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光纤产业链全景深度解析(附股)

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发表于 1 小时前 | 查看全部 |阅读模式
全球数据中心强劲需求加速拉动光纤爆发,推动行业迎来量价齐升高景气周期。

5月6日,英伟达宣布与康宁建立长期合作伙伴关系,拟将美国光连接产能提升10倍,以加强AI基础设施建设。康宁将新建三家美国工厂,光纤产量提升超过50%,有望进一步引领全球AI强劲需求。

此次康宁与AI巨头英伟达深度捆绑,英伟达“锁产能”进一步确保算力集群供应。

当前AI底座建设进入白热化,对高性能光纤等组件需求空前,供需缺口有望长期持续。

随着光纤行业从传统基础设施向AI核心消耗品转型,产业链各环节包有望迎来发展机遇。

本文重点聚焦光纤产业链核心赛道竞争格局和产业趋势。

01

光纤行业概览

光纤是由玻璃或塑料制成的纤维,利用光在这些纤维中以全内反射原理传输光信号。

结构是多层同轴圆柱体,主要由纤芯、包层和涂覆层组成。

纤芯:位于光纤的中心部位,成分为高纯度的二氧化硅,掺有极少量掺杂剂,是光信号传输的主要通道。

包层:位于纤芯的周围,其成分也是含有极少量掺杂剂的高纯度二氧化硅,但折射率略低于纤芯,确保光信号在纤芯内发生全反射。

涂覆层:光纤的最外层,由丙烯酸酯、硅橡胶和尼龙等材料组成,用于保护光纤免受机械损伤和环境影响。



光纤传输模式

光纤按光在光纤中的传输模式一般分为单模光纤和多模光纤两种类型。

“模”即指光以一定角速度进入光纤后的传输路径。

由于芯层直径的粗细不同,光纤中传输模式的数量也不同。

单模光纤:对应直径较小的芯层,允许光用一种模式传输,应用于干网、海底光缆等场景。

多模光纤:对应直径较大的芯层,允许光用多种模式传输,应用于局域网、服务器之间的高速数据交换等场景。



此外,散纤主要分为G.651(多模光纤)和G.652至G.657(单模光纤)等型号,这些型号根据国际电信联盟(ITU-T)的标准进行分类。

受益于数据中心建设浪潮,G.657 单模光纤和多模光纤将迎来规模化应用。

不同型号光纤光缆规格对比:

资料来源:FS

02

光纤光缆产业链

光纤光缆行业产业链上游产业链主要分为四大环节:关键原材料和设备、预制棒生产、光纤生产和光缆生产。

从产业链价值分布情况来看,预制棒(70%)>光纤(20%)>光缆(10%)。

资料来源:行行查

光纤光缆产业链结构

上游:核心原材料包括高纯四氯化硅、石英管材、氦气、设备主要有CVD、拉丝塔、OTDR。

中游:预制棒是产业链利润核心,约占光纤成本70%,且技术垄断性强。光纤主要分为实芯/多芯/特种/空芯、光缆封装与部署依赖规模化生产。

下游:需求应用场景多元化。覆盖数据中心、通信、智能电网、轨道交通、医学、军事传感、汽车等各大领域。

全球数据中心光纤应用规模(万芯公里):

资料来源:CRU

03

光纤预制棒

光纤预制棒是制造石英系列光纤的“母版坯料”,被誉为光纤产业链的“皇冠明珠”。

是由高折射率棒芯和低折射率包层组成的高纯石英玻璃棒,单根预制棒可拉制出1万公里以上光纤。

预制棒环节占产业链利润的70%,是技术门槛最高、资本投入最大的环节。

其制备涉及气相轴向沉积(VAD)、外部蒸汽沉积(OVD)、等离子体化学气相沉积(PCVD)等复杂工艺。

光纤预制棒制造流程:

资料来源:工信部、石英大会、行行查

光纤预制棒竞争格局

全球光纤预制棒产能集中于中国、美国和日本。

美国康宁公司是光纤预制棒领域的技术先驱,其独创的OVD(Outside Vapor Deposition,外部气相沉积)工艺是行业标杆,并且凭借MCVD技术垄断军事通信领域,开发了抗电磁干扰光纤预制棒。

日本住友电工、信越化学等企业通过技术专利壁垒与高端产品定位,在特种光纤预制棒市场保持领先。

国内企业通过技术引进与自主创新,已掌握PCVD、VAD、OVD三大制备技术,长飞光纤、亨通光电、中天等企业预制棒产量占全球60%以上,实现基本自给。超低损耗光纤衰减≤0.16dB/km,高端产品(如空芯光纤预制棒)仍依赖进口,技术迭代空间广阔。

光纤预制棒原材料

光纤预制棒的制造流程主要包括关键材料准备、芯层制造、包层制造、脱水烧结和拉伸检测五个核心环节。

在材料准备阶段,主要使用石英砂、高纯度四氯化硅、电子特气等作为原料,并通过掺杂气体调节折射率。

高纯度四氯化硅:通过提纯工艺优化,纯度达9N级(99.9999999%),支撑光纤预制棒生产。国内企业如三孚股份、特变电工、新硅科技等占据主导地位,满足全球50%以上需求。

