技術(shù)
導(dǎo)讀:相較于普通光纖,特種光纖的制備工藝上要更為復(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。
一、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。
特種光纖與常規(guī)通信光纖在摻雜元素、工作波長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)以及光學(xué)性能上差異較大,且根據(jù)不同的性質(zhì),應(yīng)用也不同;特種光纖是光纖激光器中的關(guān)鍵原材料,同時(shí)也是激光傳輸最便捷的傳輸介質(zhì);特種光纖也可應(yīng)用于光纖通信器件如光放大器、波長(zhǎng)變換等光纖器件的制作;特種光纖還用于醫(yī)療光纖器件如內(nèi)窺鏡等,還有一些傳感光纖器件可用于航空航天、石油化工等領(lǐng)域, 如壓力、溫度等的傳感探測(cè)器件及光纖陀螺、水聽(tīng)器等。
相較于普通光纖,特種光纖的制備工藝上要更為復(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。一方面,特種光纖需要具有較普通光纖更為苛刻的技術(shù)屬性要求,要求廠商需要有長(zhǎng)期的技術(shù)研發(fā)積累和快速的技術(shù)響應(yīng)能力;另一方面,為滿足特定需求,特種光纖的產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝往往難以通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)作完成,要求廠商自身具備一定的上游生產(chǎn)工藝研發(fā)能力,甚至通過(guò)自研部分生產(chǎn)工藝以滿足各類應(yīng)用場(chǎng)景的需要。
因此,雖然國(guó)內(nèi)特種光纖行業(yè)參與廠商眾多,但成規(guī)模且具有自主創(chuàng)新能力的廠商并不多見(jiàn)。而近年來(lái)全球地緣政治不確定性的背景下,強(qiáng)化自有技術(shù)研發(fā)能力,降低對(duì)國(guó)外進(jìn)口依賴成為特種光纖廠商發(fā)力的重要方向,這也符合國(guó)家重點(diǎn)解決“卡脖子”關(guān)鍵領(lǐng)域的整體戰(zhàn)略方針。
特種光纖品種繁多,按照應(yīng)用方向分為有源及無(wú)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(lái),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。近年來(lái),在我國(guó)大力推進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí),加強(qiáng)行業(yè)自主創(chuàng)新背景下,以光纖為代表的電子信息等核心產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)為我國(guó)技術(shù)創(chuàng)新的排頭兵。從光通信領(lǐng)域內(nèi)來(lái)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。
1、宏觀環(huán)境
2007年,美國(guó)對(duì)華高科技出口管制的20類產(chǎn)品清單中明確包含了特種光纖,禁運(yùn)導(dǎo)致我國(guó)在特種光纖領(lǐng)域長(zhǎng)期存在較大的市場(chǎng)缺口。近年來(lái),在政策支持下,我國(guó)特種光纖領(lǐng)域獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但由于特種光纖市場(chǎng)分散、產(chǎn)品種類繁多,生產(chǎn)技術(shù)復(fù)雜、制造成本較高、標(biāo)準(zhǔn)缺失等原因,特種光纖行業(yè)相比發(fā)達(dá)國(guó)家仍有差距,阻礙了相關(guān)下游應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。為此,在“卡脖子”的特種光纖領(lǐng)域,“堅(jiān)持自主創(chuàng)新,打破技術(shù)封鎖”已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)特種光纖行業(yè)的共識(shí),國(guó)內(nèi)特種光纖企業(yè)亟需突破技術(shù)壁壘,實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。
2、產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈
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?、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。
