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2026.09.24 | AC | Optical | Hollow-Core Fiber Economics

原标题:空芯光纤:门槛在接头不在光纤,柜内的账算不平

#optical

AceCamp · 2026-09-24 · article 70566896

  1. 空芯的门槛是否已从衰减移到熔接与端接;
  2. 分贝平衡点落在多长,AI集群的尺度够不够;
  3. 柜内的几十纳秒有没有比空芯更便宜的买法;
  4. 实芯涨价能否传导为空芯放量;
  5. 当前板块定价的是空芯利润还是估值期权。

> 空芯光纤的衰减已经低于石英的物理底线,门槛早就不在预制棒和拉丝,而在两端的熔接与端接。这笔分贝账要跑到公里级才算得平,而AI集群内部从柜内到机房的每一段都是米级到百米级,短期内谁也够不着。

一、衰减已经不是门槛,卡点搬到了熔接与端接

空芯光纤的衰减已经越过石英的物理底线,这条曾经的天堑不再是稀缺资源。南安普顿大学与微软团队2025年9月发表在《自然·光子学》上的结果显示,双层嵌套反谐振无节点结构在1550nm的衰减为0.091dB/km,低于石英实芯由瑞利散射决定的约0.14dB/km下限。长飞光纤2026年3月发布的HollowBand产品线称衰减可到0.04dB/km,这个数字来自公司披露,没有见到第三方复核。无论取哪一档读数,结论都一样:能不能拉出低衰减的空芯光纤,已经不再是区分厂商的那道门。

门槛移到了两端。每一次把空芯接回现网,都要付一笔与光纤长度无关的固定代价。好消息是,空芯与空芯之间的熔接已经在现网做到接近常规光纤的水平:微软在一次欧洲城域部署中,平均单点熔接损耗0.16dB,最好的接头到0.04dB。难的是异质那一端。空芯与常规单模光纤之间的过渡,实验室最优记录是0.15dB,而且要配模场适配器;长飞对外销售的空芯适配器给出的产品规格是插损不大于0.5dB。实验室与产品规格之间差三倍多,差的不是技术路线,是实验室条件与工程条件。更麻烦的是其中一项无法靠工艺消除:空气与石英的界面菲涅尔反射本身就贡献约0.15dB,只能靠增透膜或者斜角端面绕开,而这两种办法都要在插损和回损之间做取舍。

端接比熔接更落后一步:能用的方案有了,能进数据中心的还没有。千叶工业大学与YOKOWO的团队在《Optical Fiber Technology》上给出的对接式方案,用胶把薄玻璃片粘在插芯端面上保护空芯,装进普通插头壳体,平均插损0.56dB,全程不做物理接触。但要看清它做到了哪一步:这是空芯对空芯的单芯可插拔形态,难的那个异质界面并不在里面。数据中心要的也不是单芯,是一次端接十六芯、一个前面板插上百个的MPO与MMC体系,截至2026年9月,还没有见到空芯版本的量产品。专利分布指向同一件事:空气间隙连接器的方法专利在泛达手里,康宁持有空芯与实芯耦合的端接界面专利,Optoskand的端帽还在申请阶段,而US Conec这样的MPO插芯主力,未见已授权的空芯端接专利。据此可以判断,插芯厂商还没进场,离量产还有距离。

连波段对不上这条退路也没有了,门槛确实只剩两端。一个流行的说法是空芯的低损窗口在1550nm,而数据中心主力的DR系列光模块工作在1310nm,两者对不上。这个说法在上一代空芯上成立,在最新的双层嵌套结构上已经不成立:前面那篇论文在1310nm实测到0.123dB/km,与截断法一致;含气体吸收的实测谱里,O波段真正低于0.14dB/km的区间是1292到1347nm。到这一步,门槛的位置已经清楚:不在预制棒,不在拉丝塔,也不在波段,就在两端的那两个接头。

二、算一笔账:空芯要跑到公里级才不亏分贝,集群内却都是米级

时延收益随长度增长,接续代价按接头计数,两者量纲不同,这决定了空芯的价值窗口有一个明确的起点。成缆后的空芯群折射率约1.003,石英实芯约1.468,单位长度的传播时延差约1.55μs/km,折合每米约1.5纳秒,由物理常数决定,不随工艺进步改变。而两端的过渡损耗是固定的:链路是50米还是50公里,都只付两次。长度越短,这笔固定成本被摊得越薄的机会就越小。

