的不斷完善,將給汽車以太網(wǎng)數(shù)據(jù)線纜帶來巨大的發(fā)展機遇。
全球主要數(shù)據(jù)線纜產(chǎn)能分布,中國和美國是全球最大的生產(chǎn)地,區(qū)別是中國大量出口,美國制造商主要以國內(nèi)市場為主。其他,歐洲有幾個大線纜集團保留一定的生產(chǎn)能力,但主要以品牌、渠道和高端技術(shù)含量產(chǎn)品來贏得市場,大量產(chǎn)品在中國OEM完成。另外,東歐、印度、越南、臺灣、韓國等國家有一定的生產(chǎn)能力,也主要以OEM服務為主,其中印度這幾年發(fā)展很快,在全球大有與中國競爭的趨勢,主要是以低端數(shù)據(jù)線纜出口和印度國內(nèi)市場為主。
中國主要的數(shù)據(jù)線纜出口以華東和華南為主,其中華東地區(qū)聚集了主流的數(shù)據(jù)線纜制造廠家。華南主要以偏消費類應用的數(shù)據(jù)線纜為主,原先比較有規(guī)模的臺資企業(yè)最近幾年也在這個行業(yè)減少了投資,主要原因還是競爭激烈,投資回報不高,臺資企業(yè)更多尋找新市場作為突破,逐步撤離商用或工業(yè)用的數(shù)據(jù)線纜領(lǐng)域,轉(zhuǎn)為做消費類為主。
2.技術(shù)差距
國內(nèi)經(jīng)過近20年出口OEM業(yè)務,產(chǎn)品技術(shù)積累已經(jīng)非常深厚,商用數(shù)據(jù)線纜產(chǎn)品規(guī)格齊全,能覆蓋從超五類到八類各個等級的產(chǎn)品,并能在全球保持技術(shù)領(lǐng)先性,近些年國內(nèi)龍頭企業(yè)積極參與IEC國際標準的制定,開始在國際舞臺展示中國技術(shù)和實力。
根據(jù)以太網(wǎng)聯(lián)盟(Ethernet alliance)發(fā)布的2019年路標,應用的領(lǐng)域已經(jīng)從最初的網(wǎng)絡布線應用,即數(shù)據(jù)中心和企業(yè)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)化布線,拓展到設備間數(shù)據(jù)通信的物聯(lián)網(wǎng)、智慧工廠、安防、智能家居燈控、5G通信應用和汽車以太網(wǎng),以及國防軍工、航空航天、機車船舶、核電風能等特種裝備和行業(yè)等應用。
但是,國內(nèi)的數(shù)據(jù)線纜主要以商用數(shù)據(jù)線纜方面為主,在特種行業(yè)應用上,技術(shù)水平相對還比較落后,成熟經(jīng)驗較少,主要原因有以下幾點:
(1)部分產(chǎn)品的基礎原材料是瓶頸
比如船用數(shù)據(jù)線纜,部分產(chǎn)品有SHF2耐泥漿要求,國內(nèi)就沒有材料廠家可以提供可靠的成熟產(chǎn)品。
(2)國內(nèi)自己的產(chǎn)業(yè)鏈還沒有形成
盡管線纜在特種裝備中的成本占比小,但由于其作用的重要性,國內(nèi)用戶的裝備控制系統(tǒng)一般不輕易采用沒有成熟案列的國內(nèi)產(chǎn)品,而是選用國外大用戶的系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈上的產(chǎn)品,大多依賴進口或外資企業(yè),造成國內(nèi)特種數(shù)據(jù)線纜一直得不到發(fā)展。貿(mào)易戰(zhàn)打醒了國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈上的大公司,要解決這些卡脖子技術(shù),就需要建立自主可控的產(chǎn)業(yè)鏈,培養(yǎng)、支持國內(nèi)的數(shù)據(jù)線纜和連接產(chǎn)品的供應商。
(3)國內(nèi)標準制定跟不上應用
