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2023年中國特種光纖行業(yè)發(fā)展趨勢策略研究報告
思瀚產業(yè)研究院 長盈通    2023-12-14

1、我國特種光纖市場未來還有較大提升潛力

相對于行業(yè)領先企業(yè),我國特種光纖產業(yè)起步較晚,目前在個別細分領域接近國際先進水平,但整體距離全球先進水平還有一定差距。特種光纖行業(yè)的發(fā)展,還會影響到下游光纖放大器、激光器、光纖傳感器等多個環(huán)節(jié),進而影響通信、工業(yè)互聯(lián)網等多個領域的發(fā)展。因此,率先實現技術突破的本土特種光纖廠商,能夠在我國特種光纖行業(yè)獲得更多話語權。

隨著新基建的推進,特種光纖市場的需求將保持快速增長態(tài)勢。隨著國內疫情快速得到控制,預計在新基建的強力推動下,2021 年后特種光纖市場將在疫情后迎來高速增長,在航天、軌道交通、能源、醫(yī)療等行業(yè)領域需求的持續(xù)推動下,2024 年特種光纖市場規(guī)模將達到 187.4 億元,年復合增長率 13.9%。特種光纖主要市場品類是有源光纖,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,市場占比為 20%至 25%。

2、國產特種光纖產品在部分領域已經形成突破

特種光纖技術具有技術要求高、工藝難度大、與終端用戶需求結合緊密的特點。由于特種光纖對重點產業(yè)的關鍵性作用,國內特種光纖行業(yè)面臨外部技術封鎖和禁運,這造成了當前幾大類國產特種光纖產品的發(fā)展水平不夠均衡的局面。思瀚發(fā)布《2023-2030年中國特種光纖行業(yè)競爭格局發(fā)展策略研究報告

比如摻稀土元素類特種光纖,國產光纖僅有摻鐿、鉺、銩等幾種元素的光纖產品,但國外廠商除了上述產品之外,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品。在國內市場上,EDF(摻鉺光纖)的大部分市場份額仍被外國廠商占據,國產中低功率 YDF(摻鐿光纖)已開始量產,正在高功率產品方面奮起直追。

在光纖陀螺用保偏光纖方面,因國際禁運和國內產品性能提升,市場已被國內廠商占據,通信器件用保偏光纖已實現小部分國產化,但大部分市場由國外廠商占據,波導及耦合光纖目前已能全面實現國產化,且產品技術指標與國際先進水平差距不大。

在抗輻射、耐高溫、抗旋轉、彎曲不敏感光纖等,國產產品已占據了一定的市場份額,不過在一些特殊領域,比如超高溫領域,國外廠商仍居于主導地位。

3、萬物互聯(lián)時代,光纖傳感推動特種光纖市場持續(xù)增長

光纖傳感已經成為物聯(lián)網的重要感知技術之一。20 世紀 70 年代,在光纖通信技術的帶動下,光纖傳感技術有了一定發(fā)展,光纖傳感技術是一種以光波作為載體、以光纖作媒介感知并傳輸外界變化的現代傳感技術,與傳統(tǒng)的以電信號作為參考量的傳感器相比,光纖傳感器具有以下優(yōu)勢: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,對電磁不敏感,可應用于石油煤礦、強電磁干擾、各種機電設施等場合;

其次,光纖是無源器件,不會對被測量的環(huán)境產生影響;最后,光纖重量輕、體積小,可以根據具體的使用環(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用;此外,光纖傳感器還具有靈敏度高等優(yōu)點。光纖傳感技術由于具有無可比擬的優(yōu)勢,在現代測量技術中越來越多的受到人們重視,被廣泛應用在電力工程、海洋防御、周界安防等領域。

4、在特種光纖關鍵工藝和原材料研發(fā)取得突破的本土企業(yè),能夠獲得更多市場話語權

特種光纖生產所需關鍵生產設備和原材料,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。國內企業(yè)在突破關鍵設備和原材料方面,不但需要投入大量的研發(fā)力量,還需要繞開國外大企業(yè)專利布局。在國內特種光纖強勁市場需求的推動下,本土特種光纖企業(yè)如果能夠突破國外技術壁壘,就能在特種光纖行業(yè)的競爭中脫穎而出。

5、光纖激光器替代加速,打開特種光纖廣闊市場空間

激光器一般可按照增益介質、輸出功率、工作方式、輸出波長、脈沖寬度等來區(qū)分。按照增益介質(工作物質)分類,激光器的增益介質包括氣體激光器、液體激光器和固體激光器,特定增益介質決定了激光波長、輸出功率和應用領域。氣體中具有代表性的是二氧化碳氣體激光器,固體中具有代表性的包括紅寶石激光器、半導體激光器、光纖激光器和 YAG 激光器等。光纖激光器工作的增益介質為摻稀土元素特種光纖。自從光纖激光器問世后,就成為激光領域最為活躍的研究方向之一。

隨著新型泵浦技術的采用和大功率半導體激光器制造技術的進一步發(fā)展成熟,光纖激光器得到了飛速發(fā)展。與傳統(tǒng)的固體激光器相比,光纖激光器具有結構簡單、閾值低、散熱性能好、轉換效率高、光束質量好等優(yōu)點。

從經濟角度上看,相比二氧化碳激光器,光纖激光器轉化效率更高,使用成本較低,根據 OFweek 激光網的測算可得,光纖激光器使用成本為 23.4 元/小時,二氧化碳激光器的使用成本為39.1元/小時①。相比YAG(YttriumAluminum Garnet,釔鋁石榴石)激光器,光纖激光器功率高、效率高且免調節(jié)、免維護,或將逐漸替代 YAG 激光器。光纖激光器滲透率提升空間廣闊。光纖激光器應用范圍非常廣泛,包括激光光纖通訊、激光空間遠距通訊、工業(yè)造船、汽車制造、激光雕刻、激光打標、激光切割、印刷制輥、金屬非金屬鉆孔/切割/焊接、國防安全、醫(yī)療器械儀設備、大型基礎建設,作為其他激光器的泵浦源等。

根據《2021 中國激光產業(yè)發(fā)展報告》,從我國光纖激光器市場來看,國產光纖激光器逐步實現由依賴進口向自主研發(fā)、替代進口到出口的轉變。隨著國內光纖激光器企業(yè)綜合實力的增強,國產光纖激光器功率和性能逐步提高,我國光纖激光器市場從 2014 年的 28.6 億元增長到 2020 年 94.2 億元,預計 2021 年會繼續(xù)增長到 108.6 億元,歷年增長情況如下圖所示。光纖激光器的市場需求保持著增長態(tài)勢,光纖激光器的增益介質為特種光纖,隨著光纖激光器的替代加速,將為特種光纖市場增長打開廣闊空間。

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