飛瓴光電：獨辟蹊徑，特種光纖制備技術(shù)新定義

  概念有了，童維軍迅速利用校企合作的平臺驗證它的可行性。

  “第一步要完成的就是驗證能不能把常壓的氣體、蒸汽等穩態(tài)電離;第二步要把常壓的火炬拿來(lái)做四氯化硅和玻璃的摻雜;第三步則是做裝備技術(shù)和工藝穩定性研究?！蓖S軍解釋道，“我們非常幸運，用了一年半左右的時(shí)間就完成了常壓微波等離子體技術(shù)從概念到設備穩定性驗證，再到摻雜工藝平臺的三步走，代表性深摻氟包層材料也達到了可替代進(jìn)口材料的水平?！?

  憑借自主研發(fā)實(shí)力，飛瓴光電成功實(shí)現了兩項關(guān)鍵裝備的國產(chǎn)化：一是適用于石英材料熱加工的常壓微波等離子體熱處理平臺;二是常壓微波等離子體外沉積裝備平臺，該平臺集成了微波等離子體激發(fā)、機械及控制系統。

  依托這兩大自主研發(fā)的裝備平臺，飛瓴光電進(jìn)一步掌握了兩大核心技術(shù)：

  一是常壓微波等離子體石英熱加工技術(shù)。該技術(shù)摒棄了危險氣體氫的使用，無(wú)需建設供氫設施，且預制棒中的羥基含量極低，無(wú)需脫氫處理，同時(shí)減少了氯氣的使用，具有環(huán)境友好性和高能量轉化效率，相較于傳統電感線(xiàn)圈加熱方式，微波能量轉化效率超過(guò)90%;

  二是非金屬元素摻雜技術(shù)。該技術(shù)能夠直接制備出玻璃態(tài)的光纖預制棒，省去了脫羥處理和燒結玻璃化的步驟，摻雜元素濃度顯著(zhù)提高。飛瓴光電所生產(chǎn)的F-SiO2預制棒已達到0.19的數值孔徑(包含工藝固有的應力折射率)，摻雜元素測試濃度最高可達5.3 mol%，摻雜濃度和大棒幾何尺寸等技術(shù)指標已達到國外先進(jìn)產(chǎn)品的性能水平。此外，該技術(shù)適用于多種形狀和大尺寸的靶棒，工藝靈活性高，特別適宜于各類(lèi)傳能和傳感光纖的制造。

  獨辟蹊徑，引領(lǐng)差異化新賽道

  “當前光電行業(yè)對高性能石英材料的需求背景是多方面的?！闭劶帮w瓴光電如何在激烈的市場(chǎng)中立足，童維軍說(shuō)道：“在光通訊行業(yè)，隨著(zhù)5G、6G等新一代通訊技術(shù)的部署，對光纖的傳輸速度和容量提出了更高的要求，高性能石英材料因其低損耗、高透明度和良好的熱穩定性，成為制造高速光纖的關(guān)鍵材料。同時(shí)，在光纖激光器、光纖傳感器等高端應用領(lǐng)域，以及核電、航空航天、醫療設備等特殊環(huán)境下的工業(yè)應用中，對石英材料的純度、均勻性和結構精度要求極高。在半導體行業(yè)，石英材料用于制造光刻掩模、晶圓承載器等關(guān)鍵部件，對材料的純度、平整度和應力控制要求極高。在光電集成電路領(lǐng)域，石英材料作為襯底材料，替代了傳統的有機材料。這要求石英材料具有高純度、低結構缺陷和良好的平整度，以支持高密度的電路設計和制造?！?

  “從以上三個(gè)領(lǐng)域對石英材料的要求來(lái)講，我們相對于水解法和管內法有一個(gè)明顯的短板，那就是我們的材料利用率較低，因此在常規波導材料制造中，我們的技術(shù)并不是最優(yōu)選擇?！蓖S軍解釋道，“我們的優(yōu)勢在非金屬材料的深摻雜方面，因此能夠在特定的細分領(lǐng)域和高端應用市場(chǎng)占據一席之地，尤其在那些需要精準控制非金屬元素濃度的應用中，比如康寧的7979系列產(chǎn)品?！?

  從基礎機理問(wèn)題到實(shí)際裝備落地，再到工藝實(shí)現的全面創(chuàng )新，飛瓴光電在石英材料制造領(lǐng)域開(kāi)辟了一個(gè)新的技術(shù)路徑?！拔覀兛梢院茏院赖刂v，我們的核心技術(shù)體系是面向國產(chǎn)化的制備技術(shù)原創(chuàng )和裝備技術(shù)自主可控，不是仿制老外的常壓射頻等離子體，也不是模仿現有PCVD的負壓等離子體技術(shù)?！?

  隨著(zhù)光電市場(chǎng)的不斷發(fā)展和成熟，過(guò)去幾年，整個(gè)行業(yè)飽受“價(jià)格戰”之苦。童維軍認為，這種機會(huì )主義的商業(yè)行為會(huì )造成“劣幣驅逐良幣”的惡劣現象，最終影響整個(gè)行業(yè)的健康發(fā)展。

  “我們處于光電行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的上游，但我們不愿意成為價(jià)格殺手，不愿意通過(guò)降低價(jià)格來(lái)破壞市場(chǎng)秩序，而是更傾向于通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新和性能提升來(lái)為行業(yè)貢獻價(jià)值。這種策略事實(shí)上有助于維護行業(yè)的良性競爭環(huán)境，避免過(guò)度內卷和價(jià)格戰，從而回歸商業(yè)本質(zhì)?！?

