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特种光纤行业发展概述

高维产业咨询 2021-12-30 16:25 发文

1.光纤及特种光纤概述

(1)光纤概述

光纤是光导纤维(optical fiber)的简写,是一种由玻璃或塑料制成的纤维。光纤的工作原理为将激光或 LED(发光二极管)发射器在传输点将电脉冲信号转变成光波,接收时光检测器再将光波转变回电脉冲。

通常光纤由芯层(纤芯)、包层及涂覆层三层结构组成。芯层(纤芯)主要由折射率较高的高纯度玻璃构成,包层主要是射率较低的玻璃,涂覆层是为了防止光纤受灰尘的污染,通常由丙烯酸酯、硅橡胶和尼龙等组成。

图表 1:传统光纤结构情况

资料来源:长飞光纤招股书,ofweek产业研究院整理

光纤作为一种传导光波的介质,凭借其通信容量大、抗干扰能力强、传输损耗低、中继距离长、保密性能好、适应能力强、体积小、重量轻、原材料来源丰富等优点被广泛应用,并逐渐取代铜线成为现代通信的核心产品。光纤在通信领域的广泛应用同时也促进了特种的发展。

(2)特种光纤概述

目前市场上对特种光纤尚未有严格的定义,通常是指在特定的波长上使用,为了实现某特种功能而设计制造的光纤。特种光纤区别于国际通信标准光纤的特殊性能和用途的特殊用途光纤,其材料掺杂、结构设计、工艺、传输波长、光学性能、机械和环境性能都具有特殊性,服务于不同的行业领域。

图表 2:特种光纤的应用及分类情况

资料来源:东北证券

特种光纤是光纤激光器中的关键原材料,同时也是激光传输最便捷的传输介质;特种光纤也可应用于光纤通信器件如光放大器、波长变换等光纤器件的制作;特种光纤还用于医疗光纤器件如内窥镜等,还有一些传感光纤器件可用于航空航天、石油化工等领域,如压力、温度等的传感探测器及光纤陀螺、水听器等。

(3)特种光纤在光纤激光器中的应用

特种光纤在激光器产业中主要用作增益介质。从20世纪60年代发展至今,光纤激光器用特种光纤大致经历了稀土掺杂光纤、稀土掺杂双包层石英光纤、大模场面积双包层有源光纤、稀土掺杂双包层晶体光纤等几个阶段。

20世纪60年初期,光纤放大器和光纤激光器的概念开始出现,但由于功率损耗问题,直到1970年美国康宁公司在世界上首次制成衰减系数低于20dB/km的石英玻璃光导纤维,光纤激光器才逐步进入高速发展期;随着终端应用对高功率产品的追求,20世纪80年代末出现稀土掺杂双包层石英光纤技术,成为了高功率光纤激光研究的关键技术之一;90年代初期,为解决传统单模缺陷,大模场面积双包层有源光纤成为有源光纤研制的热点;随着20世纪90年代中期第一根光子晶体光纤(PCF)的出现,特种光纤在激光器产业的发展再次迎来了新的可能和机遇。

图表 3:特种光纤在激光器中的发展历程

资料来源:ofweek产业研究院整理

2.特种光纤行业发展现状

(1)国内政策扶持,助力突破技术封锁

我国特种光纤技术研发整体起步较晚,国内熟练掌握特种光纤制造技术的企业较少,规模化生产能力较弱,全球特种光纤市场仍由欧美等国外企业所主导,并对国内实行了技术封锁。如美国2006年出台《对中华人民共和国出口和再出口管制政策的修改和澄清及新的授权合格最终用户制度》明确规定对含特种光纤在内的20类对华高科技产品的出口管制。在此背景下,国家“十二五”及“十三五”规划相继将光纤技术的发展列入重点进行支持,并提出了“宽带中国”的发展战略,其中国家“十二五科技计划”特别将“新型及特种光纤材料与应用关键技术”列为前沿技术类支撑项目。

在政策的支持下,我国特种光纤技术持续追赶。在掺稀土元素类特种光纤中,国产中低功率YDF(掺镱光纤)已开始量产,正在高功率产品方面奋起直追;光纤陀螺用保偏光纤方面,因国际禁运和国内产品性能提升,市场已被国内厂商占据,通信器件用保偏光纤已实现小部分国产化,波导及耦合光纤目前已能全面实现国产化,且产品技术指标与国际先进水平差距不大;在抗辐射、耐高温、抗旋转、弯曲不敏感光纤等,国产产品已占据了一定的市场份额。

