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1、空芯光纖商用進程空芯光纖商用進程加速,建議關注加速,建議關注產產業鏈核心標的業鏈核心標的 證券研究報告證券研究報告 (優于大市,維持)(優于大市,維持)余偉民(通信行業首席分析師)余偉民(通信行業首席分析師)SAC號碼:號碼:S0850517090006 于一銘(通信行業分析師)于一銘(通信行業分析師)SAC號碼:號碼:S0850523060002 2024年年08月月06日日 80006概要概要 1.空芯光纖基本概念空芯光纖基本概念 2.產業鏈重點公司產業鏈重點公司 3.投資建議投資建議 4.風險提示風險提示 2 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明
2、aVeZeUfV9W9WeUdXbRdNaQsQmMmOqMiNpPvNiNqQoR6MrRyRvPmOyRNZoPoM空芯光纖(HCF,Hollow-core fiber),是以空氣為傳輸介質,替代傳統以“玻芯“作為傳輸媒介的光纖。是以空氣為傳輸介質,替代傳統以“玻芯“作為傳輸媒介的光纖??招竟饫w和傳統的玻芯光纖一樣,由纖芯、包層和涂覆層三部分組成,不同之處主要在于纖芯和包層不同之處主要在于纖芯和包層??招竟饫w的纖芯是空氣,包層是基于微結構的設計,通常是由一系列微小的空氣孔構成。這些空氣孔沿光纖的長度方向排列,形成特定的周期性結構,包層的橫截面就類似一個由硅細絲網組成的蜂巢。資料來源:中興文
3、檔微信公眾號,海通證券研究所 圖:空芯光纖結構示意圖圖:空芯光纖結構示意圖 1.什么是空芯光纖?什么是空芯光纖?3 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 傳統光纖基于光的全反射原理實現光在玻芯中傳輸。傳統光纖基于光的全反射原理實現光在玻芯中傳輸。當光進入光纖中心傳播時,光纖纖芯的折射率n1比包層n2高,而纖芯的損耗比包層低,這樣光會發生全反射現象,其光能量主要在纖芯內傳輸,借助于接連不斷地全反射,光可以從一端傳導到另一端??招竟饫w的芯是空氣,由于空氣的折射率小于包層介質的折射率,不滿足全反射的條件,所以要在空芯中傳空芯光纖的芯是空氣,由于空氣的折射率小于
4、包層介質的折射率,不滿足全反射的條件,所以要在空芯中傳輸光就需要采用特殊設計的包層結構。輸光就需要采用特殊設計的包層結構。例如,基于光子帶隙效應的空心光子晶體光纖基于光子帶隙效應的空心光子晶體光纖,它的包層由一系列微小的空氣孔構成,具有精確設定的孔徑大小、孔間距和周期,纖芯則為空氣。當光入射到纖芯和包層界面上時,會受到包層中周期排列的空氣孔的強烈散射。這種多重散射產生相干,使得滿足特定波長和入射角的光波能夠回到芯層中繼續傳播。采用這種結構,就在纖芯層的折射率小于包層的情況下,實現對光的引導和傳播。資料來源:中興文檔微信公眾號,海通證券研究所 圖:傳統光纖工作原理圖圖:傳統光纖工作原理圖 1.空
5、芯光纖的工作原理空芯光纖的工作原理 4 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 圖:空芯光纖工作原理圖圖:空芯光纖工作原理圖 資料來源:中興文檔微信公眾號,海通證券研究所 表:空芯光纖潛在應用場景介紹表:空芯光纖潛在應用場景介紹 1.空芯光纖潛在的應用場景空芯光纖潛在的應用場景 5 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 應用領域應用領域 具體應用具體應用 描述描述 長距離通信 跨國通信、海底光纜、衛星通信 空芯光纖具有高效、高速、大容量的特點,是未來長距離通信的首選方案 數據中心和云計算 數據傳輸 空芯光纖的高帶寬和