  “技術(shù)的進(jìn)步，能夠為整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)兩個(gè)方面的利益：一是性能提升的價(jià)值，二是通過(guò)規模效益和技術(shù)能力降低成本?！蓖S軍表示，一旦實(shí)現了規?；?，飛瓴光電愿意與行業(yè)分享這些成果。目前，飛瓴光電的重點(diǎn)關(guān)注仍然是通過(guò)性能改進(jìn)和提升來(lái)為各行業(yè)貢獻價(jià)值。

首席科學(xué)家黃巍教授匯報飛瓴光電常壓微波等離子體制備技術(shù)。左圖是合成摻雜石英沉積平臺;右圖是化學(xué)配方調配實(shí)驗平臺

  核心技術(shù)支撐，賦能細分市場(chǎng)

  飛瓴光電并不局限于單一市場(chǎng)，而是聚焦通信傳感、工業(yè)激光、軍工核電、生物醫療、能源交通等五大領(lǐng)域提供關(guān)鍵原材料、光纖預制棒、特種光纖與衍生產(chǎn)品及解決方案的定制化服務(wù)。

  成立一年多，飛瓴光電就進(jìn)入規上企業(yè)。2024上半年，飛瓴光電更是完成了2023同期雙倍的營(yíng)收，增長(cháng)如此強勁，這與飛瓴光電的技術(shù)路線(xiàn)和戰略規劃分不開(kāi)。

  技術(shù)路線(xiàn)，童維軍總結了“3+1”條技術(shù)路線(xiàn)?！?”指的是“常壓微波等離子體熱處理技術(shù)”、“常壓微波等離子體外沉積制備技術(shù)”以及“常壓微波等離子體管內沉積制備技術(shù)”，在機理上用好常壓微波等離子體火炬的物理熱處理和適合非金屬元素高效化學(xué)反應的特征，在裝備上從硬件功能部件到軟件源代碼實(shí)現國產(chǎn)化自主可控，在制備技術(shù)方面面向應用場(chǎng)景用足常壓微波等離子體對非金屬元素深摻雜技術(shù)的優(yōu)勢，重構特種光纖性能突破。

  “其中，前兩類(lèi)技術(shù)我們已經(jīng)實(shí)現了規?；懂a(chǎn)?！蓖S軍解釋?zhuān)暗谌?lèi)技術(shù)進(jìn)入工藝驗證和產(chǎn)品試制階段。我們團隊有堅強的意志和決心，把行業(yè)已具備的臨界絕對真空度的沉積技術(shù)提升到常壓狀態(tài)的大棒管內沉積技術(shù)，以提升在強激光、強輻照、強電磁、耐高溫和極寒環(huán)境下光學(xué)材料原有性能的天花板?！?

  “1”則指的是正在開(kāi)發(fā)的常壓微波等離子體火炬用于制備微納結構平面波導，童維軍稱(chēng)之為“預言類(lèi)技術(shù)”。它涉及到等離子體化學(xué)反應機理與光學(xué)材料制備技術(shù)的結合。這種技術(shù)在光學(xué)材料和半導體行業(yè)中的應用，特別是在光學(xué)襯底材料的生產(chǎn)上，已經(jīng)顯示出其效率和潛力?！笆聦?shí)上，這個(gè)技術(shù)開(kāi)發(fā)出來(lái)不僅能夠推動(dòng)現有光學(xué)材料的技術(shù)進(jìn)步，還為未來(lái)的光電子新材料和應用開(kāi)辟了新的道路。這種前瞻性的技術(shù)開(kāi)發(fā)對于我們保持行業(yè)領(lǐng)先地位和滿(mǎn)足未來(lái)市場(chǎng)需求也至關(guān)重要?！?

  對于公司未來(lái)的發(fā)展，童維軍表示，飛瓴光電將主要立足于核電軍工、工業(yè)激光市場(chǎng)，同時(shí)兼顧通感知多模態(tài)工業(yè)光網(wǎng)絡(luò )的應用場(chǎng)景?！肮I(yè)激光市場(chǎng)的民用化是一個(gè)重要的發(fā)展方向，光纖激光器已深度進(jìn)入消費電子領(lǐng)域。另外，自動(dòng)駕駛、核電和汽車(chē)行業(yè)對光纖的通信與傳感功能需求也日益增長(cháng)。飛瓴光電正在進(jìn)行細分市場(chǎng)調研和預演階段的工作，圍繞核心技術(shù)體系，加速構建和補充脆性材料加工平臺、光纖拉絲平臺、光纖衍生產(chǎn)品制造平臺、測試平臺，旨在為這些新興領(lǐng)域提供基礎光學(xué)材料+新型預制棒+系列化特種光纖+光纖組件的產(chǎn)品組合工具包，面向客戶(hù)應用場(chǎng)景提供專(zhuān)業(yè)定制化的光纖解決方案?！?