特種光纖結構、產業鏈、分類及行業壁壘分析

行業技術壁壘較高。

1、實現特種功能的光纖，應用于有源/無源器件、激光器和光纖傳感

光纖是“大纖維”概念中的一支，光纖是可以實現光波導的功能的纖維，一個簡單 的纖芯和包層結構，實現了光信息傳輸。光纖作為一種基礎原材料有很多優勢，小、輕、 價格低、化學成分穩定、抗電磁干擾、可編織等，有潛力在很多特殊環境下使用。特種 光纖屬于光纖的一類，可以具體細分成特殊結構、特殊涂層和特殊材料。 特種光纖是指在特定的波長上使用，為了實現某特種功能而設計制造的光纖。特種 光纖是光纖激光器中的關鍵原材料，同時也是激光傳輸最便捷的傳輸介質；特種光纖也 可應用于光纖通信器件如光放大器、波長變換等光纖器件的制作；特種光纖還用于醫療 光纖器件如內窺鏡等，還有一些傳感光纖器件可用于航空航天、石油化工等領域，如壓 力、溫度等的傳感探測器及光纖陀螺、水聽器等。

從產業鏈劃分，特種光纖產業的上游包括了預光纖制棒制備所需襯管、套管、涂料， 以及惰性氣體（氮氣、氬氣）、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。特種光纖中游為特種光纖的制造， 其生產之后，部分產品會直接銷售至航空、航海、電力、制造等下游采購行業；另一方 面，部分特種光纖廠商也會通過與光纖傳感等器件和軟件系統（例如來自理工光科的光 纖光柵應變/溫度傳感器和軟件平臺等）集成，向解決方案商邁進，以解決方案的形式銷 售至下游行業。特種光纖下游應用環境主要包括通信領域、軍工領域、電力領域、醫療 領域、能源和軌道交通應用領域等。

根據《中國光電子器件產業技術發展路線圖 2018-2022》，特種光纖按照應用分為 有源及無源器件用特種光纖、激光器用特種光纖及光纖傳感用特種光纖三類。 有源及無源器件用特種光纖：包括摻鉺光纖（EDF）、保偏光纖（PMF）、耦合 光纖及穩相光纖光纜等，主要應用于光纖放大器、光纖耦合器、泵浦激光等有 源及無源器件。 激光器用特種光纖：包括摻鐿光纖（YDF）、無源匹配光纖（GDF）和激光輸 出的大芯徑傳能光纖等，主要應用于光纖激光器（包括連續型/脈沖型的低功率、 中功率、高功率、超高功率光纖激光器）。 光纖傳感用特種光纖：包括抗輻射光纖、耐高溫光纖、旋轉光纖、抗彎曲光纖 （BI 光纖）以及特殊多模光纖等，主要應用于光纖陀螺、光纖水聽器等光纖傳 感器。

2、“卡脖子”關鍵技術，行業壁壘較高

特種光纖屬于“卡脖子”類關鍵技術。特種光纖技術發展方向符合國家重點解決“卡 脖子”關鍵技術領域的戰略方針，對突破國外專利壁壘和技術封鎖，助力國產替代具有 重要意義。《中國光電子器件產業技術發展路線圖（2018－2022 年）》中對特種光纖產 業重點發展目標作出規劃，明確在 2022 年實現 EDFA 用 EDF 國產化，中低功率光纖激 光器用雙包層 YDF 國產化率超過 50%，國產器件用 PMF 市場占有率超過 50%等。

特種光纖制備工藝復雜，技術要求高。相較于普通光纖，特種光纖的制備工藝上要 更為復雜，應用屬性要求更為苛刻，對于行業廠商的專業性技術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屬性要求，要求廠商需要有長期 的技術研發積累和快速的技術響應能力；另一方面，為滿足特定需求，特種光纖產品的 生產工藝往往難以通過產業鏈上下游協作完成，要求廠商自身具備一定的上游生產工藝 研發能力，甚至通過自研部分生產工藝以滿足各類應用場景的需要。 強調自有技術研發能力。雖然國內特種光纖行業參與廠商眾多，但成規模且具有自 主創新能力的廠商并不多見。而近年來全球地緣政治不確定性的背景下，強化自有技術 研發能力，降低對國外進口依賴成為特種光纖廠商發力的重要方向。

對特種光纖廠商而言，對上游全工藝流程技術的掌握具有突出的價值。特種光纖由 于其突出的場景適配性需求，通過生產鏈全方面的進行研發適配以滿足特定需求成為重 要的核心競爭力，不僅可以從多方面進行系統性設計提高產品技術指標，另一方面也極 大地縮短了產品技術研發時間，實現產品設計的快速響應外，還可以提升生產環節的良 率問題。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過程中主要起固定 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 揮特種光纖的應用特點，尤其是在軍工、航天等對特種光纖光學性能、機械可靠性要求 較高的重點領域，具有一定實力的特種光纖企業，也會采用自研光纖器件固化膠的方式 來提升產品競爭力。

關鍵技術和原材料制備能力，成為行業競爭的核心能力。特種光纖生產所需關鍵設 備和原材料，比如預制棒制備所需襯管、套管、涂料，以及光纖封裝膠、固定膠等還有 很大部分需要進口。包括光敏膠、封裝膠、固定膠在內的各類工業膠水，對特種光纖的 性能參數有重要影響，部分本土廠商已能夠使用特制的固化膠水來提升特種光纖性能。 但是整體來看，特種光纖關鍵設備和原材料能力的欠缺，對國內特種光纖行業的發展產 生了阻礙。行業內具有預見力的企業，已經開始了關鍵技術的集中攻關，能夠率先實現 技術突破的企業有望在未來的市場競爭中脫穎而出。 光纖預制棒是特種光纖制備的關鍵原材料。

光纖預制棒是光纖光纜產業鏈中附加值 最高的一環，也是光纖工藝中最重要的部分，根據高瞻網，光纖預制棒占產業鏈利潤約 70%。當前商業生產光纖預制棒已經發展成為“兩步法”，第一步為生產芯棒，第二步為 在芯棒上附加外包層，制成預制棒，其中芯棒生產為關鍵步驟。芯棒的制造工藝主要有 四種：汽相軸向沉積法（VAD）、外汽相沉積法（OVD）、改進汽相沉積法（MCVD）和 等離子體化學汽相沉積法（PCVD）。