由于沒有國內(nèi)標準,采用符合國外標準的產(chǎn)品是用戶處于安全考慮的選擇。比如機車的7類或7A類網(wǎng)線,由于國內(nèi)還沒有相關(guān)標準,國外同行都有過類似的應用,也完成了相關(guān)國外標準的測試。很多高端制造業(yè),比如機車、航天、船舶、汽車等,國外已經(jīng)有成熟完整產(chǎn)業(yè)鏈,他們進入中國市場的時候,帶來了完整的方案,其中線纜部分也是以國外企業(yè)和標準為主。用戶選擇供應商的時候,需要企業(yè)先取得相關(guān)體系或產(chǎn)品的認證,但是認證機構(gòu)或組織要求做認證的前提是先要有產(chǎn)品在機車或汽車里面應用,這就成了一個矛盾的問題。產(chǎn)業(yè)鏈沒有形成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,沒有抱團的打法,使得已經(jīng)掌握了技術(shù)能力的企業(yè)遲遲未能進入這些高端領(lǐng)域,造成今天從技術(shù)角度不是門檻的產(chǎn)品也成了這類重點行業(yè)里面的“卡脖子”技術(shù)和產(chǎn)品。
(4)產(chǎn)品集中度不高
在國內(nèi),數(shù)據(jù)線纜和其他電線電纜一樣存在集中度不高的問題,龍頭企業(yè)雖已經(jīng)顯現(xiàn),但是大量小企業(yè)和新進入企業(yè)造成市場“劣幣驅(qū)除良幣”的情況時有發(fā)生,產(chǎn)品價格競爭比較突出,另外由于以OEM為主,造成客戶忠誠度并不是很高,價格一直非常敏感。技術(shù)和質(zhì)量領(lǐng)先的企業(yè)難以形成突圍之勢,對中國數(shù)據(jù)線纜行業(yè)的健康發(fā)展造成不良影響。
3.發(fā)展建議
(1)政策層面上大力支持國內(nèi)品牌的建立
政府采購要從國產(chǎn)品牌優(yōu)先,升級到國內(nèi)品牌或民族品牌優(yōu)先。
現(xiàn)在國產(chǎn)品牌的概念比較寬泛,國內(nèi)生產(chǎn)的外資品牌也是國產(chǎn)品牌,這樣就沒有真正扶持到國內(nèi)品牌的發(fā)展。僅綜合布線領(lǐng)域,外資品牌占據(jù)了60%以上的國內(nèi)市場,在政府、金融等涉及國家信息安全的領(lǐng)域更是占據(jù)絕對壟斷性地位,這對我們國家的信息安全是一個較大的隱患。在這些涉及國家信息安全的領(lǐng)域,除了交換機和存儲設備外,線纜與連接系統(tǒng)也是非常關(guān)鍵,應考慮盡力快速真正的國產(chǎn)化。而且此類產(chǎn)品經(jīng)過近20年為歐美企業(yè)代工服務,已經(jīng)形成完善的產(chǎn)業(yè)鏈和制造能力,但在品牌突圍上一直沒有辦法,外資的先發(fā)優(yōu)勢,品牌競爭力非常強,主流市場一直由外資把持,所以需要政府在采購政策上有所支持。
政府采購可能是數(shù)據(jù)線纜行業(yè)里全球最大的采購,中國和美國都為全球最大的數(shù)據(jù)線纜制造國,區(qū)別是中國以出口為主,美國以國內(nèi)自己使用為主,試想下美國國內(nèi)的線纜制造業(yè)為什么可以存活和發(fā)展,為什么歐洲的數(shù)據(jù)線纜制造業(yè)已經(jīng)“空心化”將制造都外包給中國代工廠了呢?追溯其根本的原因是美國國家政府對國內(nèi)制造企業(yè)的扶持和保護,制定相應的法案,如TAA法案,規(guī)定只要涉及國家信息安全的領(lǐng)域必須使用美國或TAA法案協(xié)議國的產(chǎn)品,當然中國制造的產(chǎn)品是不在這個范圍內(nèi)的。所以中國企業(yè)出口到美國的所有網(wǎng)絡數(shù)據(jù)線纜都只能在民用領(lǐng)域等非主流市場中使用。
(2)政策面上大力支持國內(nèi)自有產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展和標準制定
