特殊光ファイバー：通信の新しい時代を切り開き、人工知能と低空経済の発展を支援する

光ファイバーは現代通信のインフラであり、通常は供給と需要のサイクルの影響を受けるコモディティと見なされます。しかし、特殊光ファイバーは最も広く使用されているパッシブデバイスの1つとして、人工知能の計算能力、衛星通信、そして低空経済の台頭に伴い需要が増加しており、新たな投資機会を形成しています。

光ファイバーは発明以来、通信業界に深い影響を与えてきました。数十年にわたり、光ファイバーネットワークは人間社会の電話、テレビ、インターネット通信を支えてきました。現在、人工知能によるスパコン需要の増加に伴い、通信機器の性能がシステム全体の入出力能力を決定します。電気通信分野では「光進銅退」が大勢を占め、光ファイバーはユーザーのデスクトップ機器に浸透しています。この過程で、一般的な光ファイバーでは特定の用途に応えることが難しく、さまざまな特種光ファイバーが登場しました。本稿では、光ファイバーセンサー、光ファイバーアンプ、CPOスイッチなどの重要なアプリケーションシーンについて主に論じます。

光ファイバージャイロスコープ：低空経済と衛星通信を支援

1976年、ユタ大学のValiとShorthillは、単モード光ファイバーを使用して光ファイバーリングを作成することを提案し、高精度で低コストの光ファイバージャイロスコープが正式に誕生しました。これは、従来の機械式ジャイロスコープやリングレーザージャイロスコープに取って代わるものでした。その後の研究者たちは、Valiの理念に基づき、保偏光ファイバーや広帯域波長安定光源などの光学デバイスを開発し、光ファイバージャイロスコープの性能を徐々に向上させてきました。現在、低空経済やロボットの概念が興起しており、光ファイバージャイロスコープやMEMSジャイロスコープに基づく慣性ナビゲーションは、衛星ナビゲーションの補完として、自動運転ツールのコア制御機器となっています。

エルビウムドープ光ファイバーアンプ：光波分割多重技術の発展を推進する

シミュレーション通信からデジタル通信への移行過程で、「電子ボトルネック」問題が顕在化しました（最大速度は40Gbpsに制限されています）。光ファイバーは、複数の異なる波長の光信号を同時に伝送できるため、波長分割多重技術が生まれました。希土類ドープファイバーの発明は、エルビウムドープファイバーアンプの出現を促し、これが密結合波長分割多重技術と組み合わさることで、大容量長距離光伝送ネットワークが構成されました。

CPOスイッチ：高い統合度と熱隔離の課題

CPOは、その優れたエネルギー管理によりBroadcom、Cisco、Intelなどの企業から好まれていますが、レーザーの発熱がスイッチングチップに与える影響の問題は一時的に回避できません。現在、関連企業のCPO製品は多くが外部レーザーソースソリューションを採用しており、偏光保持ファイバーが光源とスイッチングチップを接続しています。レーザーソースの発熱問題は短期的には解決が難しいため、CPO内部の偏光保持ファイバーの強い需要に期待しています。

空芯光ファイバー：大幅に遅延を低下させ、帯域幅を向上させ、人工知能スーパーコンピューティングの挑戦に備える

今年2月、Lyntia、ノキア、古河およびInterxioは空芯光ファイバーの共同テストを実施しました。単モード光ファイバーと比べて遅延が30%以上低下し、光伝送速度が約46%向上し、非線形効果も大幅に低減しました。現場デモでは800Gbpsおよび1.2Tbpsの伝送を実現し、シャノン限界容量を突破する可能性を持っています。空芯光ファイバーが商業化に成功すれば、人工知能スーパーコンピュータ通信ネットワークの帯域幅をさらに向上させ、遅延ボトルネックを軽減し、ネットワーク機器のコストパフォーマンスの優位性を際立たせるでしょう。

投資アドバイス

特種光ファイバーは、小規模で高付加価値のデバイスカテゴリに属し、一般的な光ファイバーとは異なり、標準化の程度が高く、大量生産が容易である。特種光ファイバーのメーカーは、原材料、プロセス設計から生産製造に至るまでの全プロセス技術を習得する必要があり、参入障壁が高い。光ファイバーケーブル産業の完全なサイクルを経たリーダー企業、例えば長飛光ファイバー、亨通光電、中天科技、烽火通信などに重点を置くことをお勧めする。一方、特種光ファイバーのアプリケーションに特化した新興企業、例えば太辰光、長盈通などにも注目することが重要である。海外メーカーに関しては、コーニング、古河電工、藤倉などの業界リーダーに注目することをお勧めする。

リスク提示

人工知能の発展は予想以下であり、低空経済の発展も予想以下であり、技術のイテレーションにはリスクがあります。