(2)应用场景广阔,市场规模稳定增长

特种光纤区别于普通光纤,其应用属性要求更为苛刻,制备工艺更为复杂,技术要求高,与终端用户的需求要紧密结合。近年来,随着5G、云计算、数字经济、物联网等信息技术的迅速发展,各种应用场景下的光通信需求正在快速释放。信息技术、材料技术的发展,带动光纤深入到社会的各个角落,光纤应用从传统的长距离骨干通讯网扩展到光纤接入、光纤传感、光纤激光等全新领域,特种光纤在航空航天(光纤陀螺)、风能(光纤传感器)、医疗器戒(内窥医疗器件)和其他新兴工业已经取得了广泛的应用。

随着特种光纤应用领域的进一步扩大,特种光纤市场规模也在逐步增长,根据Statista发布的报告显示,2019 年全球特种光纤市场规模为154.6亿美元,其中欧洲是全球最大的特种光纤区域市场,规模为 47.9亿美元,亚太地区的市场规模为30.3亿美元。

图表 4:2019年全球各地区特种光纤市场收入分布

资料来源:Statista

根据Statista公司的预测,2025年全球特种光纤市场规模将达到421.3亿美元,复合增长率为18.1%。

国内方面,伴随光纤激光器、5G、数据中心等产业的快速发展与技术的不断成熟,国内特种光纤需求高速增长。根据工信部下属智库赛昇信息技术研究院数据显示,2021年中国特种光纤市场规模将在2020年的基础上增长17.8%,达到120.3亿元,预计2024年将达到187.4亿元。

图表 5:2015-2024年中国特种光纤市场规模情况

资料来源:智库赛昇信息技术研究院

3.国内特种光纤主要生产企业

(1)长飞光纤

长飞光纤光缆股份有限公司(简称“长飞公司”)是全球领先的光纤预制棒、光纤、光缆及综合解决方案提供商,主要生产和销售通信行业广泛采用的各种标准规格的光纤预制棒、光纤、光缆,基于客户需求的各类光模块、特种光纤、有源光缆、海缆,以及射频同轴电缆、配件等产品。2020年长飞公司实现营业收入约82.22亿元,实现净利润约5.44亿元。

(2)锐光信通

锐光信通科技有限公司(简称“锐光信通”)成立于2010年,主要从事光通信设备、光纤、光纤预制棒、光材料及相关产品的研发、生产、销售和服务。公司主要产品包括激光用掺稀土光纤、传能光纤、保偏光纤、无源光纤、晶体光纤等。截止2020年底公司总资产67,554.73万元,2020年实现净利润5,143.16万元。

(3)武汉睿芯

武汉睿芯特种光纤有限责任公司(简称“武汉睿芯”)成立于 2013 年,是一家从事于特种光纤研发、生产和销售的专业制造商。公司先后承担了湖北重大科技创新计划项目、国家重点研发计划等项目的研究,实现了激光器用双包层大模场掺镱光纤的国产化。截止2020年底公司总资产31,292.09万元,2020年,公司实现营收15,901.28万元,净利润8,287.82万元。

2021年12月,武汉锐科光纤激光技术股份有限公司(简称“锐科激光”)正式收购武汉睿芯公司少数股东(湖北省高新产业投资集团有限公司以及周毅明先生合计持有的 15%股权)股权,武汉睿芯成为锐科激光全资子公司,根据本次收购《资产评估报告》,武汉睿芯公司评估价值达41,600万元。

(4)法尔胜光电

江苏法尔胜光电科技有限公司(简称“法尔胜光电”)成立于2013年4月,是法尔胜泓昇集团有限公司下属控股子公司。 法尔胜光电拥有包括特种光纤、特种光缆、光器件、安全监测系统集成和软件的研发、生产、服务的完整产业链,公司主营业务有两大类:

以光纤感测技术为主的传感器件、配套设备及系统集成应用于各类工程结构中,为水利、隧道交通、电力、石油石化、煤矿、桥梁等大型结构工程提供安全健康监测的总体解决方案和应用服务;

为海、陆、空等各种类型及平台的制导、姿态控制和导航提供特种光纤、光缆及器件,为光通信、激光显示、传感、先进工业制造、环保、能源开采、微创医疗等提供光束传输解决方案。

(5)永鼎股份

江苏永鼎股份有限公司(简称“永鼎股份”)创建于1994年,公司产品及服务涵盖光纤光缆、电线电缆、特种光电缆、光器件、通信器件及设备、通信大数据及工程服务、系统集成方案提供等。截止2020年底,公司总资产73.71亿元,2020年,公司实现营收32.85亿元。

(6)长盈通

武汉长盈通光电技术股份有限公司(简称“长盈通”)成立于2010年,主要从事特种光纤光缆、特种光器件、新型材料、高端设备和光电系统等五大类产品的研发、生产和销售,并为客户提供光电子一级计量站计量校准与测试服务。公司的核心产品是应用于传感器的光纤环,是国内打通光纤环上下游产业链的企业之一,拥有多项核心技术和发明专利,各类产品广泛应用于智能电网行业。截止2020年底公司总资产46,362.86万元,2020年公司实现营收21,545.34万元,净利润5,392.97万元。

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