特种气体(如氦气):氦气作为载气将四氯化硅和四氯化锗等原料气体输送至反应区,其高导热性可高效导出反应热,避免局部过热导致沉积石英微粉烧结密度不均,从而确保预制棒微观结构均匀致密。氦气全格局高度集中,卡塔尔占30%,中国对其依赖度高达40%。国内相关厂商中,中石油、九丰能源、凯美特气、中船特气、杭氧股份、华特气体、广钢气体等具备氦气保供能力。

石英管材:用于高端特种光纤(如大数值孔径光纤、高功率传能光纤)制造。亨通光电自主研发的掺氟高纯石英管实现数值孔径(NA)稳定0.28、外径突破60mm,技术指标达全球顶尖水平,终结国外垄断。长飞光纤子公司长飞石英专注于高端石英材料产品研发,基于自主CVD合成工艺,结合多种纯化及掺杂技术,制备高品质合成石英管、石英棒、石英筒等产品。武汉长进光子、久智光电子材料、石英股份、飞瓴光电等厂商在该该领域亦有所布局。

设备端:CVD设备、高速拉丝塔等核心装备国产化率突破60%,但高端检测设备(如OTDR)仍由安立、库尔特等国际企业主导。国内厂商中,烽火通信推出的"黑灯工厂"通过AI视觉检测系统,实现光纤缺陷识别准确率99.9%。华为和纤测道客等企业在智能诊断领域取得突破,但市场份额有限。

04

光纤制造

光纤制造将光纤预制棒加热至2000℃以上,通过拉丝塔拉制成直径125μm的光纤,并涂覆保护层。

利用预制棒拉丝成纤,可生产出全系列通信光纤及特种光纤,满足不同应用场景需求。

光纤质量完全取决于预制棒的纯度与结构,拉丝工艺仅影响生产效率与成本。

根据纤芯结构与功能的不同,光纤主要分为实芯光纤、多芯光纤、特种光纤和空芯光纤四种类型。

实芯光纤:是光纤通信领域最为常用的类型,在市场中占据绝对主导地位。

多芯光纤、特种光纤和空芯光纤产业化进程正在加速推进。



05

实芯光纤

实芯光纤是传统光纤类型,占据光纤光缆市场90%以上的份额,在通信和数据中心等领域应用广泛。2025年全球光纤出货量达6.62亿芯公里。

此类型光纤采用传统玻璃材料结构,纤芯为高折射率玻璃,包层为低折射率玻璃,通过全内反射传输光信号。

实芯光纤核心优势:产业链成熟,部署成本相对可控;其中,单模光纤带宽大,具备长距离传输能力和大容量通信;多模光纤纤芯较粗,适合短距离高速数据交换,如局域网和服务器互联。

技术迭代:G.652.D(标准单模光纤)和G.654.E(超低损耗光纤)是主流产品,后者因更低衰减(0.18dB/km@1550nm)成为400G/800G超高速传输的核心介质。

例如,传统实芯玻璃芯光纤的衰减极限约为0.14dB/km,康宁(Corning)的Vascade EX2000衰减典型值低至0.149dB/km@1550nm。康宁在特种玻璃与先进光学材料领域享有全球声誉,其光纤产品以超低的衰减率和极高的可靠性成为行业标杆。

实芯光纤市场格局

海外康宁和藤仓等国际巨头是实芯光纤市场的重要参与者,在高端光纤产品具有优势。

中国是全球最大的光纤生产和消费国,实芯光纤在中国市场占据绝对主导地位。

国内实芯光纤市场的主要厂商包括长飞光纤、亨通光电、中天科技、烽火通信以及通鼎互联和永鼎股份等。

长飞光纤推出 YOFc FOR AI 全栈解决方案,全面覆盖 DCI 与 DCN 两大 AI 核心场景,从光纤、光缆、光模块到高速铜缆、CPO/OIO 全链条布局。

亨通光电完成全球首条400G超长距光传输系统商用部署,单纤容量达48Tbit/s。

烽火通信央企背景(中国信科集团旗下),国内光纤光缆前四强,光传输系统全球市占率约14%,G.652.D、G.654.E等光纤覆盖电信运营商和数据中心市场,联合苏州大学创造单纤单芯容量超100T传输距离新纪录。

通鼎互联电力光缆核心供应商,国家电网、南方电网定制化光缆供货量占比15%。普通光缆、蝶形光缆覆盖运营商集采需求;永鼎股份拥有华南地区最大光纤光缆研发基地,G.652.D光纤覆盖全国电网骨干网;远东股份多模光纤2026年3月产能30万芯公里。此外,法尔胜、杭电股份、长江通信在光纤光缆生产及配套领域均有所布局。