值得注意的是,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(guò)生產(chǎn)鏈全方面的進(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),另一方面也極大地縮短了產(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(wèn)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(guò)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(lái)提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
特種光纖中游為特種光纖的制造,其生產(chǎn)之后,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);另一方面,部分特種光纖廠商也會(huì)通過(guò)與光纖傳感等器件和軟件系統(tǒng)(例如來(lái)自理工光科的光纖光柵應(yīng)變/溫度傳感器和軟件平臺(tái)等)集成,向解決方案商邁進(jìn),以解決方案的形式銷售至下游行業(yè)。
特種光纖下游應(yīng)用環(huán)境主要包括以下幾類:
通信領(lǐng)域:主要包括摻鐿或摻鉺元素用于激光器和信號(hào)放大的有源光纖、通信用的保偏光纖、通信傳輸色散管理使用的色散補(bǔ)償光纖、應(yīng)用于無(wú)源光產(chǎn)品的耦合和抗彎曲光纖等。
軍工領(lǐng)域:用于航空航天核心器件光纖陀螺(fiber optical gyro,F(xiàn)OG)保偏光纖,抗高溫高壓等惡劣環(huán)境的耐高溫光纖、抗彎曲光纖、抗輻射光纖、紫外光纖等,用于光纖延時(shí)器的抗輻射光纖; 此外還有用于激光雷達(dá)的大功率激光傳輸光纖和光纜,超連續(xù)譜的光子晶體光纖。
電力領(lǐng)域:主要包括用于風(fēng)電、特種高壓電流監(jiān)控、換流閥控制的大芯徑、保圓光纖和電力光纜組件等。
醫(yī)用領(lǐng)域:主要包括用于激光手術(shù)、激光成像以及醫(yī)學(xué)傳感的特殊孔徑、大芯徑光纖和光纖傳感產(chǎn)品。
能源、軌道交通應(yīng)用領(lǐng)域:用于石油石化的耐高溫光纖和光纜,用于長(zhǎng)距離石油管道的振動(dòng)傳感光纜,用于軌道交通機(jī)車加工的大芯徑傳能光纖和軌道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的傳感光纖光纜。
3、市場(chǎng)規(guī)模
受國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型影響,實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展尚在恢復(fù)之中,特種光纖市場(chǎng)需求穩(wěn)中有降。據(jù)測(cè)算,2019年中國(guó)特種光纖市場(chǎng)規(guī)模將在2018年的基礎(chǔ)上增長(zhǎng)5.7%,達(dá)到97.9億元水平,保持穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。
二、產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)
1、當(dāng)前市場(chǎng)特點(diǎn)
特種光纖市場(chǎng)居有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn):
(1)我國(guó)特種光纖市場(chǎng)未來(lái)還有較大提升潛力
相對(duì)于行業(yè)領(lǐng)先企業(yè),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。因此,率先實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破的本土特種光纖廠商,能夠在我國(guó)特種光纖行業(yè)獲得更多話語(yǔ)權(quán)。
(2)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(lái)提升特種光纖性能。但是整體來(lái)看,特種光纖關(guān)鍵設(shè)備和原材料能力的欠缺,對(duì)國(guó)內(nèi)特種光纖行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了阻礙。行業(yè)內(nèi)具有預(yù)見(jiàn)力的企業(yè),已經(jīng)開始了關(guān)鍵技術(shù)的集中攻關(guān),能夠率先實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破的企業(yè)有望在未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。
(3)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)具有技術(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)。由于特種光纖對(duì)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵性作用,國(guó)內(nèi)特種光纖行業(yè)面臨外部技術(shù)封鎖和禁運(yùn),這造成了當(dāng)前幾大類國(guó)產(chǎn)特種光纖產(chǎn)品的發(fā)展水平不夠均衡。