6、低損耗特性使其成為數據中心和云計算領域的理想選擇 醫療領域 醫療設備制造 空芯光纖可用于制造醫療設備,提供更清晰、更準確的圖像 工業領域 傳感器和監測系統構建 空芯光纖可用于構建傳感器和檢測系統,實現對工業設備的實時監測和遠程控制 其它領域 保密通信建設 空芯光纖可用于建設保密通信,提高通信的安全性和可靠性 根據領纖科技官網,空芯光纖作為下一代光纖技術的代表,以其超低的傳輸時延、超低非線性效應、超低損耗以及超寬工作頻段等顯著優勢,在算力網絡領域具有不可替代的優勢??招竟饫w中光速為實芯普通單模光空芯光纖中光速為實芯普通單模光纖中光速的約纖中光速的約1.5倍,接近真空光速,降低倍,接近真空光速,降
7、低1/3的通信時延;空芯光纖非線性系數相比實芯普通單模光纖可降的通信時延;空芯光纖非線性系數相比實芯普通單模光纖可降低低34個數量級,直接熨平光纖通信系統與經典香農極限間的非線性鴻溝,極大提升光纖容量;空芯光纖衰個數量級,直接熨平光纖通信系統與經典香農極限間的非線性鴻溝,極大提升光纖容量;空芯光纖衰減小于實芯普通單模光纖理論衰減極限,可顛覆性延長光纖通信距離。減小于實芯普通單模光纖理論衰減極限,可顛覆性延長光纖通信距離??招竟饫w的潛在應用場景包括數據通信、醫療、工業、保密等諸多領域。根據NKT Photonics官網,空芯光纖是窄線寬傳輸、功率傳輸、脈沖整形和壓縮、非線性光學、氣體光譜、光纖陀
8、螺儀和傳感器的理想選擇。資料來源:NKT Photonics官網,海通證券研究所 圖:圖:NKT Photonics官網展示的空芯光纖產品官網展示的空芯光纖產品 2.海外重點公司:海外重點公司:NKT Photonics 6 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:iXblue IXF-HCF系列產品官方文檔,海通證券研究所 2.海外重點公司:海外重點公司:iXblue 7 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 根據iXblue官網,空心光子帶隙光纖中的光信號在由高空氣填充因子PBG微結構區域(90%)包圍
9、的空氣芯中引導,由于纖芯高NA(數值孔徑),再加上低彎曲靈敏度,這使得該光纖設計大大降低了材料非線性。公司此類空心光子帶隙光纖的主要優點包括:空心、超低非線性系數,低背景損耗,傳輸帶中心的低色散,主要應用于電力輸送、光纖傳感器、非線性應用(脈沖壓縮、整形)。圖:圖:iXblue空心光纖產品技術參數空心光纖產品技術參數 圖:圖:iXblue的的IXF-HCFC-10-110-1060光纖光纖的典型測量衰減的典型測量衰減 資料來源:儀器網,海通證券研究所 圖:圖:GLOphotonics空芯光子晶體光纖規格參數空芯光子晶體光纖規格參數 2.海外重點公司:海外重點公司:GLOphotonics 8
10、請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 法國GLOphotonics公司專業研發生產高功率超快激光傳輸設備,其核心產品Kagome空心光子晶體光纖,是一種新型的、不依賴帶隙導光的空心微結構光纖。其設計靈活、損傷閾值極高、低損耗(透射區損耗最低可達到40dB/km)、支持寬帶傳輸(100-500nm)。Kagome空心光子晶體光纖能夠通過改變纖芯填充氣體及調整氣壓實現對光纖色散、非線性效應的有效調制,在超快激光傳輸、強場物理、超強激光技術等領域研究中,具有突出的優勢。Guiding Photonics是一家光纖和傳感器公司,利用專有的空心光纖波導技術為中紅外
11、和高功率激光應用中的客戶需求提供解決方案。Guiding于2020年從OptoKnowledge Systems中分拆出來,獨立關注客戶對激光傳輸(從紫外到遠紅外)、信號采集和可調諧激光吸收光譜的需求。2012年,OptoKnowledge受美國能源部STTR資助在美國羅格斯大學開發空芯光纖制造技術,而當時領導OptoKnowledge光纖開發的所有負責人均來自Guiding Photonics團隊。資料來源:Guiding Photonics官網,海通證券研究所 圖:圖:Guiding Photonics官網的空芯光纖分類官網的空芯光纖分類(中紅外、可見(中紅外、可見/近紅外、紫外近紅外、紫
