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长袖飞舞光耀四海 国之重器锻铸五洲

来源:  发布时间:2018-08-30

  本刊记者  王 辉
 

 

 
楔子


  2015年3月,美国光纤通讯展览会及研讨会(OFC)期间,一家来自中国武汉的企业面向全球正式发布了性能大幅提升的“远贝(R)超强”超低衰减大有效面积单模光纤。
  具备更大的有效面积,就能够为传输系统提供更高的信噪比!拥有更低的衰减损耗,就可以实现长距离、大容量、高速传输!在精密设计的加持下,无论是陆地长距离传输,还是海底光缆敷设,都难不倒它。它能够兼容当前40G和100G系统,也能够满足未来400G以上的系统需求,是下一代骨干网长距离传输的最佳选择。事实上,它已经成为世界首条超低衰减大有效面积G654陆地光缆干线(青岛—济南)的技术支撑。
  这样的“远贝(R)超强”,诞生于长飞光纤光缆股份有限公司打造的光纤制备技术国家重点实验室(简称“长飞国重”),是长飞国重众多光纤产品宝塔尖上的明珠。产品发布之后,长飞国重不断对其进行改进,到2016年,“远贝(R)超强”G.654光纤1550nm衰减已经低至0.15dB/km,并已经实现了规模化应用。长飞光纤光缆股份有限公司(简称“长飞”)也因此成为全球第三家拥有大有效面积超低衰减光纤产品的厂商,以及国内唯一一家掌握超低衰减光纤技术的企业。
  2015年岁末,中国通信行业权威媒体《人民邮电》授予超低衰减单模光纤——“光纤技术创新奖”。2016年年初,“超低衰减单模光纤打破国外技术垄断”被评为“2015年度湖北十大科技事件”;同年,“超低衰减和大有效面积光纤及其在下一代干线通信网络中的应用示范”项目荣获中国电子学会科学技术奖一等奖。2018年年初,在国家科技进步奖二等奖榜单上,基于该系列研究,长飞与中国联通联手研发的“新型光纤制备技术及产业化”项目赫然在列。
  短短几年,长飞和长飞国重一次次刷新着世界对于中国光纤光缆事业的认知。但对他们而言,这不仅是打破国外垄断、领先国际的荣光,更是一场扎根于自主创新的持久战。
  自主创新有多重要?近期中兴“缺芯”事件或许是最直接的回答。这不只是一家企业所面临的挑战,也为中国制造敲响了一记警钟。从科技大国到科技强国,关键在于是否能够推动我国产业真正迈向全球价值链中高端,而在这一环上,掌握关键技术并能迭代更新,尤为重要。习近平总书记在院士大会上指出,自主创新是我们攀登世界科技高峰的必由之路,要以关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术创新为突破口,把创新主动权、发展主动权牢牢掌握在自己手中。
  这也是长飞人奋斗的方向。十九大以来,发展数字经济,助推实体经济与传统产业数字化转型成为必然。这意味着更高速率、更大容量、更长距离的大数据传输,将发挥更大的历史性作用。形势逼人!挑战逼人!当“宽带中国”成为大数据时代的主旋律,长飞人也对“智慧联接美好生活”有了更加充分的使命感,他们顺时应势,提出新一代全程全网全光纤的解决方案,从海洋、骨干、城域、接入到桌面和电视,无所不包。他们的创新性突破,就像一束光,照亮了中国的信息化进程!
  