比如摻稀土元素類特種光纖,國(guó)產(chǎn)光纖僅有摻鐿、鉺、銩等幾種元素的光纖產(chǎn)品,但國(guó)外廠商除了上述產(chǎn)品之外,還發(fā)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(chǎn)品。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上,EDF的大部分市場(chǎng)份額仍被外國(guó)廠商占據(jù),國(guó)產(chǎn)中低功率YDF已開始量產(chǎn),正在高功率產(chǎn)品方面奮起直追。
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,甚至部分技術(shù)指標(biāo)已為國(guó)際領(lǐng)先。
在抗輻射、耐高溫、抗旋轉(zhuǎn)、抗彎光纖等,國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品已占據(jù)了一定的市場(chǎng)份額,不過(guò)在一些特殊領(lǐng)域,比如超高溫領(lǐng)域,國(guó)外廠商仍居于主導(dǎo)地位。
2、產(chǎn)業(yè)競(jìng)合關(guān)系
目前,特種光纖市場(chǎng)參與者主要有三類:傳統(tǒng)光纖廠商、特種光纖廠商、特種光纖研究機(jī)構(gòu)。
國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)光纖廠商,以長(zhǎng)飛、烽火、亨通光電等為代表。這類廠商特點(diǎn)是光纖產(chǎn)品較為齊全,涵蓋常規(guī)通信光纖和特種光纖,解決方案提供能力較為突出。
特種光纖廠商,則以長(zhǎng)盈通為代表。這類廠商特點(diǎn)是聚焦特種光纖領(lǐng)域細(xì)化領(lǐng)域,并且在各自細(xì)分領(lǐng)域具有較高的市場(chǎng)占有率。
特種光纖相關(guān)研究機(jī)構(gòu)以中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十三研究所、天津電子材料研究所(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所)等為代表。這類機(jī)構(gòu)的科研實(shí)力較強(qiáng),但是市場(chǎng)化能力略為薄弱。
近幾年,我國(guó)特種光纖市場(chǎng)需求增長(zhǎng)很快。根據(jù)行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的不同,特種光纖定制化需求差異巨大,這就要求特種光纖廠商對(duì)行業(yè)有深刻的認(rèn)知。傳統(tǒng)光纖廠商一般不會(huì)涉足多個(gè)行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域。在更為廣闊的特種光纖市場(chǎng)中,傳統(tǒng)光纖廠商、特種光纖廠商和特種光纖科研機(jī)構(gòu)之間的合作關(guān)系更為緊密。特種光纖廠商會(huì)從傳統(tǒng)光纖廠商采購(gòu)光纖預(yù)制棒等原材料,傳統(tǒng)光纖廠商也會(huì)采購(gòu)特種光纖廠商產(chǎn)品來(lái)完善自身的解決方案,而特種光纖科研機(jī)構(gòu)與這兩類廠商在特種光纖科研領(lǐng)域,有著廣泛的合作。
行業(yè)主要企業(yè)如下:
(1)長(zhǎng)飛光纖光纜股份有限公司
長(zhǎng)飛光纖光纜股份有限公司是光纖預(yù)制棒、光纖和光纜供應(yīng)商,主要生產(chǎn)和銷售通信行業(yè)廣泛采用的各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的光纖預(yù)制棒、光纖、光纜,基于客戶需求的各類特種光纖、光纜,以及射頻同軸電纜、配件等產(chǎn)品。
長(zhǎng)飛光纖2019年年報(bào)顯示,其營(yíng)業(yè)收入77.7億元,歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn)8.01億元。
(2)烽火通信科技股份有限公司
烽火通信科技股份有限公司是信息通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品與解決方案提供商。自1999年成立至今,始終專注于全球信息與通信事業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。烽火通信在全球50多個(gè)國(guó)家構(gòu)建了完備的銷售與服務(wù)體系,形成11個(gè)全球交付中心,產(chǎn)品與服務(wù)覆蓋90多個(gè)國(guó)家與地區(qū)。
烽火通信2019年前三季度報(bào)告顯示,其營(yíng)業(yè)收入177.75億元,歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn)6.19億元。
(3)江蘇亨通光電股份有限公司