12、外/鋁空心)鋁空心)2.海外重點公司:海外重點公司:Guiding Photonics 9 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 圖:以中紅外光纖為例,不同光纖內徑(圖:以中紅外光纖為例,不同光纖內徑(IR)下的技)下的技術參數術參數 在2020年OFC大會上,OFS推出了全球首款陸地空芯電纜解決方案AccuCore HCF,與傳統光纖的實心硅芯相比,光在空心芯中的傳播速度快50%左右,該方案可用于高頻交易、高性能計算、數據中心內部互聯等場景。根據OFS官網于2024年2月22日報道,lyntia、Nokia、OFS|Furukawa Solutions
13、和Digital Realty在西班牙進行了首次空心光纖的現場測試,并將空心光纖技術與高容量相干DWDM傳輸相結合?,F場試驗表明,在1.386公里的鏈路上,往返延遲減少了4.287微秒;與傳統單模光纖相比,延遲減少了30%以上?,F場試驗期間部署的容量在單個600Gbps波長上為6x100Gbps,在單個100Gbps波長下為10 x10Gbps。資料來源:ofsoptics官網,海通證券研究所 圖:圖:AccuCore HCF的部分特性和應用場景的部分特性和應用場景 2.海外重點公司:海外重點公司:OFS 10 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料
14、來源:微軟官網,海通證券研究所 圖:圖:Lumenisity空芯光纖的優點空芯光纖的優點 2.海外重點公司:海外重點公司:Lumenisity 11 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 Lumenisity成立于2017年,是南安普頓大學的光電子研究中心(ORC)的子公司,旨在將空芯光纖發展的突破性成果商業化。2021年和2022年,該公司的NANF CoreSmart空芯光纖在歐洲光通信會議(ECOC)展覽行業獎中獲得了最佳光纖組件產品。2022年12月9日,微軟宣布收購Lumenisity,根據彼時微軟Azure企業副總裁Girish Bablan
15、i,此次收購將擴大微軟進一步優化全球云基礎設施的能力,滿足微軟云平臺和云服務客戶嚴格的延遲和安全要求,空芯光纖技術可以為包括醫療、金融服務、制造、零售和政府在內的廣泛行業帶來好處。根據長飛官網,空芯反諧振光纖(HC-ARF)具有結構簡單、空芯導光、傳輸譜寬的特點,在光與填充物質相互作用、非線性光學、氣體檢測、氣體激光產生、光流體技術等領域都具有重要的應用。同時空芯導光具有超低的瑞利散射、低非線性系數、色散可調特性,可以提供更高的激光損傷閾值,使其在高功率激光傳輸、紫外/中紅外光傳輸、脈沖壓縮和光孤子傳輸等方面有潛在的應用??招镜某蛽p耗、低色散、低非線性、接近光速的傳播速度,可實現空芯光纖通信
16、傳輸及通信器件的開發,為下一代超大容量、低延遲、高速光通信系統的建設發展奠定基礎。根據長飛官方公眾號,長飛作為中國移動重要的戰略合作伙伴,雙方一直在大容量、長距離光傳輸技術研究領域保持密切合作,對于中國移動關注的“空芯光纖”技術已進行了多年布局,其研發處于全球領先水平。風險提示:AI發展不及預期,空芯光纖技術迭代及量產進展不及預期。資料來源:長飛官網,長飛官方公眾號,海通證券研究所 圖:長飛空芯反諧振光纖的產品參數指標及剖面圖圖:長飛空芯反諧振光纖的產品參數指標及剖面圖 2.A股對標:長飛光纖股對標:長飛光纖 12 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明
17、圖:長飛空芯反諧振光纖預制棒實物圖圖:長飛空芯反諧振光纖預制棒實物圖 長盈通空芯光子晶體光纖由二維光子晶體周期性排列構成,纖芯則是中空結構的空氣缺陷。與傳統光纖的全內反射導光機理不同,空芯光子晶體光纖利用光子帶隙效應來實現光在空氣中傳輸。該光纖中絕大部分光能量(95%以上)在空氣纖芯中傳輸,因此光傳輸受光纖材料吸收影響小,抗輻照性能優異,熱穩定性好,在惡劣環境中有應用優勢。非線性效應和延遲低,損傷閾值高,在高功率和脈沖激光柔性傳輸中優勢明顯,而且可以作為光與物質相互作用的高效平臺。風險提示:AI發展不及預期,空芯光纖技術迭代及量產進展不及預期。資料來源:長盈通官網,海通證券研究所 圖:長盈通空