从跟随到领军


  湖北,古称荆楚,楚人崇凤。身处于此的长飞,就像一只凤凰,自1992年正式投产以来,由名不见经传到浴火腾飞,摇身化作全球第一大光纤预制棒、光纤和光缆供应商,光纤和光缆产品产销量连年位居中国第一位。
  长飞国重,就诞生于此。
  2006年之前,“企业”和“国家重点实验室”还是两个泾渭分明的词语。相当长的岁月里,我国的国家重点实验室主要依托高校和科研院所建设,做出科技成果之后才向企业转化。这难以避免地造成了科技成果与实践应用之间存在一定程度的脱节。随着《国家中长期科学和技术发规划纲要(2006-2020)》的颁布,我国大力倡导以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系建设。科技部也随之在转制院所和企业建设起一批企业国家重点实验室,开创了企业国家重点实验室快速建设的新局面。长飞也看中了这一机遇。
  1988年,长飞由原邮电部、武汉市政府和荷兰飞利浦公司共同创建。当时,长飞从飞利浦整体引进了先进的预制棒—光纤—光缆技术。以“市场换技术”终究不是长久之计,尽管在“消化—吸收—再创新”模式下,长飞在创新型企业之路上小有所成,但他们清醒地认识到,光纤光缆是一个科技含量非常高的产业,无论在哪里打市场,最终都要靠技术创新,而要占据市场的制高点,“小打小闹”地跟在别人身后是靠不住的。
  当建设企业国家重点实验室的东风吹起,长飞发现,他们还可以依托自己的研发中心,通过产学研用的“无缝连接”开辟出一条新路。2010年12月,国家科技部通过了长飞国重的建设申请。2011年,长飞技术总监罗杰博士被聘任为长飞国重首任实验室主任;武汉“3551人才计划”高层次人才入选者熊良明博士,也从日本回国,加入到长飞国重,成为实验室执行副主任。
  有了长飞多年积累的经验,长飞国重在瞄准国际高技术前沿的同时,总能够有效地把握国内外光纤光缆产业发展的重大需求,并针对其开展有效的应用基础研究、关键技术和共性技术研究。在“开放、流动、联合、竞争”的运行机制下,长飞国重将解决预制棒、光纤(含特纤)、光缆及其制造设备自制、光纤光缆应用与检测技术问题作为主要研究内容,设立了光纤技术、光缆技术、设备技术、光纤应用技术和检测技术的5个研究室/中心和1个技术管理部。到2013年7月通过科技部组织验收时,长飞国重已经又在位于武汉光谷的长飞科技园建立起光缆原材料和新产品检测技术开发以及光缆新技术转移孵化基地,并将高效、环保、低成本预制棒新技术中试孵化基地落地到潜江科技园。至此,长飞国重逐渐步入正轨,焕发出蓬勃生机。
  2012年以来,长飞国重承担/参加了包括原“973”“863”、国家自然科学基金重点项目、国家工业强基工程项目等在内的10余项国家级课题,以及近20项地方重点研发计划项目。以此为基础,他们获得国家重点新产品3项,荣获中国电子学会科学技术奖/电子信息科学技术奖一等奖2项,湖北省科技进步奖一等奖1项、二等奖2项,美国EXC!TE科技奖1项,国家科技进步奖二等奖1项;牵头/参与制(修)订国际标准7项、国家标准4项、行业标准23项;授申请国内专利234项、海外发明专利108项,登记计算机软件著作权8项;发表论文150余篇。
  优秀的实力数据背后有着强大的平台支撑。每年,长飞都会拿出5%以上的营业收入,来支撑长飞国重在新技术、新产品上的基础研究、应用研究和共性技术研究,以及关键制造设备的技术改造升级。建设以来,通过这种持续投入以及政府课题经费专项资助,长飞国重已经建成四大预制棒工艺系统、三大单模光纤预制棒技术系统等一系列研发平台。难能可贵的是,他们已经不再依赖于引进国外工艺设备,走过“引进—消化—吸收—再创新”这条必经之路,长飞国重终于在工艺装备的自主开发上脱颖而出,在PCVD、VAD、OVD以及光纤高速拉丝与筛选等工艺成套装备中,创造了多个“国内首台”,推出了一系列在关键技术上具有国际水准的装备。其中,少模光纤测试设备填补了国际市场空白,而他们与中国移动联合建成了中国首条气吹微缆干线(武汉—荆门)。
  “中国光纤光缆领域,基本上所有新产品的研发,首先都是在长飞产生的。”长飞执行董事兼总裁庄丹博士自豪地说。
  2018年5月30日,长飞举行了成立30周年庆典。30年栉风沐雨,长飞在砥砺奋进中成长为如今的模样。如今的长飞,是我国光纤材料产业技术创新战略联盟理事长单位,也是国际电联ITU-T和国际电工IEC标准制定的重要成员之一;不仅形成了自主知识产权,拥有最完备的光纤及光缆产品组合,还为全球60多个国家和地区提供优质的产品与服务。当长飞开始呈现出一个“领军者”该有的品质,引领带动着整个光纤光缆产业的发展,这枚无形的“军功章”里,也有包括长飞国重在内的全体研发人员的一半。
  

