Гиганты верифицируют, капитал разогревается: AI вычислительная мощность раскаляет спрос на полые оптические волокна

В здании на промышленной площадке в Суцзянском индустриальном парке стоит волоконно-оптическая вытяжная башня стоимостью более десяти миллионов юаней, которая простирается через четыре этажа. На вершине башни расположены преформированные стержни весом в десятки килограммов, а на её основании выходит волокно диаметром менее одного миллиметра.

А расстояние между ними — это этап инженерной трансформации, который необходимо преодолеть, чтобы волокно перешло из лабораторных исследований в промышленное производство.

Каждый день руководитель по технологии hollow-core оптоволокна компании Guoshun Laser в костюме для защиты от пыли ходит взад и вперед по лестничной площадке на четвертом этаже, многократно калибруя технические параметры процесса вытяжки. Эти тонкие изменения напрямую определяют, сможет ли конечное волокно удовлетворить требования различных сценариев применения.

Руководитель по технологии hollow-core оптоволокна в Guoshun Laser — аспирант и доктор наук, которые занимались исследованиями специальных волокон в Центре фотонных технологий Университета Саутгемптона (ORC) в Великобритании. Этот центр считается одним из важнейших источников развития технологии hollow-core волокон. Его наставник, профессор David Richardson, основал компанию Lumenisity, которая занимается производством hollow-core волокон, и в 2022 году была приобретена компанией Microsoft.

В сентябре прошлого года команда Lumenisity объявила о новом технологическом прорыве, представив волокно с минимальной зафиксированной потерей сигнала в истории — 0,091 дБ/км, что впервые превзошло долгосрочный показатель традиционных кварцевых волокон, равный примерно 0,14 дБ/км. Этот технологический прорыв, в сочетании с ростом спроса, вызванным развитием AI-вычислительных центров, вновь привлек внимание индустрии и инвесторов к hollow-core волокнам.

Как стартап, сосредоточенный на технологиях следующего поколения, Guoshun Laser также ощущает рост интереса к этому сегменту волоконных технологий.

Основатель и генеральный директор компании, доктор Xia Nan, во время полевого исследования для газеты «Science and Technology Innovation Board Daily» заявил, что в конце 2021 года, когда он вернулся в Китай для предпринимательства, понимание hollow-core волокон как со стороны промышленности, так и со стороны инвестиций было довольно ограниченным, и рынок еще не начал активно развиваться.

Переломный момент наступил во второй половине 2025 года. По мере того как такие гиганты, как Microsoft и NVIDIA, начали переходить от пилотных проектов к масштабному внедрению, отраслевые ожидания резко выросли, а первичный рынок начал активно искать потенциальных участников.

Доля финансирования Guoshun Laser стала быстро расти. Недавно завершилась новая раунд финансирования, в котором участвовали инвестиционные фонды, такие как InnoPeak Capital, Anxin Investment и Shanghai Electric Power Science and Technology Fund. Некоторые инвесторы, не успевшие войти в первый раунд, уже начали заранее фиксировать возможности для следующего этапа инвестиций.

«Возрождение интереса к волокнам»

От строительства интернет-магистралей в ранние годы до взрыва трафика в эпоху 5G и быстрого роста межсоединений дата-центров в последние годы — волокно всегда оставалось одним из самых ключевых транспортных средств в инфраструктуре связи.

Каждое увеличение пропускной способности сети сопровождалось постоянной модернизацией материалов, структур и технологий производства волокон: в ранние годы интернета основное требование к волокнам — это дальность передачи, и мономодные волокна на основе низкосортного кварца стали доминирующими; в эпоху мобильного интернета, когда трафик быстро рос, волокна развивались в сторону многомодных и более высокопроизводительных решений, чтобы поддерживать огромные объемы данных.

На новом этапе быстрого расширения инфраструктуры облачных вычислений и AI-вычислительных центров, перед оптоволоконными сетями встали новые вызовы — задержки и пропускная способность. В сценариях межсоединения огромных дата-центров традиционные волокна сталкиваются с ограничениями, связанными со скоростью распространения светового сигнала в стеклянной среде, дисперсией и нелинейными эффектами.

В таких условиях в индустрии появился интерес к hollow-core волокнам, которые считаются одним из перспективных технологий следующего поколения оптоволоконной связи. В отличие от традиционных волокон, использующих кварц для передачи сигнала, hollow-core волокна проектируются с помощью специальных микроструктур, позволяющих свету распространяться в воздухе, что теоретически снижает задержки и уменьшает дисперсию и нелинейные эффекты.

За последний год развитие hollow-core волокон начало демонстрировать ряд значимых достижений.

В 2025 году команда Microsoft и Университета Саутгемптона опубликовала в журнале «Nature Photonics» результаты исследования нового типа hollow-core волокна, достигнув уровня потерь 0,091 дБ/км, что впервые превзошло долгосрочный показатель традиционных кварцевых волокон — около 0,14 дБ/км.

Затем Microsoft объявила о развертывании таких волоконных линий в нескольких регионах дата-центров Azure и о их использовании для реального трафика клиентов, что стало подтверждением перехода hollow-core волокон в стадию инженерных испытаний в реальных сетевых условиях.

В начале этого года Amazon Web Services также сообщил, что после почти годовых испытаний технология была внедрена в 10 своих ключевых дата-центрах. Продвижение ведущих компаний свидетельствует о том, что hollow-core волокна переходят от пилотных проектов к более масштабным коммерческим внедрениям.