把两者放到同一个天平上,可以直接解出空芯要跑多长才开始不亏分贝。这笔账要说清在哪个波长上算。数据中心的DR系列光模块工作在1310nm,G.652.D在这个波长的产品典型值是0.32到0.35dB/km,空芯按论文实测取0.125dB/km,每公里净省约0.205dB;两端过渡按实验室水平0.3dB计,估算显示平衡点约1.5公里,按厂商产品规格1.0dB计约4.9公里。换到长距常用的1550nm,净省收窄到0.095dB,平衡点相应外推到3.2公里与10.5公里。取值口径不同,平衡点在1.5到10.5公里之间移动,但它始终是公里级的。

这条线一画出来,AI集群的物理尺度就全部不够长。柜内互连是几米到几十米,柜间与机房内是上百米到1公里,只有跨园区和跨城的数据中心互联才进入数十公里。一条50米的柜内链路,空芯能省下的时延约78纳秒,却要付满额的两端代价。哪怕按最宽松的平衡点算,链路长度也还差着一个半数量级。

即便不谈平衡点,柜内的光功率预算本身也没给空芯留位置。800GBASE-DR8在500米链路上可容忍的全链路插损只有约3到4dB。北美数据中心普遍采用的结构化布线里,服务器到交换机之间要过三段线、六个接头,仅连接器一项就消耗约2.1到4.5dB。在这个基础上再叠加两端0.3到1.0dB的空芯过渡损耗,多数配置会直接击穿预算。柜内的问题不是空芯贵一点但值得,是预算表里根本没有这一栏。

三、空芯最值钱的两项性能,在柜内被模块规格锁死

空芯真正稀缺的不是低衰减,是低非线性与低色散,而这两项在短距标准模块上一分也用不上。空芯的非线性系数比石英低两到三个数量级,允许把发射光功率抬上去,折算成链路预算相当于凭空多出7到17dB余量;色散约为石英的七分之一,可以省掉补偿。兑现这些好处的前提是系统能够调整发射功率与均衡设计,而柜内用的是标准化可插拔模块,发射功率被规格锁在几个dBm的窄区间里,余量拿不到手。扩容量、免补偿、省放大器,这三项优势指向的是同一个最优场景,而那个场景不是机柜。

四、空芯放量取决于专用工艺,不取决于实芯涨价

市场上有一条顺理成章的传导链,但公开信息并不支持它。这条链是:空芯和实芯都要用拉丝塔,实芯行情这么好,厂商舍不得把炉子让给良率还在爬坡的空芯,所以空芯放量要等实芯降温。听上去成立,但支撑不住。长飞公开披露的是掌握了从预制棒、毛细管、拉丝到成缆的空芯全链条技术,并没有说这条链在多大程度上独立于实芯设备;公开工艺资料显示空芯仍然依托常规拉丝塔与堆叠拉制工艺,差别主要在毛细管内压差与拉丝张力的控制上。一台炉子二选一这个前提,企业既没有确认也没有否认。笔者判断,决定空芯何时放量的是专用工艺的成熟度与良率爬坡,而不是G.652.D今天卖多少钱。

退一步只看产出效率,这条传导也接不上。长飞披露的最长单棒拉丝纪录是91.2公里,已是全球公开纪录,放到实芯的量产尺度上却并不起眼,成熟实芯单棒的可拉丝长度要高出两个数量级。这个差距不是多排几个班次或者把实芯的炉子腾出来就能补上的。所以把光纤主业的景气度当成空芯放量的领先指标,缺少可以验证的通道。

成本倍数确实在收窄,但收窄靠的是实芯在涨,不是空芯在降。广东移动2025年混合光缆招标中长飞独家中标,折算空芯单价约3.6万元每芯公里。而G.652.D裸纤在2026年3月已经涨到83.40元每芯公里,较年初上涨165%。据此推算,空芯对G.652.D的成本倍数约为400到430倍,比年初计算时低了一半以上。倍数在下降,但四百倍仍然意味着这条纤只能用在每一米都必须省时延的地方,而且这个便宜是实芯替它挣来的。

五、柜内那几十纳秒,有比空芯便宜得多的买法

柜内时延的大头不在光纤里,而在模块和交换跳数上,这让空芯在这一段面对一批更便宜的对手。前向纠错的单次解码,在800G四路码字交织的架构下约55纳秒;线性直驱方案省掉数字信号处理之后,据厂商口径每一跳可以压到3纳秒以内。Meta在其十万卡以上集群的论文里给出的实测是,跨机架、跨AI域、跨数据中心楼的时延分别是同机架内的7倍、15倍和30倍,主因是交换时延累积与线缆变长。一条50米链路上空芯能省的78纳秒,还不到一次前向纠错解码的量级。

