三、外包技術的發展趨勢

3.1

各種外包技術從(cong) 1980年到2000年的發展 80年代初,國際上開始用套管法製作大預製棒,對於(yu) MCVD和PCVD芯棒,這是采用最普遍的外包方法。同時,VAD工藝也采用了套管法,開始了SMF的商業(ye) 化生產(chan) ,這標誌著預製棒製造工藝向“兩(liang) 步法”的轉變,稍後,康寧公司將SOOT外包技術用於(yu) 工業(ye) 化生產(chan) ,接著,用VAD生產(chan) 光纖的廠家也用SOOT外包技術代替了套管法,在整個(ge) 80年代,套管法的份額逐年下降。90年代,阿爾卡特用等離子噴塗技術取代了套管法；朗訊公司開發了溶膠--凝膠外包技術,幾乎所有用VAD、OVD製造光纖芯棒的生產(chan) 廠家都用了SOOT外包技術。這些都使套管法的份額繼續下降。

套管法份額下降的根本原因是：合成石英管的價(jia) 格高。首先,成本分析表明,套管法若要是與(yu) 其它外包技術競爭(zheng) ,管子的價(jia) 格必須下降到100$/kg。目前看來,管子的價(jia) 格不大可能降低到這個(ge) 水平。因此,用套管法製造預製棒的廠家將越來越少。其次,欲用套管法做大預製棒,這需要大尺寸厚壁套管,而製造這種規格的套管很困難,因而價(jia) 格很高。

隨著光纖價(jia) 格的繼續下降,光纖製造成本的高低將決(jue) 定競爭(zheng) 的成敗。而製造大預製棒有利於(yu) 降低光纖製造成本(預製棒成本、拉絲(si) 成本、測試成本都會(hui) 因預製棒的增大而降低)。因此,對於(yu) 光纖製造者的生存,預製棒尺寸的增加日益關(guan) 鍵,由於(yu) 套管法難以做大預製棒,因此,繼阿爾卡特之後,其它的單模光纖製造者也將放棄套管法,並選擇可以高速率生產(chan) 大預製棒的更經濟的外包技術。其中絕大多數將選用SOOT外包,因其設備和技術已有商品

3.2 對各種外包技術的分析 1985年以後,套管法一直在走下坡路;溶膠凝膠法尚未形成氣候。因此,這裏主要對等離子法和SOOT法做分析。

●原料方麵:天然石英粉,來自優(you) 質水晶礦產(chan) ,資源有限(我國目前生產(chan) 光纖及石英管所用的天然石英粉尚需進口);天然石英粉的純度有限。而四氯化矽是半導體(ti) 行業(ye) 的副產(chan) 品,來源豐(feng) 富;用SOOT工藝生產(chan) 的是合成石英材料,純度高,有利於(yu) 光纖的強度和壽命參數。在這方麵,SOOT工藝優(you) 於(yu) 等離子工藝。

●工藝方麵:SOOT工藝過程中產(chan) 生氯化氫等廢氣(對其需要進行處理),而且,為(wei) 了提高沉積速率,不得不犧牲沉積效率(遠低於(yu) 50%)，在燒結時需要用氯氣(劇毒)和氨氣(昂貴),這些都不利於(yu) 降低成本。而等離子工藝沒有上述問題,沉積之後就是透明的預製棒,在這方麵,等離子工藝優(you) 於(yu) SOOT工藝。

●熱源方麵:等離子技術比較複雜,而氫--氧焰技術簡單,在用天然氣的情況下,費用很低．在這方麵,SOOT工藝優(you) 於(yu) 等離子工藝。

3.3小結

1985年以後,套管法占世界市場的份額連續減少,SOOT工藝的則逐年增加。

目前,各種工藝占世界市場的份額為(wei) :套管法28%,SOOT62%,等離子8%,溶膠-凝膠法2%。套管法的主要限製因素是合成石英管的價(jia) 格高。事實上,當前采用套管法的幾家公司已經表示,如果能得到大尺寸套管,他們(men) 將製造出更大的預製棒。隻要合成石英管的價(jia) 格降得足夠低,這種方法最簡單、最實用。 阿爾卡特等離子噴塗技術的主要限製因素是天然石英粉自然資源有限。

溶膠-凝膠法正在發展中,溶膠-凝膠法合成石英粉與(yu) 等離子噴塗的結合可能是很好的技術,這取決(jue) 於(yu) 投入的開發力度。

SOOT工藝已占絕對的優(you) 勢。因其設備和技術已有商品,其應用將日益廣泛。對於(yu) 已擁有OVD或VAD的廠家,采用SOOT外包工藝很方便;對於(yu) 隻有MCVD或PCVD的廠家則需投巨資購買(mai) 設備和技術。

四、光纖成本的比較

4.1預製棒技術與(yu) 光纖成本 據認為(wei) ,OVD芯棒加SOOT外包的預製棒工藝的成本最低。據估計,其生產(chan) 成本約15$/km。 VAD芯棒加SOOT外包的生產(chan) 成本比OVD芯棒加SOOT外包的高出25%;MCVD加套管法的生產(chan) 成本比OVD芯棒加SOOT外包高40%。

4.2生產(chan) 規模與(yu) 光纖成本 假定各光纖廠采用同一水平的技術,用VAD芯棒加SOOT外包生產(chan) SMF,則不同生產(chan) 能力或規模對生產(chan) 成本有影響。大規模生產(chan) 具有相當大的成本優(you) 勢。隨著光纖價(jia) 格的下降以及生產(chan) 率的提高,可行的最小經濟生產(chan) 規模將增大,從(cong) 過去認為(wei) 的年產(chan) 量5O萬(wan) km光纖增大到100萬(wan) km。

此外,以上分析僅(jin) 對單一技術、單一產(chan) 品的情況進行比較,若考慮到具有多種技術生產(chan) 多種產(chan) 品的情況,大多數人認為(wei) ,在這種情況下,大型廠家仍然有利。

五、總結

當前商業(ye) 生產(chan) 光纖預製棒的汽相沉積工藝都已經發展為(wei) 包括芯棒製造和外包技術的“兩(liang) 步法”,生產(chan) 常規單模光纖,用OVD芯棒加SOOT外包的預製棒工藝成本最低,NZDSF和MMF市場的擴大,意味著將更多地應用MCVD、PCVD工藝。各種芯棒工藝都需要選擇適當的外包技術來代替套管法,其中絕大多數將選用SOOT外包,因其設備和技術已有商品,除了工藝的選擇之外,生產(chan) 規模對光纖成本有明顯影響,大規模生產(chan) 具有相當大的成本優(you) 勢。

以上結論不是絕對的,即便同樣的工藝、同樣的規模、生產(chan) 同樣的產(chan) 品,在不同的國家、地域、公司的效果也不會(hui) 相同,因為(wei) ,原材料來源、副產(chan) 品能否綜合利用、管理製度等具體(ti) 因素也必需考慮。此外,為(wei) 了增強企業(ye) 的競爭(zheng) 力,應當擁有適合於(yu) 生產(chan) 多種產(chan) 品的多種技術。