鼓勵國內(nèi)領(lǐng)先的制造業(yè)大企業(yè)牽頭建立國內(nèi)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,這個聯(lián)盟應該要由國內(nèi)有市場主導地位的用戶企業(yè)參與主導,而不僅僅是線纜制造企業(yè)牽頭,產(chǎn)業(yè)鏈一起制定國內(nèi)產(chǎn)品標準,設立技術(shù)壁壘和幫助國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)抱團發(fā)展,建立起國內(nèi)企業(yè)的先發(fā)優(yōu)勢。目前國內(nèi)很多標準只是簡單抄襲國際標準,或者簡單地在國際標準基礎上做提高,有時候甚至造成指標因為盲目被拔高,而造成實際執(zhí)行的困難,處于有標準難落地的尷尬局面,F(xiàn)在國家大力推進團體標準建設,也是和國際標準發(fā)展接軌,從團標發(fā)展到國標,再由國標推廣成國際標準,由參與市場應用的企業(yè)牽頭,將真正需要的、未來有市場的產(chǎn)品率先制定標準。各種行業(yè)協(xié)會與學會組織可以充分利用自己的資源優(yōu)勢,對接上下游行業(yè)協(xié)會或?qū)W會組織,為行業(yè)企業(yè)鏈接橋梁,促進聯(lián)盟的形成。
(3)提升行業(yè)整體水平
提升行業(yè)水平,必須從改善產(chǎn)業(yè)生態(tài)著手。競爭的維度過度集中于價格,對所在的產(chǎn)業(yè)生態(tài)造成摧殘性打擊。最低價中標的長期結(jié)果損及各利益相關(guān)方,沒有贏家。企業(yè)沒有利潤投入研發(fā),自然沒辦法提升整體水平,僥幸活下來的也只能長期在低端市場肉搏。
極端報價廢標制(最高價和最低)的壓力,可以把投標人壓回理性思考,把價格擠進合理區(qū)間,從而把競爭導向價格以外的維度,這樣才有利于構(gòu)建良性的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
企業(yè)建立專業(yè)研發(fā)部門,針對產(chǎn)品發(fā)展趨勢前沿方向預估,制定長期研發(fā)計劃,配合研發(fā)進度支持財務支出,并對研發(fā)技術(shù)人員給予資源投入,讓技術(shù)人員從生產(chǎn)設備電氣原理、機械構(gòu)造、產(chǎn)品要素等條件綜合掌握知識后,才可以在產(chǎn)品開發(fā)前期精準判定是否符合樣品研發(fā)能力,應用專業(yè)知識在后期批量生產(chǎn)時制定合理的設備配置及優(yōu)良的加工工藝,保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
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1.國內(nèi)主要同軸電纜企業(yè)產(chǎn)業(yè)水平
射頻同軸電纜作為神經(jīng)系統(tǒng),在眾多應用行業(yè)中起到了主要作用。近年,我國射頻同軸電纜產(chǎn)值比重已躍升到整個光電線纜行業(yè)產(chǎn)值30%以上,進入該領(lǐng)域的廠家有上百家,成為國內(nèi)重要的制造“小行業(yè)”。目前我國射頻同軸電纜產(chǎn)量已居世界首位,品種規(guī)格齊全,RF電纜、細微同軸電纜及半柔電纜等大量出口,整體制造技術(shù)己接近國外先進水平,但仍有差距。
2.存在的不足與差距
國內(nèi)產(chǎn)品與國外先進企業(yè)相比,在管理水平、工藝水平、技術(shù)含量、產(chǎn)品質(zhì)量等方面還有較大差距,尤其是高端產(chǎn)品穩(wěn)定性與批次性能一致性方面。并且自主創(chuàng)新能力欠缺,所生產(chǎn)的產(chǎn)品基本上都是國外產(chǎn)品結(jié)構(gòu)規(guī)格的跟隨或模仿。首先是產(chǎn)能過剩,生產(chǎn)設備平均利用率只有30%~50%,遠低于發(fā)達國家設備利用率的70%以上。其次是企業(yè)同質(zhì)化嚴重,產(chǎn)品、設備、工藝、質(zhì)量、市場模式等基本雷同,無差異化競爭態(tài)勢。第三是企業(yè)散而不大,專業(yè)性不強。