Один из специалистов по разработке оптоволоконных технологий в интервью «Science and Technology Innovation Board Daily» отметил, что в настоящее время hollow-core волокна достигли значительных успехов по ключевым характеристикам, однако их коммерциализация — это не просто замена существующих технологий. «Чтобы hollow-core волокна вошли в существующие сети, необходима целая система адаптации и перестройки, а не только обновление отдельных компонентов.»

Проблемы качества и стабильности остаются барьерами для масштабного внедрения

На глобальном уровне исследования по инженерной реализации hollow-core волокон активно ускоряются.

За рубежом Microsoft планирует к 2026 году развернуть 15 тысяч километров hollow-core волокон в глобальной сети Azure; аналогичные инициативы реализуют такие крупные компании, как Google, уже начавшие соответствующие тесты.

В Китае три крупнейших оператора — China Mobile, China Telecom и China Unicom — в прошлом году завершили развертывание первых в мире коммерческих линий hollow-core волокон. В частности, система низколатентной передачи по hollow-core волокну у China Telecom в Гуандуне и Гонконге достигла длины 100 км, что является самым длинным коммерческим проектом в мире.

Однако, прежде чем hollow-core волокна смогут широко применяться, им предстоит преодолеть множество инженерных барьеров.

По мнению Xia Nan, ключевым фактором, ограничивающим промышленное внедрение hollow-core волокон, является не только возможность их производства, но и высокая производственная эффективность и низкая стоимость. Кроме того, в процессе развертывания на большие расстояния возникают инженерные сложности, которые могут стать решающими для внедрения в крупные сети.

Он дополнительно отметил, что по сравнению с традиционными волокнами, hollow-core волокна имеют более сложную внутреннюю структуру, в которой создаются воздушные каналы с помощью микроструктур, позволяющие свету распространяться преимущественно в воздухе. Это предъявляет более высокие требования к производственным технологиям: даже малейшие отклонения в микроструктуре могут значительно ухудшить показатели потерь.

Поэтому компании, способные добиться высокой производственной эффективности и хорошего качества, смогут реализовать коммерческий потенциал hollow-core волокон. «Если уровень выхода годных изделий низкий, себестоимость продукции резко возрастает. В таких условиях только крупные вычислительные центры смогут позволить себе такие затраты, и тогда hollow-core волокна не смогут широко проникнуть в крупные сети связи.»

На этом этапе развития индустрии стратегия Guoshun Laser — постепенное расширение применения hollow-core волокон от коротких до длинных сегментов, поэтапное внедрение.

Xia Nan считает, что, несмотря на то, что связь считается наиболее перспективной областью применения, в краткосрочной перспективе более реалистичным направлением является внедрение в сегменты, где требования к длине волокна ниже, но требования к характеристикам — выше.

В этом процессе компании с опытом производства микро- и наноструктурных волокон имеют преимущество, поскольку могут быстрее войти в соответствующие ниши. Помимо hollow-core волокон, Guoshun Laser также обладает технологиями производства микро- и наноструктурных волокон и уже реализует их применение в промышленных сверхмощных ультрабыстрых лазерах.

В отличие от сетей связи, где длина волокна зачастую достигает сотен или тысяч метров, такие приложения требуют всего нескольких метров волокна, что снижает требования к однородности и качеству, но предъявляет более высокие требования к стабильности и мощности.

«Лазеры — это зрелый и крупный рынок, и в традиционных волокнах есть явные недостатки по энергии», — отметил Xia Nan. Компания уже выпустила продукты с широким диапазоном импульсов, ультракороткими импульсами в ультрафиолетовом диапазоне, высокомощными зелеными импульсами и узкополосными фемтосекундными лазерами, ориентированными на полупроводниковую промышленность, новые энергетические источники, солнечную энергетику и 3D-печать. В следующем этапе компания планирует развивать приложения в области высокоточных сенсоров и межсоединений внутри дата-центров.

По мнению экспертов, процесс индустриализации hollow-core волокон, скорее всего, не приведет к быстрому замещению традиционных волокон, а будет постепенно проникать в различные сферы применения.

Многие инвесторы разделяют подобное мнение.

Инвестор, следящий за развитием оптоволоконных технологий, отметил в интервью «Science and Technology Innovation Board Daily», что сейчас важнее не то, сколько дохода принесет эта технология в краткосрочной перспективе, а сможет ли она найти свое место в сценариях межсоединения дата-центров. «Если она сможет обеспечить преимущества по задержкам и энергоэффективности в количественном выражении, это может привести к изменению уровня сети; но если проблемы с затратами и инженерией не решены, то она, скорее всего, останется нишевым решением и не сможет широко распространиться.»

От промышленных ультрабыстрых лазеров до высокоточных сенсоров и межсоединений внутри дата-центров — применение hollow-core волокон постепенно расширяется по разным сценариям. В этом процессе ключевыми факторами успеха станут качество производства и контроль затрат, а также способность повышать уровень выхода годных.

В этой гонке технологий расстояние от лабораторных исследований до масштабного промышленного внедрения, возможно, похоже на ту самую башню для вытяжки волокон, которая простирается через четыре этажа — кажется недалеко, но на деле требует многократных точных настроек, чтобы преодолеть этот путь.