亨通光電是服務(wù)于光纖光網(wǎng)和電力電網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運(yùn)營(yíng)、金融投資、新能源、新材料等多元領(lǐng)域的國(guó)家級(jí)創(chuàng)新企業(yè)。公司專注于光纖通信和電力傳輸領(lǐng)域,構(gòu)筑形成光纖通信和量子通信全產(chǎn)業(yè)鏈及自主核心技術(shù),在全國(guó)13省市和海外9個(gè)國(guó)家設(shè)立研發(fā)產(chǎn)業(yè)基地。
亨通光電2019年三季報(bào)顯示,前三季度營(yíng)業(yè)收入246億元,歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn)11.9億元。
(4)江蘇中天科技股份有限公司
中天科技集團(tuán)起步于1992年,以光纖通信起家。中天科技已經(jīng)形成信息通信、智能電網(wǎng)、新能源、海洋系統(tǒng)、精工裝備、新材料等多元產(chǎn)業(yè)格局。
中天科技2019年第三季度報(bào)告顯示,前三季度營(yíng)業(yè)收入291.85億元,歸屬于上市公司股東的凈利潤(rùn)14.28億元。
(5)武漢長(zhǎng)盈通光電技術(shù)有限公司
長(zhǎng)盈通是一家以光電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)企業(yè)。公司主要從事特種光纖光纜、特種光器件、新型材料、高端裝備和光電系統(tǒng)等五大類產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,并為客戶提供計(jì)量校準(zhǔn)與測(cè)試服務(wù)。長(zhǎng)盈通專注光纖領(lǐng)域,研制出了細(xì)徑保偏光纖、抗彎單模光纖等特種光纖。公司以光纖為基礎(chǔ),積極進(jìn)行上下游拓展,已經(jīng)形成涵蓋特種光纖、光器件(含保偏光纖環(huán))、機(jī)電設(shè)備的產(chǎn)品布局。
(6)武漢睿芯特種光纖有限責(zé)任公司
武漢睿芯特種光纖有限責(zé)任公司成立于2013年,2017年成為武漢銳科光纖激光技術(shù)股份有限公司的控股子公司。公司主要從事光纖、特種光纖及光學(xué)及光電子元器件的研究、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售、維修服務(wù)、技術(shù)咨詢。
(7)南京春輝科技實(shí)業(yè)有限公司
南京春輝科技實(shí)業(yè)有限公司成立于1997年,其前身是國(guó)家建材局南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院第三研究所,是國(guó)內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)、研究、開發(fā)非通訊光纖及制品的高新技術(shù)企業(yè)。1996年被國(guó)家無(wú)機(jī)非金屬材料工程技術(shù)研究中心命名為“國(guó)家工程技術(shù)研究中心——非通訊光纖及制品技術(shù)開發(fā)基地”。
春輝公司始多年來(lái)致力于非通訊光纖及其制品的研究與開發(fā)工作,已研究開發(fā)出多組份玻璃光纖及制品、石英光纖及制品、聚合物光纖及制品、多組份玻璃光纖傳像束、工業(yè)內(nèi)窺鏡和液芯光纖等六大類產(chǎn)品,并形成批量化生產(chǎn)。
(8)江蘇先品光子科技有限公司
江蘇先品光子科技有限公司是一家專業(yè)從事用于光纖傳感覺(jué)器、光纖激光器和各類光纖器件等領(lǐng)域的特種光纖研發(fā)、生產(chǎn)及銷售的領(lǐng)先制造商。
先品光子坐落于江蘇省昆山市國(guó)家級(jí)開發(fā)區(qū),公司擁有完整的特種光纖預(yù)制棒制備、光纖拉絲及成品測(cè)試等全套核心生產(chǎn)工藝技術(shù)和設(shè)備,具備特種光纖的批量生產(chǎn)及特殊定制能力。除了提供多樣化的特種光纖產(chǎn)品,先品光子還供應(yīng)成品光纖組件,包括高溫光纖光纜和激光能量光纖跳線等。
(9)武漢安揚(yáng)激光技術(shù)有限責(zé)任公司
武漢安揚(yáng)激光技術(shù)有限責(zé)任公司成立于2010年,公司主要從事高功率皮秒,飛秒光纖激光器和超連續(xù)譜光源的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用。
安揚(yáng)激光擁有光纖種子激光源的產(chǎn)生和診斷、高功率高能量全光纖保偏光纖放大器設(shè)計(jì)及光纖制造、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù),部分生產(chǎn)所需核心技術(shù),已成功申請(qǐng)專利保護(hù)。依托公司自主設(shè)計(jì)制造的保偏增益光纖,光子晶體光纖等核心器件,安揚(yáng)激光已成功推出皮秒,飛秒脈沖光纖激光器和超連續(xù)譜激光器等系列產(chǎn)品,產(chǎn)品的主要性能及指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)國(guó)外同等產(chǎn)品水平。
(10)中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十三研究所