由于現(xiàn)代通信與無線電技術(shù)的高速發(fā)展,電纜使用頻率增高,系統(tǒng)對電纜性能技術(shù)要求提高,并對電纜的穩(wěn)定性與生產(chǎn)批次性能的一致性提出了新要求,形成對射頻電纜制造技術(shù)的新挑戰(zhàn)。國內(nèi)部分產(chǎn)品,如穩(wěn)相電纜等產(chǎn)品性能與國外公司產(chǎn)品尚存在較大差距,而且整個行業(yè)依據(jù)市場需求進行自主創(chuàng)新生產(chǎn)研發(fā)不夠。其中部分產(chǎn)品如RF電纜產(chǎn)能過剩,價格競爭造成產(chǎn)品利潤下降,從而節(jié)資降本就成為企業(yè)主要生存手段和技術(shù)攻關(guān)的目標而凌駕于專業(yè)戰(zhàn)略之上。
根據(jù)市場需求,進行技術(shù)創(chuàng)新,設計出自己獨有的高性能射頻同軸電纜,是行業(yè)的奮斗目標。
3.面臨的機遇與挑戰(zhàn)
受惠于宏觀經(jīng)濟快速發(fā)展及相關(guān)政策支持,未來我國移動通信、微波通信、通信終端、軍用電子、航空航天等行業(yè)將快速發(fā)展,對射頻同軸電纜的需求亦將保持快速增長。同時,隨著下游行業(yè)對信號傳輸質(zhì)量要求的不斷提高,半柔、低損、微細、穩(wěn)相等高端產(chǎn)品的需求增長將更為明顯。
軍工航天領(lǐng)域,進口替代,爆發(fā)式增長可期。高端射頻同軸電纜主要是指穩(wěn)相射頻同軸電纜,專用于相控陣雷達與相關(guān)設備的連接;高端測試儀器儀表、衛(wèi)星、軍艦、雷達、戰(zhàn)機、預警飛機和電子對抗設備等專用同軸電纜;移動終端、筆記本電腦、單板機以及醫(yī)療設備連接引線用同軸電纜;數(shù)據(jù)中心、云端設備用連接線纜;耐環(huán)境、綠色環(huán)保型射頻同軸電纜以及漏泄同軸電纜等,均可視為高端產(chǎn)品。
我國同軸通信電纜專業(yè)內(nèi)企業(yè)具有數(shù)量多、規(guī)模小的特點。隨著線纜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及市場的成熟,企業(yè)逐步整合、兼并和能力提高,具有品牌及技術(shù)優(yōu)勢的企業(yè)市場占有率逐步上升,產(chǎn)業(yè)集中度將逐步提高。
價格是目前大多數(shù)企業(yè)的主要競爭手段。許多企業(yè)是通過模仿、學習標桿企業(yè)而發(fā)展起來的,不僅在產(chǎn)品品種、技術(shù)上存在大量的模仿性,同時在經(jīng)營手段、管理方法、發(fā)展策略上亦有很強的趨同性,市場競爭同質(zhì)化現(xiàn)象嚴重,價格競爭成為主要的競爭手段。價格競爭帶來的直接惡果就是產(chǎn)品質(zhì)量的堪憂,企業(yè)難以為繼及誠信度缺失,故運營商也正逐步地改良各種集采模式。
隨著市場的逐步成熟和線纜產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,競爭已開始由目前的價格競爭逐步向品牌競爭和技術(shù)競爭轉(zhuǎn)變,同軸電纜領(lǐng)域也不例外。
4.發(fā)展思路及目標
同軸電纜總體發(fā)展思路圍繞六個轉(zhuǎn)變:由產(chǎn)量最大向質(zhì)量最好轉(zhuǎn)變;由消化吸收向自主開發(fā)轉(zhuǎn)變;由單一供貨向技術(shù)服務轉(zhuǎn)變;由傳統(tǒng)生產(chǎn)向智能生產(chǎn)轉(zhuǎn)變;由追逐市場向引導市場轉(zhuǎn)變;由簡單重復向個性化轉(zhuǎn)變。
射頻同軸電纜除傳統(tǒng)的通信、廣播電視、軍事電子等產(chǎn)業(yè)外,在物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療電子及家庭消費類電子產(chǎn)品的異軍突起,給射頻電纜提出了更多更嚴格的要求和更廣闊的市場。