从实芯光纤发展趋势来看,随着通信技术的发展,超低损耗光纤成为实芯光纤技术的重要发展方向。

06

多芯光纤

多芯光纤能够显著提升传输容量并降低纤芯间串扰,光纤几何一致性优异,衰减系数在目前的技术进展下能够接近传统实芯光纤。

共同包层区中包含多个独立纤芯的新型光纤,各纤芯均能够承载一根单模光纤的容量,通过空分复用技术实现多信号独立传输。

多芯光纤应用场景:超大容量光纤通信系统、分布式光纤传感、医疗设备应用等。

日本厂商藤仓、古河电工和住友电工在多芯光纤技术方面具有显著优势。

单模多芯光纤传输容量的世界纪录是净速率超过5.0 Pbit/s,由中国信息通信科技集团在2024年上半年完成验证。

长飞光纤推出七芯结构的多芯光纤,采用掺氟包层折射率剖面结构,实现长距离低串扰的空分复用光信号传输,突破传统单模光纤传输容量极限。亨通光电自主研发大有效面积超低损耗四芯光纤。中天科技自主研发弯曲不敏感四芯光纤,可支持400G、800G乃至T级超大容量传输。

07

空芯光纤

空芯光纤摒弃实心纤芯,利用特殊包层将光限制在空心通道中沿轴向传播,具备空芯导光、宽谱传输特性。

在城域范围内,能支持更广的地理覆盖,可缓解能源供给限制。

在广域互联中,空芯光纤凭借低损耗、大带宽等优势,可大幅提升传输系统的容量与稳定性。

Scale-across(跨区域扩展)模式兴起的背景下,低时延和高容量成为跨区域AI训练的关键,将有望催生空芯光纤的需求。

空芯光纤竞争格局

全球空芯光纤市场呈现“双寡头+多极化”格局。

国际巨头康宁、贺利氏、普睿司曼凭借专利布局和全球化服务网络占据40%市场份额。

康宁与微软、贺利氏合作,首次公开宣布在其美国北卡工厂制造空芯光纤,为微软Azure网络提供规模化供应。

普睿司曼与初创公司RelativityNetworks合作,基于其研发的空芯光纤(HCF)技术开展联合生产,在荷兰工厂建立专用生产线

国内长飞、烽火、亨通等厂商通过成本优势和本地化服务,逐步向高端市场渗透。

长飞光纤2024年发布全球首款商用超低损耗空芯光纤,2025年实现规模化量产,2026年在欧洲、亚洲多地完成商用部署。

此外,长飞光纤在2026年MWC发布空芯光纤品牌“HollowBand®”,启动INFINITE-2030计划,推动50+商用试点项目。已落地全球最长商用空芯光纤线路(东莞-香港),产品性能达0.04DB、91.2KM。

烽火通信自主研发的空芯光纤实现在公里尺度S+C+L通信波段整体衰减小于0.18dB/km的优异水平。

亨通光电拥有全球光通信行业首座“灯塔工厂”,海洋通信全产业链能力突出,全球市占率超20%。此外,空芯光纤和高性能多模光纤进入谷歌、亚马逊等头部AI数据中心。

中天科技空芯光纤全链条制备技术突破,反谐振空芯光纤传输损耗降低90%,适用于超高速DCI互联。与电子科技大学合作实现基于空芯光纤的量子隐形传态验证。

08

光纤市场格局

全球光纤光缆市场格局集中,中美企业占据主导地位。

美国康宁以19.5%的市场份额位居全球第一,占据显著领先地位。

中国厂商整体表现强劲,其中长飞光纤以14.6%的份额排名第二,中天科技和亨通光电分别以11.4%和11.2%的份额位列第三和第四,烽火通信占10.2%。

2025年全球主要光纤厂商及市场份额:



此外,日本企业如住友电工、古河电工以及法国普睿司曼等厂商也占据一定份额,分别为4.3%、8%和5%。印度斯特拉特和日本藤仓分别占3.8%和4.1%。其余企业合计占比7.8%。

整体来看光纤行业头部企业优势明显,中国企业在国际竞争中具备较强影响力。

当前光纤行业从周期(单纯涨价)向成长(切入北美供应链+解决方案升级)逻辑切换。

海外光纤光缆龙头康宁通过“光纤→MPO→DCI光缆→CPO”的价值链延伸,实现估值重构,为中国厂商提供对标范式。

国内厂商因四氯化硅管制优势,承接全球普通光纤需求外溢,形成“高端紧缺、普通亦紧”的供需格局,涨价周期或延续至2027年底。

此外,康宁和英伟达的的合作,光纤只是其中受益环节之一。两方的合作措词是10倍级别的提升光连接能力,因此光连接的整套配备比如FAU、MPO、MMC以及自动化设备都有望迎来广阔机遇。国内相关厂商中、致尚科技,天孚通信、太辰光、光库科技、长芯博创、蘅东光、矩光科技以及罗博特科,杰普特等设备厂商均有所布局。

整体来看,AI爆发驱动全球算力需求指数级增长,数据中心推动高端光纤需求激增,加速商业化。AI算力需求和基建升级,产业链向“周期成长”切换,掌握核心技术的企业有望主导新一轮增长周期。

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