同样一笔钱,买线性直驱省下的纳秒比买空芯多一个数量级,而柜内更短的那几米干脆不走光。英伟达在纵向扩展这一层明确以铜为主:按LinkX产品线的官方规格,800G下无源直连铜缆约2米,线性有源铜缆延伸到3到5米,到1.6T这一代收窄到2.5到3米。铜的覆盖随速率上升在缩,这把柜间那几十米推给了光,而那一段正是空芯平衡线以内最不划算的地方。

已经付过真金白银、并且能确认花在空芯上的那笔钱,买的是长距离少芯数的专线,不是数据中心的成片布线。中国联通深港跨境金融数据大通道项目2026年1月开标,采购的是40公里加1公里两段混合光缆,每一根都是36芯常规G.652.D配2芯空芯,长飞以270.29万元报价成为第一中标候选人。四十一公里的缆里只放两芯空芯,这个配比本身就是答案:付得起空芯溢价的是那条需要确定性低时延的金融专线。

六、投资含义:现在定价的是估值期权,不是空芯利润

把已落地的空芯项目金额放到长飞、中天、亨通三家公司的收入表旁边,量级差就是答案,但要先把三种口径分开。第一种是确定交付且确认花在空芯上的:联通深港270.29万元、广东移动约550万元、宁夏移动约1,480万元,都在百万到千万元量级。第二种是框架上限:长飞2026年8月以1.59亿元含税、100%份额中标中国电信广东公司的框架采购,金额最大,但标的是空芯光缆与G.654.E光缆合并招标,空芯部分的金额与数量从未单独披露,也没有见到采购量承诺,是上限而非交付额。第三种是厂商累计口径:长飞2026年6月称空芯累计交付超过10,000芯公里、部署超过13个商用与试点项目,这是全球累计且含试点。三种口径里只有第一种可以直接和收入比,而它与三家2025年142.52亿元、525.00亿元、668.55亿元的营业收入相差约四个数量级。三家在定期报告中也都没有单列空芯的分部收入,这一点本身就说明了规模。2026年真正推动这三家业绩的是实芯涨价与出海,空芯提供的是估值叙事。

这里有一处容易被读反的地方:市场引用的那个最大数字,恰恰不是一个空芯数字。1.59亿元是空芯与G.654.E合在一起的框架上限,而G.654.E是在骨干网大规模集采多年的成熟产品,两者放进一张标里,拆不开就无法归因。把它当作空芯产业化规模的证据,等于用一个不可归因的数去证明一件需要归因的事。

如果门槛在两端,那么价值也会先在两端沉淀,而不是在拉丝端。长飞现在卖空芯是连熔接与安装服务一起交付的,这与卖实芯交完纤后面的事都归客户,是两种商业模式。谁掌握了低损、可复制、能在现场做的过渡方案,谁就掌握了这个环节的定价权。笔者判断,与其盯着谁又刷新了衰减纪录,不如盯着谁先把量产条件下的过渡损耗做进0.2dB。

七、跟踪三个读数,任意两个成立就要重估

判断空芯是否越过临界点,看三个可观测的读数就够,任何一个都比衰减纪录更有信息量。第一,量产条件下的过渡损耗能否稳定在0.2dB以内并且现场可复制;第二,空芯跳线能否从单芯形态走到数据中心要用的MPO与MMC形态并量产供货;第三,国内单次集采中空芯部分的确定采购量能否从百芯公里跨到千芯公里以上,同时单价跌破1.5万元每芯公里,厂商的全球累计交付量不是同一口径,不能替代这一项。

反向指标同样清晰:线性直驱与共封装光学在800G以上规模上量,会压缩空芯在短距的全部卖点。这两条路线解决的是同一个时延问题,而且解决在更靠近芯片的位置。空芯要证明自己,得先离开机柜。

上行风险。量产条件下的过渡损耗突破快于预期;超大规模云厂商跨园区互联出现集中招标;高密度形态的空芯跳线率先由某一家插芯厂做出来。

下行风险。线性直驱、共封装光学与有源电缆在短距形成事实标准;国内集采长期停留在试点量级;空芯基础专利与端接专利均集中在海外,国内自由实施空间受限;良率爬坡长于预期,放量时点一再后移。

以上内容不构成任何投资建议,请风险自担。