同軸電纜產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展遵循以下方向:
1)高頻化:無線通信的高速發(fā)展導致無線頻譜日益緊張和擁擠,同時系統(tǒng)帶寬的要求也不斷提高,各種應用向高頻化發(fā)展是必然趨勢。例如:目前110GHz的毫米波電纜已有應用。
2)小型化:消費類電子產(chǎn)品、醫(yī)療器械、汽車電子、微波技術(shù)系統(tǒng)的變化,迫使與之配套的射頻電纜也必須小型化。
3)高穩(wěn)定高可靠:各種不同的應用環(huán)境如高溫、高濕、鹽霧、輻射等對電纜長期工作的穩(wěn)定性和可靠性提出了更高要求。
4)低交調(diào)高屏蔽性:擁擠的頻譜和越來越復雜的電磁環(huán)境使來自于射頻電纜內(nèi)部和外部的干擾成為不可回避的問題。
1.預制棒產(chǎn)業(yè)規(guī)模
隨著國內(nèi)光通信技術(shù)的飛速發(fā)展,國內(nèi)市場光纖需求快速上升,但受制于上游預制棒核心技術(shù)的瓶頸,預制棒投資少,產(chǎn)能低于光纖生產(chǎn)所需,導致光纖價格上漲。但經(jīng)過近十年的快速發(fā)展,中國已經(jīng)成為全球第一大光纖光纜制造國和消費國,國內(nèi)廠商通過合資或自主發(fā)展,光纖預制棒產(chǎn)能規(guī)模不斷擴大,不斷取得突破性技術(shù)發(fā)展。2019年,我國光纖預制棒產(chǎn)能已經(jīng)超過19000噸。預計2020年與2019年基本持平。
經(jīng)過國內(nèi)預制棒企業(yè)的快速擴張,全球預制棒供應發(fā)生了巨大變化,中國預制棒供應2017年已達到全球的一半以上,約達51%,美國減少至20%,日本約為16%,其他國家預制棒供應13%。
國內(nèi)預制棒供應已出現(xiàn)供大于求現(xiàn)象,預制棒的售價也隨之進入下行通道。
2.光纖預制棒產(chǎn)業(yè)與發(fā)達國家的差距
(1)光纖預制棒研發(fā)能力不足,產(chǎn)品相對單一
雖然在“十二五”期間,國內(nèi)光纖、光纖預制棒產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,但大部分光棒企業(yè)只生產(chǎn)單一產(chǎn)品G.652預制棒,為數(shù)不多的企業(yè)可以生產(chǎn)多模預制棒和G.655、G.654、G.657預制棒以及保偏預制棒等特種產(chǎn)品,國內(nèi)光棒企業(yè)研發(fā)能力總體不足。
即使在常規(guī)G.652預制棒領(lǐng)域,國內(nèi)企業(yè)在工藝水平、設備能力、預制棒尺寸等主要方面仍然與國際先進水平存在較大差距,主要是制造成本方面的較大差距,特別是在特種光棒領(lǐng)域差距更大。
(2)高端設備、儀表制造能力偏低
在設備方面,雖然光纖制造、光纜制造兩大領(lǐng)域取得了長足進步,主要制造設備已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化。但是拉絲塔、高速收線機、高速篩選機等核心設備的部分部件及元器件仍需進口。預制棒核心生產(chǎn)設備的蒸發(fā)系統(tǒng)等基本依靠進口。
(3)光纖及預制棒產(chǎn)業(yè)核心知識產(chǎn)權(quán)相對缺乏
“十二五”期間,中國擁有的光纖預制棒及相關(guān)技術(shù)專利數(shù)量約占全世界該類專利總數(shù)的7.33%,而日本、美國的相應數(shù)據(jù)分別是52.62%和20.55%。這也從一個側(cè)面反映了我國在總體技術(shù)實力方面與日本、美國的差距。在技術(shù)實力相差較為懸殊的情況下,一旦國外企業(yè)發(fā)動知識產(chǎn)權(quán)攻勢,或引發(fā)專利糾紛,中國企業(yè)的抗擊能力相對薄弱。在國際化背景下,中國的光纖光纜產(chǎn)業(yè)要走出國門,也必須要有在外國申請的專利支持。