中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十三研究所,又稱上海傳輸線研究所(簡(jiǎn)稱STL), 1963年1月建所,是國(guó)內(nèi)最大的專業(yè)研究光、電信息傳輸線及光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用研究所,也是一個(gè)從事各種光、電信息傳輸線、連接器及組件、光纖、光纜、光器件、光纖傳感器、光電傳輸系統(tǒng)和線纜專用設(shè)備研究、開發(fā)和批量生產(chǎn)的科研生產(chǎn)實(shí)體。上海傳輸線研究所共有職工1000余人,其中工程技術(shù)人員400多人,高級(jí)工程師110多人。
(11)天津電子材料研究所(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所)
中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所位于天津市河西區(qū),于1958年成立,是國(guó)內(nèi)最早從事半導(dǎo)體材料和特種光纖研究與生產(chǎn)的單位之一。經(jīng)過(guò)60余年的發(fā)展壯大,四十六所已形成半導(dǎo)體材料、特種光纖及器件、功能基板及陶瓷材料、電子材料檢測(cè)分析、電子工業(yè)儀表和電子專用設(shè)備五大專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域,并建有中國(guó)電子科技集團(tuán)公司新型半導(dǎo)體晶體材料技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家認(rèn)證委及工信部國(guó)家電子功能及輔助材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心。目前全所職工近千人,其中各類專業(yè)技術(shù)人員占比56%,享受政府特殊津貼的專家22人、集團(tuán)首席科學(xué)家1人、首席專家2人。
三、產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)
1、市場(chǎng)規(guī)模趨勢(shì)
2020年的疫情對(duì)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈形成了一定程度的影響,而且這種影響將在全球范圍內(nèi)存在一定時(shí)期。隨著國(guó)內(nèi)疫情快速得到控制,預(yù)計(jì)在新基建的強(qiáng)力推動(dòng)下,2020年中國(guó)特種光纖市場(chǎng)將達(dá)到102.1億元規(guī)模,同比小幅增長(zhǎng)4.3%;2021年后特種光纖市場(chǎng)將在疫情后迎來(lái)高速增長(zhǎng),在航天、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%。特種光纖主要市場(chǎng)品類是有源光纖,占比為30%至35%;其次是傳能光纖,占比為25至30%;再次為保偏光纖,市場(chǎng)占比為20%至25%。
2、未來(lái)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):
(1)疫情再造全球產(chǎn)業(yè)鏈,有利于中國(guó)制造業(yè)企業(yè)贏得全球市場(chǎng)的主動(dòng)權(quán)
21世紀(jì)國(guó)家間、企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng),本質(zhì)上是供應(yīng)鏈間的競(jìng)爭(zhēng)。經(jīng)過(guò)40余年的發(fā)展,中國(guó)已經(jīng)成為全球有影響力的制造業(yè)大國(guó)。供應(yīng)鏈?zhǔn)侵圃炱髽I(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要來(lái)源,穩(wěn)健的供應(yīng)鏈體系還是保障一個(gè)國(guó)家制造業(yè)安全的基礎(chǔ),供應(yīng)鏈體系建設(shè)更是推進(jìn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的有效途徑,構(gòu)建強(qiáng)大、智慧、安全的制造業(yè)供應(yīng)鏈體系,具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
此次疫情對(duì)全球產(chǎn)業(yè)鏈形成了巨大的沖擊,率先從疫情中恢復(fù)的企業(yè),能夠獲取巨大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。2020年3月底,工信部發(fā)布了《工業(yè)和信息化部辦公廳關(guān)于開展產(chǎn)業(yè)鏈固鏈行動(dòng) 推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同復(fù)工復(fù)產(chǎn)的通知》,明確提出開展產(chǎn)業(yè)鏈“固鏈行動(dòng)”,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同復(fù)工復(fù),重點(diǎn)加快5G網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等新基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),加快制造業(yè)智能化改造。“固鏈行動(dòng)”的推出,將有利于中國(guó)制造業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)恢復(fù),從而贏得全球市場(chǎng)的主動(dòng)權(quán)。
