“光纤”被誉为信息的高速公路,无论是日常通话、信息发送,还是连接通信基站、支持数据中心,都离不开它。11月24日至30日,《中国电子报》记者跟随中国记协、全国三教办组织的中央媒体青年编辑记者增强“四力”教育实践活动来到湖北,走进素有“中国光谷”之称的武汉东湖新技术开发区。在长飞光纤光缆股份有限公司(以下简称“长飞光纤”)展厅,一根3米长、碗口粗的“透明玻璃棒”吸引了记者一行的注意。
“这是目前全球最大尺寸、拉丝速度最快的光纤预制棒。别看它体积不大,却能拉制出1万多公里的光纤,满足全球80亿人同时通话的需求。”长飞光纤光缆股份有限公司副总裁郑昕自豪地介绍道。
光纤预制棒是生产光纤的关键原材料,其质量直接决定了光纤的传输性能和稳定性。单根预制棒的尺寸越大,不仅能提升光纤产量,还能减少换棒频率和时间,有效提高生产效率,降低生产成本。
“光纤预制棒直径尺寸做得越大,其单棒拉丝长度就越长,技术难度也更大。既要把光纤预制棒的包层和芯层等比拉成头发丝般粗细,又要保证在高速运转下不断丝。”郑昕解释道。为此,长飞光纤不断探索、不断创新,十年来,不仅完全掌握PCVD工艺,攻克光纤预制棒设备的设计研发,还成功开发出具有完全自主知识产权的VAD+OVD工艺与设备平台,并实现规模化生产,成为全球唯一掌握PCVD、OVD、VAD三大主流预制棒制备技术,并成功实现产业化的企业。
在我国光电产业数十个“长飞光纤”的创新助力下,我国已建成全球规模最大、技术最领先的网络基础设施,实现了“市市通千兆”“县县通5G”“村村通宽带”。而随着新一轮科技革命和产业变革的深入发展,企业的创新能力仍在继续成长,不断开辟引领未来发展的“新赛道”。
“光纤产业正经历深刻的变革。”郑昕指出,5G及5G-A产业链不断演进,低空经济、无人驾驶等应用场景逐步成熟,算力数据中心、人工智能及其相关应用蓬勃发展,这不仅催生了新型光纤的诞生,还极大推动了光纤在多个领域的新型应用。
据了解,数据中心需要低延时、高速率、高容量光纤;车载领域则需光纤替代铜缆,以应对数据高速传输需求和恶劣环境挑战。此外,光纤传感器体积小、重量轻,易于集成和布线,还可以实时监测新能源汽车电池的温度、气体析出、变形情况等,大大提高了整车的安全性能。
面向AI数据时代,长飞光纤推出兼具大有效面积及低衰减系数、用于通信骨干网升级及数据中心长距离互联的G.654.E光纤,可突破实芯光纤的时延极限、衰减极限和容量极限的空芯光纤等多款“下一代”光通信产品。“空芯光纤最重要的变化就是里面芯子是空心的,时延减少了三分之一,达到每秒30万公里的光速,具有革命性颠覆性的意义。”郑昕说道。
乘着制造业高质量发展的“东风”,华工科技产业股份有限公司(以下简称“华工科技”)同样从一束“光”出发,不断拓宽“激光+”的应用边界。
晶圆切割是半导体封测工艺中的关键工序。在华工科技半导体工艺装备实验室里,一束束红色激光快速闪烁,不到10分钟,一片碳化硅晶圆便切割完毕,切割线宽精准控制在10微米以内,不到一根头发丝的十分之一。
“晶圆在高速切割的过程中会产生大量的粉尘颗粒,这些细小的颗粒如果落到正在加工的晶圆表面,会对芯片造成损伤,进而造成晶圆良率的下降和成本的上升,而激光要做的,是凭借高精度、无污染的加工方式,更好地将芯片从晶圆上分离。”华工科技半导体产品总监黄伟告诉记者。
记者了解到,伴随人工智能、新能源汽车、物联网等新兴领域的进一步发展,以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的宽禁带半导体需求逐渐攀升。华工科技晶圆激光切割智能装备是我国首台核心部件完全本土化的高端晶圆激光切割设备,现已投入客户现场使用。“这一突破对于芯片质量和加工效率的提升具有重要意义,也为半导体激光装备产业的发展带来了新的可能性。”黄伟说道。
“基于在高精尖激光智能装备领域的优势,公司正积极探索‘激光+’战略,围绕智能制造不断延伸产业链。”黄伟表示。华工科技将继续开展前沿探索,围绕半导体、船舶、汽车、新能源行业发展,推进先进激光制造装备与新一代信息技术和工业软件的研发应用,打造更多行业级智能工厂解决方案,满足制造业转型升级需要。
新技术不断涌现、新场景层出不穷、新业态蓬勃发展,在“光谷”里,处处涌动着科技创新的澎湃活力,各类光电产业“乘势起飞”,或重塑核心技术,或升级核心产品,或扩宽市场版图,绘制出更为广阔的成长蓝图,让“创新之光”持续闪耀。