光纖預製棒及相關電子氣體使用問題

隨著30年光通信產(chan) 業(ye) 的迅速發展，我國光纖預製棒產(chan) 業(ye) 取得了較大發展，但是，在生產(chan) 效率、原創技術、製造成本等方麵與(yu) 國際領先水平還有很大差距。為(wei) 此，国产av资源約請業(ye) 內(nei) 專(zhuan) 家及企業(ye) 代表從(cong) 行業(ye) 的角度審視國內(nei) 光纖預製棒產(chan) 業(ye) 發展現狀，存在的瓶頸，並給出企業(ye) 突破瓶頸的辦法，以期推動整個(ge) 行業(ye) 的發展。

    華倫(lun) 集團高級顧問朱君灝
    如果不考慮人民幣升值因素，光纖預製棒未來價(jia) 格走勢取決(jue) 於(yu) 國內(nei) 廠商是否能成功掌握低成本的預製棒生產(chan) 技術，這一點也給国产av资源指出了光纖預製棒產(chan) 業(ye) 的突破方向。 原材料本地化是降低生產(chan) 成本主要因素

    目前，幾乎所有用外部氣相沉積工藝(OVD)、氣相軸向沉積工藝(VAD)製造光纖芯棒的生產(chan) 廠家都用了SOOT（套管）外包層技術(如江蘇法爾勝、杭州富通)。由於(yu) SOOT外包層技術和設備已經有商品，許多用化學氣相沉積工藝（MCVD）製造芯棒的廠家也紛紛用SOOT代替了套管。長飛用微波等離子體(ti) 化學氣相沉積工藝(PCVD)/大套管真空拉絲(si) (RodInCylinder，RIC)，套筒(Cylinder)也是SOOT外包層技術生產(chan) 的。即氣態鹵化物(SiCl4等)通過氫氧焰或甲烷焰進行反應，生成大量的“粉末”，隨著棒體(ti) 沿著燃燒器的來回運動，而逐漸一層一層沉積在芯棒的外表麵。SiCl4是外包層技術生產(chan) 中的主要原材料，占製造光纖預製棒成本的30%左右，其次是H2(氫氣)，O2(氧氣)和可以循環使用的HCl(氯化氫氣)，Cl2(氯氣)反應鏈。
    光纖用高純四氯化矽特性(SiCl4)在常溫、常壓下呈無色透明液體(ti) ，具有極佳的流動性。目前，通常使用改良的西門子法技術生產(chan) ，將三氯氫矽(SiHCl3)生產(chan) 為(wei) 多晶矽，生產(chan) 中產(chan) 生的副產(chan) 物SiCl4經過二級精餾和全循環“充裝管閥係統”提純為(wei) 光纖用的高純SiCl4。
    隨著太陽能光伏產(chan) 業(ye) 和集成電路的迅猛發展，多晶矽在我國發展很快，截至2008年3月全國共有16個(ge) 省市自治區投資33個(ge) 多晶矽建設項目，按這些項目計劃產(chan) 能統計，如果全部建成投產(chan) 後，其產(chan) 量為(wei) 14.6萬(wan) 噸，筆者認為(wei) 其中隻有極少數項目已經投產(chan) ，如果国产av资源取其10%計算的話，幾年後，實現1.5萬(wan) 噸多晶矽產(chan) 量是可行的。根據生產(chan) 數據顯示，生產(chan) 1公斤多晶矽可產(chan) 出8公斤四氯化矽(SiCl4)那麽(me) ，每年有12萬(wan) 噸四氯化矽。當然其中一部分四氯化矽在高溫，氫氣氣氛下能(銅催化)把四價(jia) 矽還原為(wei) 三價(jia) 矽—三氯氫矽，那麽(me) ，每年有數萬(wan) 噸以上四氯化矽可作為(wei) 光纖生產(chan) 用，這種粗料SiCl4經過二級精餾嚴(yan) 格提純，以除去有害的過渡金屬離子、含氫化合物和碳氫化合物等有害雜質。
    還有一個(ge) 值得借鑒的方法，德國德固薩公司是世界上專(zhuan) 業(ye) 生產(chan) SiCl4国产传媒在线的企業(ye) ，光纖和半導體(ti) 用四氯化矽国产传媒在线的年生產(chan) 能力達到15萬(wan) 噸。他們(men) 的工藝是利用在生產(chan) 氣相白炭黑過程中產(chan) 生的氯化氫氣體(ti) 與(yu) 矽粉反應，通過反應溫度的控製生成85%SiCl4，15%的SiHCl3。生成的SiCl4一部分用於(yu) 生產(chan) 氣相白炭黑，另一部分經提純後用於(yu) 生產(chan) 石英玻璃和作為(wei) 光纖預製棒原料。生成的SiHCl3用於(yu) 生產(chan) 有機矽。生產(chan) 氣相白炭黑和有機矽過程產(chan) 生的HCl氣體(ti) 又回到與(yu) 矽粉反應的工序中，形成整個(ge) 生產(chan) 過程中的閉路循環，既降低了生產(chan) 成本又保護了生產(chan) 環境。
    目前，我國主要有兩(liang) 三家企業(ye) 在進口德國德固薩公司国产传媒在线，數量在1000噸左右，隨著光纖市場的快速增長，以去年進口970噸預製棒計算的話，如果采用德國的Heraeus公司的技術生產(chan) 石英圓筒，采用長飛RIC的規模化生產(chan) ，估計需要15000噸—18000噸四氯化矽，大約耗費幾千萬(wan) 美元以上。這裏應說明一下：使用VAD或OVD工藝製造預製棒外包層，其SiCl4耗量大約要少10%以上。如果高純SiCl4全部本地化後並爭(zheng) 取幾年後是進口價(jia) 格的30%—50%，至少降低了安全儲(chu) 運和灌裝租用的費用，作者認為(wei) 是可行的。
    氦氣回收和再利用亦很關(guan) 鍵
    氦氣在光纖製造工藝中被廣泛應用：在光纖預製棒沉積工藝中作為(wei) 載氣，在預製棒脫水燒積工藝中用氦氣清除多孔體(ti) 中的殘留雜質(去氫)；在光纖高速拉絲(si) 工藝中作熱轉移氣體(ti) 等。由於(yu) 氦氣在自然界中是稀有氣體(ti) ，價(jia) 格很高，最近幾年來又上漲了兩(liang) 倍多，占製造光纖預製棒成本的25%以上。氦氣和高純SiCl4是預製棒成本的55%-60%。因此，想方設法通過氦氣的回收，再生係統的處理，重新投入使用，這可大大提高氦氣利用率，是降低預製棒成本。