(2)新基建推動(dòng)特種光纖市場(chǎng)快速發(fā)展
新基建是指以5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為代表的新型基礎(chǔ)設(shè)施,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、、軌道交通、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新基建重點(diǎn)建設(shè)方向。比如,在特高壓領(lǐng)域,特種光纖在直流輸電測(cè)量和控制系統(tǒng)中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用;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(lái)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)。
(3)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(yǔ)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,不但需要投入大量的研發(fā)力量,還需要繞開國(guó)外大企業(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,本土特種光纖企業(yè)如果能夠突破國(guó)外技術(shù)壁壘,就能在特種光纖行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。
(4)萬(wàn)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。20 世紀(jì)70 年代,在光纖通信技術(shù)的帶動(dòng)下,光纖傳感技術(shù)有了一定的發(fā)展,光纖傳感技術(shù)是一種以光波作為載體、以光纖作為媒介感知并傳輸外界變化的現(xiàn)代化傳感技術(shù),與傳統(tǒng)的以電信號(hào)作為參考量的傳感器相比,光纖傳感器具有以下優(yōu)勢(shì):首先,光纖是由二氧化硅制造而成,它本身是一種絕緣體,并且耐腐蝕、耐高溫,對(duì)電磁不敏感,可應(yīng)用于石油煤礦、強(qiáng)電磁干擾、各種機(jī)電設(shè)施等場(chǎng)合;其次,光纖是無(wú)源器件,不會(huì)對(duì)被測(cè)量的環(huán)境產(chǎn)生影響;最后,光纖重量輕、體積小,可以根據(jù)具體的使用環(huán)境將傳感器制作成任意形狀,便于在航空航天器以及其他狹小空間應(yīng)用;此外,光纖傳感器還具有靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。光纖傳感技術(shù)由于具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì),在現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)中越來(lái)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。BCC Research報(bào)告顯示,從2016年到2021年,全球光纖傳感器市場(chǎng)將從2016年的20億美元增長(zhǎng)到2021年的32億美元,復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)為9.9%。
(5)疫情影響全球格局,國(guó)防軍工行業(yè)快速發(fā)展
當(dāng)前,國(guó)際政治與安全局勢(shì)復(fù)雜多變,不確定因素顯著增加,難民危機(jī)、宗教沖突等加速蔓延,國(guó)際安全形勢(shì)面臨新挑戰(zhàn)。在此背景下,重點(diǎn)發(fā)展國(guó)防軍貿(mào)產(chǎn)業(yè),有著積極的現(xiàn)實(shí)意義。
軍貿(mào)各方向中,導(dǎo)彈長(zhǎng)期是全球軍貿(mào)的重點(diǎn)產(chǎn)品。由于武器裝備技術(shù)升級(jí)加速,越來(lái)越多的國(guó)家會(huì)失去高端武器總體研制的資金與技術(shù)實(shí)力,因此購(gòu)買導(dǎo)彈進(jìn)行防御對(duì)于中小型國(guó)家而言是較好的國(guó)防策略;同時(shí),現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)已經(jīng)不是二戰(zhàn)時(shí)代的火力覆蓋方式,精確打擊已成為重要手段,導(dǎo)彈在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中的需求更為迫切;最后,無(wú)論外貿(mào)飛機(jī)還是艦船,都需要配置導(dǎo)彈作為火力單元。