3.光纖預制棒產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展建議
經(jīng)過幾十年的發(fā)展,我國常規(guī)光纖預制棒技術(shù)、產(chǎn)能得到了長足進步,但在生產(chǎn)效率、成本等方面仍與國際先進水平存在較為明顯差距。
(1)大力發(fā)展VAD+OVD工藝路線
目前預制棒主流制造工藝為VAD+RIC和VAD+OVD工藝。雖然國內(nèi)幾家主流預制棒生產(chǎn)廠家均已經(jīng)具有VAD+OVD工藝生產(chǎn)能力,但與國際上同類先進技術(shù)采用VAD+OVD工藝的預制棒廠家,如信越、烽倉等比較,在產(chǎn)品合格率、質(zhì)量穩(wěn)定性等方面尚存在一定的差距。
(2)大尺寸光纖預制棒制備工藝
開發(fā)大尺寸光纖預制棒制備工藝,可以減少多根預制棒的頭尾損耗,減少工藝運輸和安裝等非必要的工時,增加連續(xù)生產(chǎn)時間,提高原材料利用效率,已經(jīng)成為降低光纖預制棒及光纖成本的主攻方向。
目前日本信越使用VAD+OVD技術(shù)生產(chǎn)的預制棒外徑達到200mm,單根預制棒拉纖長度超過4000km,國內(nèi)水平則分別只為150mm和3000km。
(3)高沉積效率、低成本的特種預制棒
“十三五”期間,國內(nèi)預制棒廠商均朝著芯棒沉積速率24g/min以上、OVD包層沉積速率200g/min、SiCl4等原料利用率80%方向努力,以持續(xù)降低制造成本。
特種光纖預制棒方面,由于國內(nèi)光纖預制棒技術(shù)的相對滯后,國內(nèi)高端光纖產(chǎn)品市場,如超低損耗光纖、高端多模光纖、海底光纜用光纖、有源及無源器件用特種光纖、激光器用特種光纖、傳感用特種光纖等產(chǎn)品仍需依賴進口。市場期待預制棒企業(yè)加強在預制棒設備、技術(shù)工藝上的創(chuàng)新,積極研制開發(fā)滿足未來光通信需求的各類特種預制棒產(chǎn)品。
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1.光纖專業(yè)領(lǐng)域市場發(fā)展情況
(1)主要國家和地區(qū)單模光纖產(chǎn)能分布
由于近些年光纖光纜廠家持續(xù)擴產(chǎn),并不斷有資本進入國內(nèi)建立新光纖廠。據(jù)CRU統(tǒng)計,中國光纖產(chǎn)能至2017年已經(jīng)達到3.45億公里,占全球光纖產(chǎn)能的65%。在中國5G對光纖光纜的需求尚未完全釋放之前,國內(nèi)產(chǎn)能遠超市場需求。
(2)全球主要光纖制造商產(chǎn)能情況
得益于2010年后中國光纖光纜骨干企業(yè)成功開發(fā)出的光纖拉絲生產(chǎn)設備,國內(nèi)光纖產(chǎn)能得以迅速擴大。目前全球光纖產(chǎn)能排名前十位中有六家是中國光纖制造商,年產(chǎn)能超過2000萬芯公里的國內(nèi)光纖企業(yè)有八家。
國內(nèi)廠家在市場行情較好期間的集中擴產(chǎn),導致在較長一段時間內(nèi)光纖產(chǎn)能嚴重過剩。在國內(nèi)需求尚未達到預期的大環(huán)境下,光纖價格迅速下滑,導致各光纖生產(chǎn)企業(yè)開工不足、利潤微薄。
2.光纖領(lǐng)域與發(fā)達國家的差距
我國光纖的產(chǎn)量及應用鋪設占到全球總量的一半以上,是名副其實的光纖制造和使用大國。然而在產(chǎn)品品種、高端設備、儀表制造能力、核心知識產(chǎn)權(quán)等方面與發(fā)達國家仍存在差距。在一些光纖細分應用領(lǐng)域,如海洋、激光、傳感等,暫時還落后于國際同行,特別是高強度低損耗海洋光纖、雙包層摻鐿光纖、摻餌光纖、傳能光纖、耐高溫傳感光纖等。這些光纖具有技術(shù)含量高、產(chǎn)品附加值大的特點,主要依賴國外進口,也存在“卡脖子”的問題,如可能被用于200瓦以上激光武器的雙包層摻鐿光纖被列為禁運名單。