    精彩觀點

    開發新工藝新設備促進光棒產(chan) 業(ye) 發展

    朱君灝

    目前我國的光纖需求量僅(jin) 次於(yu) 美國，今後將是世界上需求最大的市場，這為(wei) 我國光纖及預製棒產(chan) 業(ye) 的發展提供了巨大的空間。同時，国产av资源也看到，全世界光纖廠家的目光都注視著中國市場，圍繞爭(zheng) 奪我國市場的競爭(zheng) 是不可避免的。考慮到當前以及未來的市場競爭(zheng) ，今後我國預製棒的發展特別要注意以下幾方麵：
    第一，開發節能降耗的預製棒新工藝、新設備。
    美國有關(guan) 專(zhuan) 家研究了預製棒工藝中的原材料和能源消耗問題後指出：當前的光纖預製棒工藝設計方麵存在很多不理想的地方，諸如非連續操作，工時和原材料都有浪費，預製棒的棒頭棒尾也都很浪費等。
    開發高生產(chan) 效率、低成本的預製棒技術，開發多組多燈頭大長度SOOT沉積設備係統，發展大直徑(150毫米—200毫米)或大長度(大於(yu) 2000毫米—棒棒相接法)光纖預製棒(可拉光纖2000公裏—5000公裏)技術已成為(wei) 降低成本的有效方法，這種大預製棒可以減少多根預製棒的頭尾損耗，減少工藝運輸和安裝等非必要生產(chan) 工時，增加連續生產(chan) 時間，提高原材料利用率。這裏應特別指出，應根據國情和企業(ye) 現況發展，找出合理的高生產(chan) 效率、低成本的預製棒生產(chan) 技術工藝路線。