根據(jù)ReportLinker發(fā)布的《全球?qū)椇蛯?dǎo)彈防御系統(tǒng)市場(chǎng)預(yù)測(cè)導(dǎo)彈市場(chǎng)分析報(bào)告2027》,全球?qū)椇蛯?dǎo)彈防御系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模將從2018年的550億美金,增長(zhǎng)到2027年的930億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率6%。在2018-2027年期間,全球和導(dǎo)彈防御系統(tǒng)合計(jì)市場(chǎng)規(guī)模為7253.7億美元。
光纖陀螺對(duì)導(dǎo)彈和導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的高精度制導(dǎo)起著重要作用,而特種光纖是組成光纖陀螺的核心組件之一,同時(shí)用于光纖陀螺的特種光纖也是海外長(zhǎng)期禁運(yùn)的高技術(shù)產(chǎn)品。海外禁運(yùn)也給了中國(guó)本土特種光纖廠商發(fā)展的機(jī)遇,這些企業(yè)隨著中國(guó)在國(guó)際軍工貿(mào)易中地位的提升而逐步壯大,成為中國(guó)軍工產(chǎn)業(yè)體系的重要組成部分。
(6)商業(yè)航天領(lǐng)域的快速發(fā)展拉動(dòng)特種光纖市場(chǎng)穩(wěn)步增長(zhǎng)
商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)興起于美國(guó),而美國(guó)也是全球商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)份額最大的國(guó)家。美國(guó)從航天立法還是從政策支持方面,都大力扶持商業(yè)航天發(fā)展,不斷推出商業(yè)航天資助計(jì)劃,比如商業(yè)載人航天和貨物運(yùn)輸計(jì)劃、商業(yè)軌道運(yùn)輸服務(wù)、商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)等,培養(yǎng)了SpaceX、藍(lán)色起源等為代表的一批商業(yè)航天公司。根據(jù)美國(guó)航天基金會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù),2017年全球航天經(jīng)濟(jì)總量是3835億美元,其中商業(yè)航天是3073億美元,占比80.13%,商業(yè)航天的市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了全球航天經(jīng)濟(jì)總量的4/5。
中國(guó)在商業(yè)航天領(lǐng)域奮起直追,國(guó)家陸續(xù)發(fā)布政策,支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展。從2015年開始,國(guó)內(nèi)的投資機(jī)構(gòu)逐漸關(guān)注商業(yè)航天賽道,投資商業(yè)航天的機(jī)構(gòu)數(shù)目從2015年的24家增至2018年的90家。社會(huì)資本的注入,為中國(guó)的商業(yè)航天發(fā)展提供資金支持。
應(yīng)用于航天領(lǐng)域的特種光纖,需要在高溫、高壓等惡劣環(huán)境中,以及宇宙輻射環(huán)境下實(shí)現(xiàn)光通信,從而實(shí)現(xiàn)航天飛行器的姿態(tài)和軌跡控制等功能,未來(lái)商業(yè)航天的快速發(fā)展,將有效拉動(dòng)特種光纖的市場(chǎng)需求。
(7)光纖陀螺成為特種光纖市場(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,光纖環(huán)和Y波導(dǎo)是光纖陀螺中兩大關(guān)鍵器件。不同種類或不同精度的光纖陀螺對(duì)光源的譜寬、功率及工作波長(zhǎng)均有各自不同的要求,根據(jù)工作波長(zhǎng)主要分為SLD光源和ASE光源。如果按使用700米特種光纖繞制而成的一個(gè)光纖陀螺計(jì)算,其成本的典型構(gòu)成是光纖環(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(wú)運(yùn)動(dòng)部件、可靠性高等特點(diǎn),同時(shí)在同精度水平的傳感器中價(jià)格相對(duì)較低,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。目前,在軍用領(lǐng)域,由于光纖陀螺儀性能優(yōu)勢(shì)明顯,已被廣泛應(yīng)用,基本取代了傳統(tǒng)機(jī)械陀螺儀。光纖陀螺儀市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿κ歉鲊?guó)國(guó)防開支的增長(zhǎng)。與此同時(shí),無(wú)人機(jī)、工業(yè)建設(shè)等民用市場(chǎng)也逐漸成為光纖陀螺儀新的應(yīng)用市場(chǎng)。用保偏光纖繞制的光纖陀螺敏感環(huán),提高了光纖的機(jī)械可靠性,溫度穩(wěn)定性及環(huán)境適應(yīng)性,優(yōu)化了光纖的縱向均勻性及批次一致性,具有良好的全溫穩(wěn)定性、環(huán)境適應(yīng)性及機(jī)械可靠性。
