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空气替玻璃:空芯光纤如何成为AI算力互联的“物理捷径”
发布日期: 2026-11-09 15:42:26

空气替玻璃:空芯光纤如何成为AI算力互联的“物理捷径”

空芯光纤的政策定位在“十四五”至“十五五”交替期发生了实质性抬升:从信息通信技术研发的储备方向,升级为“十五五”规划体系中明确列名的新型光纤攻关与产业化工程方向。工信部信息通信“十五五”规划把空芯光纤纳入6G与全光承载技术攻关框架,并明确重点打造空芯光纤光缆等超大容量全光承载产品。光电线缆行业“十五五”规划将其列为头号产业化工程。湖北、广东等省份已将空芯光纤纳入算网协同与智算互联的省级产业政策框架。

空芯光纤行业主要政策分析

资料来源:普华有策

1、空芯光纤行业概述

(1)基本定义

空芯光纤是一种将纤芯介质从石英玻璃替换为空气或低压气体的光纤。传统实芯光纤依靠石英纤芯与掺杂包层之间的全内反射导光,光场能量主要分布在玻璃中;空芯光纤通过微结构包层将光约束在中央空腔内,光与玻璃的重叠极小。这一介质替换不是对实芯光纤的渐进改良,而是导光物理机制的范式切换。

(2)技术路线与产品分类

从导光机制看,主流路线分为光子带隙型与反谐振型。光子带隙型利用周期性介质排列形成光子禁带约束光场,但低损耗带宽有限,逐步退居特种场景;反谐振型利用薄壁毛细管的反谐振干涉效应实现宽带导光,经嵌套式无节点结构迭代后,已成为当前商用主航道。从损耗等级看,可分为超低损耗级、商用级与特种级;从产品形态看,涵盖裸光纤、空芯光缆与含连接器、熔接组件的空芯光纤链路。

(3)性能含义

空芯光纤的性能差异是结构性的:光在空气中的传播速度接近真空光速,时延较实芯光纤显著降低;非线性效应低数个数量级;损耗的理论下限突破了石英瑞利散射的约束。2026年11月完成的千公里级双向实时传输验证表明,空芯光纤可以在复用现有传输设备的条件下形成长距离、大容量、低时延的传输能力。这些特性使其在AI算力互联、金融高频交易、6G前传与量子通信等场景中,具备实芯光纤无法提供的物理层选项。

2、空芯光纤行业发展历程分析

(1)技术验证与工程化拐点(2022—2024年)

2022年微软把空芯光纤的技术源头收入囊中,这一动作的意义不在于并购本身,而在于把空芯光纤拉进了超大规模云基础设施的采购视野。2024年云厂商宣布规模化部署计划,空芯光纤第一次被写进云资本开支的框架。同期反谐振结构的损耗纪录被反复刷新,“可商用”的性能前提基本具备。这一阶段的底色是:技术验证收尾,工程化起步,供给主体高度集中。

(2)需求侧早期规模化启动(2025—2026年)

2025年中国移动在广东开通首条反谐振空芯光纤商用线路,深港证券交易所间的双向时延被压到1.07毫秒。三大运营商随后各自完成首条线路部署,长飞在其中扮演了主要供给方角色,广东—香港100公里项目是目前可查的世界最长商用距离。2026年,工信部信息通信“十五五”规划把空芯光纤写进新型光纤研发应用的重点方向;11月,中国电信研究院联合长飞、中兴完成全球首个千公里级双向实时传输验证,长距传输从“能不能”的讨论进入“怎么工程化”的阶段。

(3)当前阶段判断

需求侧的早期规模化已经启动——商用线路通了、集采落了、云厂商进了生产环境、千公里验证做了。但供给侧的良率、批次一致性与标准化交付能力没有同步跟上。空芯光纤没有完成产业化,而是处在需求侧先行、供给侧追赶的非对称过渡期。这个判断是后面所有分析的基准。

3、空芯光纤行业产业链分析

(1)上游的核心约束是预制棒一致性与高纯石英供给

空芯级管材对尺寸均匀度和杂质含量的要求比传统预制棒更苛刻。预制棒约占光纤生产成本的大头,扩产周期以年计,属于重资产、长周期环节。部分国内企业选择从管材制备装备与工艺端向上延伸,但高纯石英原矿的进口依赖短期难以完全消除。上游的成熟度直接决定中游拉丝良率的上限——管材一致性不够,拉丝环节的微结构形变控制就失去基础,良率没法靠调工艺单独补回来。