特種光纖應用領(lǐng)域非常聚焦,市場需求也相對較小,國內(nèi)僅有少數(shù)的高校、科研院所開展了實驗室研究,而且僅局限于機理研究及工藝方面的探索,并未轉(zhuǎn)化成有量產(chǎn)的市場供應能力。因為研發(fā)投入成本高、市場應用不明朗,光纖制造公司投入特種光纖研發(fā)的力度比較小,因此造成如今國內(nèi)特種光纖的技術(shù)水平落后于國外的現(xiàn)狀。
(1)高強度低損耗海洋用光纖
深海中鋪設的海洋光纜需要承受海水的強大壓力以及由于海底起伏不平引起的光纜自身的拉力,對光纖的強度要求很高。高強度低損耗海洋光纖的國外代表性公司有:美國康寧、OFS以及日本住友等,目前海底光纜中用的海洋光纖90%以上都是從這3家公司采購的。目前國內(nèi)同行該類光纖的強度技術(shù)指標以及產(chǎn)量與國外相比,尚存在較大差距。
(2)雙包層摻鐿光纖、傳能光纖
雙包層摻鐿光纖和傳能光纖作為核心元件,廣泛應用于光纖激光器/放大器領(lǐng)域,在智能制造領(lǐng)域具有重要應用。目前國內(nèi)高功率光纖激光器使用的雙包層摻鐿光纖和傳能光纖是以國外進口為主,主要有美國Nufern、加拿大Coractive、芬蘭Liekki等公司的產(chǎn)品。國內(nèi)的同類產(chǎn)品主要應用于激光打標、雕刻等中低功率光纖脈沖激光器。
(3)摻鉺光纖
摻鉺光纖在大容量長距離光纖通信、高精度光纖陀螺超熒光光源具有重要的應用需求。隨著信息化、大數(shù)據(jù)的高速發(fā)展,語音、視頻和圖像等多媒體信息的大量交換,需要大量的高功率摻鉺光纖放大器。該類光纖目前主要從英國Fibercore、美國Nufern等公司進口。國內(nèi)尚處于實驗室研發(fā)階段,不能形成批量供應能力。
(4)耐高溫傳感光纖
耐高溫傳感光纖主要應用于火災報警、油氣管道、橋梁大壩等物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)領(lǐng)域,可以適應熱力管道傳輸、電力傳輸,以及油田、礦山等嚴酷環(huán)境。國內(nèi)該類產(chǎn)品的長期工作溫度可以達到150℃、200℃和300℃幾個等級,但國外采用光纖涂覆銀材質(zhì)可以將耐溫水平提高到1000℃左右,因此有很大的差距。這幾種光纖的主要性能指標的國內(nèi)外差距對比見下列表格:
表 幾種光纖的主要指標國內(nèi)外差距對比

(5)塑料光纖
塑料光纖(Plastic Optical Fiber,POF)是一種以細絲狀高透明塑料為傳播光功率通道的新型光導纖維,也稱為高聚物光纖、有機光纖或聚合物光纖。具有芯徑粗、易耦合、不用熔接或焊接、重量輕、柔性好(可進行小半徑彎曲)、防腐蝕、防潮濕、防震防爆等特點,具有無電磁干擾和輻射、保密性、安全性及抗干擾能力強以及衰減為恒量、不隨傳輸狀態(tài)變化、加工容易、操作簡便、無噪音、無污染等特點,主要應用于數(shù)據(jù)傳輸和裝飾照明兩方面。
目前,我國塑料光纖的產(chǎn)品類型、技術(shù)規(guī)格等與國際先進水平差別不大,但國外在技術(shù)類型方面主要是一步法成纖,分步法已較少采用。主要生產(chǎn)廠家是日本三菱等企業(yè)。
我國在通用型塑料光纖方面與國外差距已不明顯,但在特種塑料光纖方面尚有較大差距。如超低損耗塑料光纖、耐熱塑料光纖、耐輻射塑料光纖等方面,基本沒有國產(chǎn)產(chǎn)品供應,主要依賴進口。究其原因,主要在于缺乏基礎原料開發(fā)、精密加工工藝技術(shù)等。
3.光纖領(lǐng)域發(fā)展建議
(1)超低損耗光纖
超低損耗光纖在骨干網(wǎng)中可以擴展系統(tǒng)傳輸距離,減少摻鉺光纖放大器(EDFA)的數(shù)量,在接入網(wǎng)中可以優(yōu)化中心局的設置,增加用戶覆蓋數(shù)目。超低損耗光纖進一步提高系統(tǒng)的OSNR或延伸傳輸鏈路長度,與常規(guī)光纖相比,延長系統(tǒng)傳輸距離多達35%~40%。因此,超低損耗光纖的開發(fā)對我國打破國外壟斷,促進行業(yè)發(fā)展具有重要經(jīng)濟和社會價值。