    第二，增強環保意識，循環利用資源，強調可持續發展。
    在國家支持和企業(ye) 合作的基礎上，在發揮我國專(zhuan) 利技術RIC條件下，為(wei) 了最大限度降低預製棒成本，建立一個(ge) 合成石英玻璃工廠，專(zhuan) 業(ye) 生產(chan) 為(wei) 光纖預製棒用的合成石英玻璃筒(管)，類似於(yu) HERAEUS公司在德國東(dong) 部萊比錫建立的合成石英玻璃廠。它是利用食鹽作為(wei) 原料，電解氯、堿生產(chan) 燒堿產(chan) 生的副国产传媒在线HCl與(yu) Si矽合成SiCl4，並與(yu) 另一副国产传媒在线H2+O2合成石英玻璃，再將其尾氣HCl與(yu) NaOH（氫氧化鈉）中和，合成食鹽，形成無廢棄物排放的綜合利用之典範，既節約了資源、能源，降低了生產(chan) 成本，又達到環保的目的。
此種工藝符合可持續發展的原則，根據作者的調查和經驗認為(wei) ：實施這個(ge) 項目的可行性很大，在資源、技術和人才等方麵已經基本具備條件。
   
    第三，國家支持，企業(ye) 合作，再接再厲。
    近幾年我國在預製棒領域取得了一些進步，但是，在生產(chan) 效率、原創技術、製造成本等方麵與(yu) 國際領先水平還有很大差距，自主知識產(chan) 權的技術有待進一步研究開發，預製棒設備、上遊原材料還是薄弱環節，市場競爭(zheng) 力也很脆弱。希望國家有關(guan) 部門繼續支持我國預製棒、光纖、原材料及相關(guan) 技術/設備的研究攻關(guan) ，立足“中國製造，中國創造”的精神，建立中國光纖預製棒產(chan) 業(ye) ，進一步提升自主創新技術，為(wei) 光纖產(chan) 業(ye) 的做大做強提供必要的資金和政策支持。国产av资源相信，隨著光纖到戶在全球範圍的大發展，長途幹線市場也必將很快複蘇，光纖年需求量將有大幅度增長，光纖及預製棒產(chan) 業(ye) 大有可為(wei) 。

    相關(guan) 鏈接

    我國光纖預製棒產(chan) 業(ye) 發展現狀

    “十五”期間，國家大力支持光纖預製棒產(chan) 業(ye) 化技術發展，各企業(ye) 在引進的基礎上消化吸收、創新發展，形成了各具特色的“兩(liang) 步法”預製棒工藝。如法爾勝開發了MCVD+OVD和OVD+OVD技術及設備，並基本實現了產(chan) 業(ye) 化；富通開發了全合成外沉積(VAD+OVD)技術及設備，並實現了VAD芯棒產(chan) 業(ye) 化；長飛開發了PCVD+RIC技術及設備，實現PCVD芯棒產(chan) 業(ye) 化和RIC的規模化產(chan) 能。
    目前我國的預製棒產(chan) 能約相當於(yu) 2000萬(wan) 公裏單模光纖。但是，我國仍然大量進口光纖預製棒，據海關(guan) 統計數據：我國2007年進口已經達到970多噸，而全年預製棒總需求量1200噸左右，進口比例達到80%，創曆史新高。這樣，長期依賴進口的不利局麵非但沒有改變，反而創曆史新高。1995年—2007年期間，我國國產(chan) 光棒的份額一直徘徊在10%—25%/年水平線上。
    国产av资源在預製棒兩(liang) 步法工藝製棒技術的發展中偏重了第一步———芯棒，它決(jue) 定預製棒的質量，它具有技術含量高，難度大，掌握周期長的特點。而第二步—外包層技術，是決(jue) 定預製棒成本的要素，技術單一，大規模低成本生產(chan) 是它的特征。因此，要用芯棒製造技術加上外包層技術才能全麵說明當前光纖預製棒製造工藝的技術和經濟特征。
    現以PCVD+套管(RIT/RIC)預製棒技術為(wei) 例，從(cong) 工藝上看，PCVD/RIC技術，比較優(you) 越和簡單，省下了兩(liang) 步法工藝中的生產(chan) 外套管(筒)的投資，但是，高純度沉積用石英管和全合成石英套管(筒)需要外購或進口，成本比較高。造成了製棒不如買(mai) 棒的局麵。
    光纖預製棒未來價(jia) 格走勢取決(jue) 於(yu) 國內(nei) 廠商是否能成功掌握低成本的預製棒生產(chan) 技術，這一點，給国产av资源指出了光纖預製棒產(chan) 業(ye) 的突破方向。