18、芯光子晶體光纖結構、產品特點、產品應用、產品指標圖:長盈通空芯光子晶體光纖結構、產品特點、產品應用、產品指標 2.A股對標:長盈通股對標:長盈通 13 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 2024年5月17日,烽火通信聯合鵬城實驗室、中國信科集團光通信系統和網絡全國重點實驗室、國家信息光電子創新中心及武漢飛思靈微電子技術有限公司,在中國光谷 光電子信息產業創新發展大會發布了基于空芯光纖的超大容量實時傳輸系統,實現了19.65Thz超寬帶S+C+L波段實時傳輸,單纖雙向同波長傳輸最大傳輸容量超270Tbit/s,單波速率最高達1.2Tbit/s。該次傳輸
19、實驗的成功,不僅再次實現大容量光纖傳輸系統的創新突破,同時對空芯光纖的低損耗、超低非線性及超低背向散射等特性進行了驗證,為未來800G和T bit+系統與空芯光纖的結合提供了切實的理論基礎和可行的實踐依據。風險提示:AI發展不及預期,空芯光纖技術迭代及量產進展不及預期。2.A股對標:烽火通信股對標:烽火通信 14 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 領纖科技與中國移動自2021年起便攜手并肩,開啟空芯光纖深度合作的嶄新篇章,創造多項世界紀錄。2021年底,合作完成首個40800G空芯光纖實時傳輸(OFC 2023 W4H.7);2022年,合作完成首個
20、5W功率的400G傳輸,并首次測得非線性系數這一關鍵指標(OFC 2023 W4D.6);2023年合作完成首個200Tbs空芯光纖雙向傳輸(OFC 2024 M3J.2)。在與中國移動的合作中,領纖科技不僅在技術層面取得了顯著進展,更在結構設計、工業化制備、標準化進程等多個領域與中國移動緊密合作,共同推動空芯光纖技術的產業化進程。與中國移動的中試平臺戰隊攜手,領纖科技將憑借技術優勢,為戰隊創新注入強勁動力,共推空芯光纖在算力網絡中的廣泛應用與發展。2024中國移動算中國移動算力網絡大會上,中國移動副總經理高同慶宣布,將于力網絡大會上,中國移動副總經理高同慶宣布,將于2024年啟動年啟動20公
21、里空芯光纖中試,并預計在公里空芯光纖中試,并預計在2025年突破年突破100公公里大關,推動其在實際應用中的落地和普及。里大關,推動其在實際應用中的落地和普及。資料來源:領纖科技官網,海通證券研究所 圖:領纖科技空芯光纖發展歷程圖:領纖科技空芯光纖發展歷程 2.國內未上市公司:領纖科技國內未上市公司:領纖科技 15 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 4.投資建議投資建議 16 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 投資建議:我們認為空芯光纖相對于石英光纖具有更低的傳輸時延、超低的非線性系數、超寬的頻帶資源、以及
22、潛在的超低損耗特性,是未來超高速率、超大容量、超長距離和超低時延光網絡通信系統理想的光纖傳輸介質,其廣泛應用將對光通信行業及AI、云計算新型業務應用產生深遠影響。建議關注全球頭部廠商產業化進展,建議關注具備空芯光纖自主研發及生產能力的長飛光纖、長盈通、烽火通信、領纖科技(未上市),AOC環節的博創科技(長芯盛)。代碼代碼 公司名稱公司名稱 市值市值(億元億元)EPS(元元)PE(X)2023 2024E 2025E 2023 2024E 2025E 601869.SH 長飛光纖 172 1.71 1.63 1.92 13 14 12 688143.SH 長盈通 24 0.13 0.77 1.1
23、3 150 25 17 600498.SH 烽火通信 173 0.42 0.60 0.77 35 24 19 300548.SZ 博創科技 50 0.30 0.58 0.77 59 30 23 均值 0.64 0.89 1.15 64 23 18 備注:收盤價日期為2024年8月6日;可比公司EPS預測采用Wind一致預期 資料來源:Wind,海通證券研究所 表:重點公司估值比較表:重點公司估值比較 5.風險提示風險提示 17 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 風險提示:風險提示:AI發展不及預期,空芯光纖技術迭代及量產進展不及預期。發展不及預期,空
