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光纤预制棒需求高涨 却为何“一棒”难求?

光纤预制棒是光纤制造工艺中最重要的部分之一。在整个光纤光缆产业中,光纤预制棒、光纤、光缆占整个产业链的利润比约为7:2:1,光纤预制棒的生产利润远远超过了光纤和光缆。所以,自20世纪70年代末期以来,国内对光纤预制棒制造技术的研究和改进便从未间断过。

光纤预制棒是具有特定折射率剖面,用于制造光纤的石英玻璃棒,一般直径在几毫米至几十毫米之间。光纤的内部结构是在预制棒中形成的,而预制棒是光纤的母体和技术瓶颈所在。目前,虽然国内已经形成了数大光纤光缆产业集群,是全球第一大光纤光缆制造国,但在光纤预制棒领域仍有着难以言说的痛,预制棒的进口比例约为六成。

光纤预制棒生产工艺多样

在光纤正式生产前,先要制作出光纤预制棒。光纤预制棒的制作有多种不同方法,最常用的制作工艺是汽相氧化法。这种工艺的原理是:利用高纯度金属卤化物的蒸汽和氧气发生反应,形成一些氧化物微粒,这些氧化物微粒沉积在玻璃或石英体的表面,然后通过烧结而形成透明的玻璃棒,也就是光纤预制棒。通过拉丝机拉出来的裸纤具备纤芯和包层,这种方式制作出的光纤预制棒已具备了光纤的基本结构。

管外汽相沉积法(即OVD)是1970年美国康宁公司研制的一种简捷生产工艺,OVD工艺的化学反应机理为火焰水解,即所需的芯玻璃组成是通过氢氧焰或甲烷焰中携带的气态卤化物(SiCl4等)产生的“粉末一层一层沉积而获得的。

汽相轴向沉积法(即VAD)是1977年由日本电报电话公司发明的一种工艺。VAD工艺的化学反应机理为火焰水解。VAD工艺沉积获得的预制棒的生长方向是由下向上垂直轴向生长的。烧结和沉积是在同一台设备中不同位置同时完成的,即预制棒连续制造。

改进的管内化学气相沉积法即(即MCVD)是1974年由美国AT&T公司开发的经典工艺。是一种以氢氧焰热源,发生在高纯度石英玻璃管内进行的气相沉积。MCVD工艺的化学反应机理为高温氧化,由沉积和成棒两个工艺步骤组成。

等离子体管内化学气相沉积法(即PCVD)是1975年由荷兰飞利浦公司提出的微波工艺。PCVD工艺用的热源是微波,在高纯石英玻璃管内进行气相沉积和高温氧化反应。PCVD工艺制备芯棒的工艺有两个具体步骤,即沉积和成棒。

光纤预制棒需求高涨 却为何“一棒”难求?

美、日技术制棒技术领先

目前,光纤预制棒的主流生产技术被康宁、古河、信越和阿尔卡特等数家国际大厂掌握,并对国内实行相关技术封锁。因此,国内在光纤预制棒方面很容易陷入被动局面,在这方面取得突破的难度着实不小。

就全球范围来看,美国和日本在光纤预制棒方面技术实力最强,日本以信越化学工业株式会社、住友电气工业株式会社、藤仓株式会社、古河电气工业株式会社四大“家族”最具代表性。作为OVD制棒法的开创者,康宁则是美国光纤预制棒领域的王者。

近年来,随着国内对光纤光缆需求量的不断增长,市场空间得到进一步释放。许多国外预制棒厂家瞄准了这一商机,纷纷抓紧时机向国内市场迁移。他们往往采取与国内企业合资或者独资的形式,将预制棒项目落户于中国。

谈及光纤预制棒,不得不提到日本化学工业株式会社。据相关数据统计,我国约60%预制棒依赖进口,其中约80%又来自日本,而这其中80%就来自信越,可见其对国内光纤光缆产业影响力之大。信越于1926年9月16日由小坂顺造创立,是世界最大的晶圆制造企业之一、也是世界最大聚氯乙烯制造企业之一。

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