做“顶天立地”的研究


  通信光纤和特种光纤是光纤家族的两个重要成员。从干线网、城域网、接入网到数据中心,全球85%以上的信息都是通过通信光纤来传输,堪称信息通信产业的基石。而特种光纤是国防工业、电力电网、工业制造、智慧城市、医疗健康等领域的关键原材料或元器件,关乎国计民生,是一个国家的战略性资源。两者牵动着全球数千亿元的应用产业规模,都有高度的不可替代性。对长飞国重来说,将之作为中心任务,是一项“顶天立地”的选择。
  “顶天”,可立足国家战略需求!“立地”,需对准市场导向!落到实处,就是要同时面向光纤光缆产业链的上下游来拓展应用基础研究。
  在光纤光缆产业链上,处于上游的当然是作为其核心的预制棒技术。预制棒所带来的利润占了整个产业总利润的70%,但到2011年,我国光纤预制棒60%以上都需要进口。预制棒技术国产化率不足,让我国光纤光缆产业很是尴尬,不得不从国外“买棒拉丝”。长飞国重启动高效、低成本、大尺寸预制棒研究恰逢其时。
  经过5年的研发,他们开发并释放了Φ210mm×3m的世界最大尺寸的预制棒工艺,而原本预制棒的平均直径多在180mm左右,增加了17%。不止如此,他们还将PCVD沉积速率提高了74%,这意味着,在同等长度下,单根拉丝长度将增加40%,拉丝起头报废率更低。通过与依托单位紧密合作,该工艺下的预制棒产能持续增长,2011年还只有几百吨,到2017年已经翻了数倍,约占全球的20%。
  一项技术实现质的飞跃,需要从全方面突破。长飞国重能够掌握先进的VAD+RIC技术,开发出世界最大尺寸的VAD芯棒,就得益于他们在平台装备、工艺、技术和光棒光纤产品等多维度上的进击。这是国内首次自主全套掌握VAD工艺和装备技术,且经过创新加持,业已成为全球最先进的单模光纤预制棒技术。
  OVD技术是长飞国重看重的另一项大尺寸单模光纤预制棒技术,具有很好的工艺适用性。随着该技术的成熟和应用,将显著降低原材料成本,并大幅提高大尺寸预制棒扩产自主性,为缓解上游预制棒套管进口供应紧张,提供一种可替代的工艺方案。
  这三大工艺上的创新,使得长飞公司预制棒产能得以进一步提升。除了满足自身拉丝需求量之外,长飞还与国内多家光纤企业签订了大尺寸预制棒高速连续拉丝技术转让协议,将国内预制棒进口比例从60%以上一下子降低到20%左右,让国内光纤企业不再依赖进口,引领了光纤同行的技术进步和发展壮大,保障了我国光纤光缆产业的安全发展。
  上游顺畅了,光纤应用、光缆及综合布线等解决方案所在的下游也要跟上。在光纤光缆产业链上,这些会直接面向满足不同场景和要求的应用,它们之间四通八达,整条产业链的价值才能得以拓展。
  2012年以来,随着“宽带中国”进程的深入,我国不断在国家层面上加快宽带网络的升级改造,推进光纤入户。从技术层面来说,光纤入户、光纤到桌面和电视要面对的一个关键性难题就是光纤的抗弯性。长飞国重希望能够解决这一难题。经过严密的技术研发,他们推出的一系列抗弯光纤,弯曲性能都领先于国际同行产品,填补了数项国内空白。
  其中,弯曲不敏感G657系列单模光纤有力支撑了气吹微缆、FTTx光缆、ODN及综合解决方案的顺利开发,并被率先用于二级干线传输线路——湖北移动汉宜高速公路上,开启了干线应用的新篇章。
  在400G来袭的当今中国,传统的多模光纤在容量和距离上都已经不再符合发展需求,为实现数据中心小型化、智能化和网络安全建设,长飞国重iCONEC团队提出了新的多模光纤和抗弯光纤光缆技术,并开发了光纤互联等综合布线系统专业解决方案。这些方案已经被百度等著名企业采纳以建设其数据中心,据反馈,既具备施工/运维便利的特点,又拥有全球领先的综合布线及基础设施的智能管理技术,完全满足客户对网络安全和管理的最严格要求。
  而基于抗弯特种光纤研发,长飞国重还发布了全球首条8K HDR HDMI2.1线材。与传统HDMI线材市场上占据主流地位的铜线相比,他们的新光纤不再受到衰减、电磁干扰等问题的影响,常见的卡顿、丢帧、延迟等现象也将随之消弭,可以满足未来家用音视频高品质传输要求。现在,该技术已被应用到中央电视台的转播中,反响甚好。
  一步一个脚印,长飞国重踏踏实实地走过了成立以来的这段路。除上述进展,他们还开发和释放了掺镱光纤、光子晶体光纤、保圆光纤、耦合光纤、非线性光纤等20多种特种光纤,同时,提升了早期所开发的保偏光纤、色散补偿光纤、多模光纤等特种光纤产品性能,丰富了产品的性能。他们相信,这些研究终将牵动更广阔的市场应用前景。
  