(2)超低衰減大有效面積G.654光纖
2012年,國際電信聯(lián)盟電信標準化部門標準(ITU-T)ITU-T修訂并發(fā)布了最新修訂的G.654光纖標準。新的標準里,引入了新的子類G.654.E,其特點是具有更大的有效面積和更低的損耗。
滿足海纜通信、長途干線及下一代400G通信系統(tǒng)均需要長距離、大容量、高速率的傳輸質(zhì)量要求。從傳輸性能上看,如果不考慮與G.652光纖兼容的需要,超低損耗的G.654.E光纖是目前400G網(wǎng)絡應用的最佳光纖,因為降低損耗和增大光纖入纖功率是解決長距離傳輸?shù)年P(guān)鍵。中國市場期待行業(yè)骨干企業(yè)開發(fā)具有超低損耗和大有效面積的特種光纖產(chǎn)品。
(3)接入網(wǎng)絡的高可靠性光纖技術(shù)一G.657.B3光纖
目前在FTTH發(fā)展比較迅速的國家,在FTTH建設中使用G.652.D+G.657.B3方案基本成為其主流運營商(如Verizon,AT&T,SK,KT等)的標準選擇。為推進我國FTTH網(wǎng)絡的進一步優(yōu)化發(fā)展,發(fā)展接入網(wǎng)絡的高可靠性光纖技術(shù)一G.657.B3光纖勢在必行。
(4)抗彎曲BI-OM3/OM4高端多模光纖
在基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡中,多模光纖的應用將會愈發(fā)普遍。多模光纖的光纜以緊套為主,因而抗彎曲的OM3/0M4光纖可提高光纜客戶和終端用戶的支付意愿(WTP)?稍诰o密彎曲情況下?lián)碛懈蟮男盘柋Wo,從而提供更高的系統(tǒng)安全性與可靠性。此外,采用抗彎曲的B1-OM3/OM4光纖能夠使用低成本、高速度的850nm垂直腔面發(fā)射激光器(VCSELs),可進一步降低系統(tǒng)成本。
(5)多芯、少模光纖
多芯光纖技術(shù)實際是將光纖集成化,該技術(shù)普及應用將對現(xiàn)有的光纖光纜行業(yè)、光器件行業(yè)以及光纜施工行業(yè)等帶來顛覆性變化。相比于多根單模光纖,多芯光纖可以使得光纖結(jié)構(gòu)更緊湊,尺寸更小,傳輸單位比特數(shù)據(jù)量的光纖、光纜的材料使用量以及單位能耗可以大大降低,從而能有效節(jié)約原材料成本和施工成本,并節(jié)約鋪設的管道資源。
少模光纖通過增加單芯光纖中傳播光束的模式來實現(xiàn)復用,在提高容量的前提下對能耗的需求增加不明顯。同時,少模光纖的現(xiàn)場使用方式也與現(xiàn)有單模光纖的現(xiàn)場使用方式基本兼容。相對于目前實際的光傳輸系統(tǒng),少模光纖有望成為引領(lǐng)光通信跨越式發(fā)展的“里程碑式產(chǎn)品”,基于少模光纖的模分復用系統(tǒng)將成為熱門。
(6)塑料光纖
強化產(chǎn)業(yè)整合,擴大企業(yè)規(guī)模。目前,塑料光纖行業(yè)相關(guān)企業(yè)普遍規(guī)模較小,缺少規(guī)模效應,也缺少對外合作的影響力和信任度,導致我國塑料光纖缺少走出去的信心、能力和動力。
增加研發(fā)力度,增加人力資源和經(jīng)費投入,盯緊國際上最先進技術(shù)組織攻關(guān),結(jié)合我國國情和塑料光纖行業(yè)現(xiàn)有水平,在塑料光纖新的應用技術(shù)方面開展工作。
作為一種相對新型的光纖產(chǎn)品,塑料光纖的各種產(chǎn)品及其應用正在持續(xù)開發(fā),與此對應的,對于光纖性能的要求也越來越多樣和復雜,塑料光纖的種類也越來越多。為滿足特定領(lǐng)域的應用要求,需要原材料、生產(chǎn)設備及工藝等方面的緊密配合,使產(chǎn)品性能發(fā)揮到最優(yōu)。