(2)中游的核心矛盾是拉丝一致性与系统适配

2026年烽火通信完成单盘110.6公里连续拉制,长飞把衰减纪录推到0.032 dB/km、累计交付超10000芯公里。但实验室指标和批量稳定交付之间仍有距离。与此同时,配套环节的成熟度正在成为与光纤性能并行的竞争维度:熔接设备、连接器、测试仪表的系统级交付能力,直接影响客户的全生命周期成本。光纤本身好,不等于链路好用。

(3)下游对行业的影响是“以场景分级牵引供给”

AI数据中心互联与金融专线是当前仅有的两个有明确规模化支付意愿的场景。深港专线把时延压到毫秒级,南京银行金融专线是国内首个商业银行生产业务案例,广东移动启动深圳—广州—韶关约385公里算间通道、目标单向时延不超过2毫秒。这些场景为早期高成本提供了商业闭环,但也意味着需求高度集中在少数客户和少数地理节点上。普通电信网络和消费级场景还没有进入采购视野。

4、空芯光纤行业竞争格局

(1)全球格局呈现中美双极、产能多在中国、格局未定的早期形态

海外以微软—康宁—贺利氏的垂直整合体系为核心,康宁、贺利氏、普睿司曼靠专利布局和全球服务网络占住位置。日本Lightera(原OFS/古河)在特种结构与多芯方案上有积累,NKT Photonics在欧洲特种场景中维持供给角色。国内形成长飞领跑、亨通与烽火快速跟进、中天差异化卡位的梯队。长飞累计交付超10000芯公里,在全球商用部署范围上处于领先。

(2)竞争焦点已经从损耗指标转向规模化制造与系统适配

长飞以0.032 dB/km和91.2公里单根拉丝建立技术标杆;亨通布局近二十项专利,覆盖预制棒组装、拉丝加压、密封及气压等核心工艺,2025年完成400G干线传输验证;烽火在硅光子融合与全流程国产化上走出差异化路径。与此同时,熔接设备、连接器与测试工具的一体化交付能力,正在成为客户决策的权重项。

(3)格局尚未固化

供给寡占不等于格局已定。预制棒制备的替代性结构设计可能改变良率曲线,进而改变成本曲线与份额排序。大族激光通过并购领纤科技切入空芯光纤,规划年产6000万公里光纤及2000吨合成石英预制棒产能,预计2027年年中全线投产。后进入者若在制造一致性上实现台阶式改善,仍有可能改变现有梯队。垂直整合模式与开放集采生态的相对效率,将决定全球供给格局往哪边走。

5、空芯光纤行业发展机遇

(1)AI算力互联的物理层重构窗口

实芯光纤在时延与非线性上已逼近物理极限,空芯光纤提供的是物理层的替代选项。率先完成工程化兑现的供给方,有机会进入超大规模客户的早期供应链并形成粘性。广东移动385公里算间通道与广东电信亿元级框架采购说明,DCI场景的采购模式正在从项目制向框架制过渡,给供给方提供了可预期的需求锚点。

(2)长距骨干场景的定位上调

千公里双向实时传输验证完成后,长距骨干不再是一个“传输可行性存疑”的远期场景,而是一个“可靠性数据与工程经济性待验证”的中期工程化场景。这一转变打开了比DCI更大的潜在部署空间,也可能改变运营商对空芯光纤在骨干网中角色的评估节奏。

(3)政策能级从“技术研发”向“产业化工程”延伸

工信部“十五五”规划把空芯光纤光缆列为超大容量全光承载产品的重点打造方向,光电线缆行业规划将其列为头号产业化工程。地方层面,湖北推动100T超低延时空芯光纤规模化应用,广东“十五五”规划把新型光纤纳入智算互联与海缆通信框架。政策牵引正在从研发端向现网验证与产能建设端传导。

(4)标准与生态从空白走向起步

团体标准的发布与CCSA、ITU-T的推进,为跨厂商互通提供了初步的公共框架。广东电规院牵头发布的白皮书预演2026—2035年产业发展路线图,说明标准与工程实践之间的互动在加速。

(5)新旧产业融合打开中长期接口

车载光通信、工控光网络、量子通信等方向与空芯光纤的交叉已被纳入工信部“十五五”规划的融合应用技术研究框架。这些场景在中期内的成熟节奏有不确定性,但为空芯光纤在DCI与金融专线之外的增量需求提供了政策认可的潜在路径。

北京普华有策信息咨询有限公司《2026-2032年空芯光纤行业深度调研与前景趋势预判报告》