走向“一带一路”


  “长飞公司选择南非,在南非投资建厂,不仅促进了南非就业率的增长,更改变了南非人民的生活方式。”30周年庆典上,南非驻中国大使馆公使说道。
  如其所言,长飞曾在南非约翰内斯堡,成立了非洲控股有限公司,并于2016年10月底生产出第一根光缆。但这只是长飞战略版图的一个缩影。在缅甸,长飞与亚达纳邦光缆有限公司合作,投资建设年产100万芯公里光缆项目。而长飞在“一带一路”沿线建设的第一个光纤合资项目则出自印尼,2016年8月,他们生产出了东南亚第一根通信用光纤。
  相隔近30年,长飞终于站到了技术输出者的高地上。而一次次突破国外技术垄断、填补国内空白,实现“全球第一,行业领袖”的目标,成为“一带一路”上的佼佼者,当然离不开长飞国重这支兢兢业业的队伍。
  到现在,经过大力引进和培养,长飞国重已经初步建立起由院士专家领军、各级专家型人才为中坚、储备人才夯基础、博士/硕士/本科实习生作为协助的一种立体式、多维度、高层次创新人才高地。他们之中,有国家百千万人才工程“有突出贡献中青年专家”、国家高级外专人才、国务院政府特殊津贴专家,也有湖北省现代服务业领军人才、黄鹤英才计划人才和武汉东湖高新区“3551光谷人才计划”入选者等。如今,长飞国重已经拥有115位科研人员(博士28人、硕士68人),为长飞“引进—消化—吸收—再创新”光纤技术、赶超世界先进水平做出了重大贡献。更难得的是,他们中的80%都不到45岁。这是一群年轻人,正如长飞国重是一家年轻的企业国家重点实验室,他们如清晨的朝阳,闪耀着旺盛的活力。
  人尽其才,才尽其用。在不断探索中,长飞国重设立了“以团队管理和基础预研/技术攻坚为经纬,以项目为交点和抓手、协同创新”的人才队伍建设基本思路,通过管理型人才和专家型人才的双通道晋升机制,吸引、培养和留住了一批优秀的人才。为了保持创新的鲜活,他们还通过院士工作站、学术委员会和“思创会”聘请了3位中外院士和10余位中外教授学者或资深专家,为之提供重要的战略指导和方向指引。
  “打造一个开放式、高水平的专业人才聚集的重要基地”,长飞国重的目标十分明确。为此,他们甚至从2011年就开始尝试设立开放课题基金,吸引了国内50多所高校和研究所的近100人申请,到2017年已经成立了28个开放基金项目,成为领域内的标杆。
  他们的光纤预制棒和拉丝装备技术,让中国不再受制于人!他们在光纤光缆上的20多类产品近200个检测项目获CNAS和Telcordia认可,正一步步走出国门!他们在输出技术之际,还为印尼和非洲培养起一批技术骨干,让中国光纤光缆技术能够真正在当地落地生根!他们不断巡讲科普,推动了中青年科研人才的成长!
  引进来,走出去,严查自律之间,长飞国重在成长。就在长飞30周年庆典当天,科技部正式发布了99个企业国家重点实验室评估结果,长飞国重被评为“优秀类国家重点实验室”,并在信息领域位居首位。在这次评估中,获评优秀的企业国家重点实验只有25个。这是长飞国重为长飞献上的一份大礼。对他们来说,生活从不是眼前的苟且,在应用基础研究和共性技术研究上精益求精,让“长飞”品牌“飞”得更加高远,是他们“未来的责任”;成为国家信息通信技术创新体系的重要组成部分,在“一带一路”倡议中增强中国光纤光缆技术的辐射能力,则是他们“远方的田野”。

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2024年3月

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