受新冠肺炎疫情影響,全球宏觀經(jīng)濟(jì)下行風(fēng)險(xiǎn)增加,全球經(jīng)濟(jì)將面臨貿(mào)易緊張加劇、貿(mào)易政策不確定性上升、主要經(jīng)濟(jì)體下滑超出預(yù)期、新興經(jīng)濟(jì)體和發(fā)展中國(guó)家金融動(dòng)蕩等風(fēng)險(xiǎn)。2020年4月,IMF預(yù)測(cè)2020年全球經(jīng)濟(jì)衰退3%,同時(shí)伴隨著巨大的不確定性。經(jīng)濟(jì)因素的不確定性加大地緣沖突風(fēng)險(xiǎn),為積極應(yīng)對(duì)國(guó)際形勢(shì)的變化,2020年中國(guó)國(guó)防預(yù)算增長(zhǎng)6.6%。目前,我國(guó)國(guó)防建設(shè)仍處于“補(bǔ)償式”發(fā)展期,同時(shí)即將進(jìn)入第二階段現(xiàn)代化建設(shè),預(yù)計(jì)軍費(fèi)有望保持長(zhǎng)期增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。光纖陀螺是精準(zhǔn)打擊武器的重要組件,其市場(chǎng)受國(guó)防開支影響較大,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(lái)長(zhǎng)期保持穩(wěn)健增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),未來(lái)2019至2024年復(fù)合增長(zhǎng)率為19.6%。
(8)光纖激光器替代加速,打開特種光纖廣闊市場(chǎng)空間
光纖激光器是一種固體激光器,其工作的增益介質(zhì)為摻稀土元素的特種光纖。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)。相比二氧化碳激光器,光纖激光器光轉(zhuǎn)化效率更高,使用成本較低。根據(jù)OFweek激光網(wǎng)的測(cè)算,光纖激光器的使用成本為23.4元/小時(shí),二氧化碳激光器的使用成本為39.1元/小時(shí)。相比YAG激光器,光纖激光器功率高、效率快且免調(diào)節(jié)、免維護(hù),或?qū)⒅饾u替代YAG激光器。光纖激光器滲透率提升空間廣闊。光纖激光器應(yīng)用范圍非常廣泛,包括激光光纖通訊、激光空間遠(yuǎn)距通訊、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)研究院數(shù)據(jù)顯示,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%。光纖激光器的市場(chǎng)需求保持著增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),光纖激光器的增益介質(zhì)為特種光纖,隨著光纖激光器的替代加速,將為特種光纖市場(chǎng)增長(zhǎng)打開廣闊空間。
3、疫情影響
2020年新年的疫情對(duì)特種光纖產(chǎn)業(yè)提出了挑戰(zhàn),但同時(shí)也對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了重要的戰(zhàn)略機(jī)遇。
從挑戰(zhàn)而言來(lái)自于三方面:
第一:產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能的影響:圍繞湖北武漢為核心是我國(guó)的特種光纖產(chǎn)業(yè)的重要基地,產(chǎn)能的下降也將帶來(lái)行業(yè)在短期內(nèi)存在下滑;
第二:供應(yīng)鏈挑戰(zhàn);由于疫情導(dǎo)致的發(fā)展停滯,產(chǎn)業(yè)鏈基本處于停擺狀態(tài),生產(chǎn)工序在一定時(shí)間內(nèi)正常開展;
第三:生產(chǎn)成本挑戰(zhàn):疫情將帶來(lái)產(chǎn)業(yè)鏈過(guò)程中的各個(gè)如基礎(chǔ)物料、人工等環(huán)節(jié)產(chǎn)生價(jià)格的提升,最終將造成整體產(chǎn)品成本的上漲。
而從機(jī)遇點(diǎn)來(lái)看:
第一:疫情將進(jìn)一步加快全行業(yè)數(shù)字化、智能化程度,進(jìn)而帶動(dòng)各類下游的應(yīng)用需求迸發(fā),將加快本行業(yè)未來(lái)的增長(zhǎng);
第二:疫情將帶來(lái)產(chǎn)業(yè)的新一輪洗牌,中小廠商逐步淡,將加快行業(yè)優(yōu)勢(shì)資源向頭部企業(yè)聚合,也更有利于頭部企業(yè)加快產(chǎn)業(yè)技術(shù)突破;
第三:疫情后,國(guó)家將推動(dòng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),其中工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、AI等領(lǐng)域?qū)橄掠晤I(lǐng)域帶來(lái)各種特種光纖應(yīng)用需求快速提升