24、芯光纖技術迭代及量產進展不及預期。分析師聲明分析師聲明 余偉民余偉民 于一銘于一銘 本人具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格,以勤勉的職業態度,獨立、客觀地出具本報告。本報告所采用的數據和信息均來自市場公開信息,本人不保證該等信息的準確性或完整性。分析邏輯基于作者的職業理解,清晰準確地反映了作者的研究觀點,結論不受任何第三方的授意或影響,特此聲明。分析師聲明和研究團隊分析師聲明和研究團隊 18 通信研究團隊:通信行業首席分析師 余偉民 SAC執業證書編號:S0850517090006 電 話:010-50949926 Email: 通信行業分析師 于一銘 SAC執業證書編號:S0850
25、523060002 電話:021-23183960 Email: 信息披露和法律聲明信息披露和法律聲明 投資評級說明投資評級說明 法律聲明法律聲明 本報告僅供海通證券股份有限公司(以下簡稱“本公司”)的客戶使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。在任何情況下,本報告中的信息或所表述的意見并不構成對任何人的投資建議。在任何情況下,本公司不對任何人因使用本報告中的任何內容所引致的任何損失負任何責任。本報告所載的資料、意見及推測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷,本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入可能會波動。在不同時期,本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告。市場
26、有風險,投資需謹慎。本報告所載的信息、材料及結論只提供特定客戶作參考,不構成投資建議,也沒有考慮到個別客戶特殊的投資目標、財務狀況或需要??蛻魬紤]本報告中的任何意見或建議是否符合其特定狀況。在法律許可的情況下,海通證券及其所屬關聯機構可能會持有報告中提到的公司所發行的證券并進行交易,還可能為這些公司提供投資銀行服務或其他服務。本報告僅向特定客戶傳送,未經海通證券研究所書面授權,本研究報告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷貝、復印件或復制品,或再次分發給任何其他人,或以任何侵犯本公司版權的其他方式使用。所有本報告中使用的商標、服務標記及標記均為本公司的商標、服務標記及標記。如欲引用或轉
27、載本文內容,務必聯絡海通證券研究所并獲得許可,并需注明出處為海通證券研究所,且不得對本文進行有悖原意的引用和刪改。根據中國證監會核發的經營證券業務許可,海通證券股份有限公司的經營范圍包括證券投資咨詢業務。1.投資評級的比較和評級標準:投資評級的比較和評級標準:以報告發布后的 6 個月內的市場表現為比較標準,報告發布日后 6 個月內的公司股價(或行業指數)的漲跌幅相對同期市場基準指數的漲跌幅;2.市場基準指數的比較標準:市場基準指數的比較標準:A 股市場以海通綜指為基準;香港市場以恒生指數為基準;美國市場以標普 500或納斯達克綜合指數為基準。類類 別別 評評 級級 說說 明明 股票投資評級 優于大市 預期個股相對基準指數漲幅在 10%以上;中性 預期個股相對基準指數漲幅介于-10%與 10%之間;弱于大市 預期個股相對基準指數漲幅低于-10%及以下;無評級 對于個股未來 6 個月市場表現與基準指數相比無明確觀點。行業投資評級行業投資評級 優于大市 預期行業整體回報高于基準指數整體水平 10%以上;中性 預期行業整體回報介于基準指數整體水平-10%與 10%之間;弱于大市 預期行業整體回報低于基準指數整體水平-10%以下。19