Гіганти верифікують, капітал прогрівається, AI обчислювальна потужність розпалює порожню оптоволокно

У виробничому цеху в Сучжоуському індустріальному парку височіє оптична витягальна башта вартістю понад 10 мільйонів юанів, що проходить через чотири поверхи. На вершині башти розміщено заготовку вагою кілька десятків кілограмів, а на нижньому кінці виходить оптичне волокно діаметром менше одного міліметра.

Між цими двома точками — це інженерний процес, який оптичне волокно має пройти від лабораторії до промислового застосування.

Щодня керівник технологій безповітряних оптичних волокон компанії Guoshun Laser у захисному костюмі пересувається сходами на четвертому поверсі, постійно калібруючи параметри процесу витягання. Ці дрібні зміни безпосередньо впливають на те, чи зможе кінцевий продукт відповідати вимогам різних застосувань.

Керівник досліджень і доктор наук у сфері безповітряних оптичних волокон компанії Guoshun Laser здобув освіту в Центрі оптоелектронних технологій університету Саутгемптона (ORC) у Великій Британії, де займався дослідженнями спеціальних оптичних волокон. Цей центр вважається одним із важливих джерел виникнення технології безповітряних оптичних волокон. Засновник центру, професор Девід Річардсон, заснував компанію Lumenisity, яка у 2022 році була придбана Microsoft.

Минулого вересня команда Lumenisity оголосила про новий прорив у технології, представивши оптичне волокно з найнижчим рівнем сигналу згасання в історії. Цей прорив у технології, у поєднанні з зростанням попиту на AI-обчислювальні центри, знову зробив безповітряні оптичні волокна однією з головних тем індустрії та капіталу.

Як стартап, що зосереджений на технологіях наступного покоління оптичних волокон, Guoshun Laser також відчув підйом у цій галузі.

Засновник і генеральний директор компанії, доктор 夏楠, під час дослідження для газети «科创板日报» зазначив, що наприкінці 2021 року, коли він повернувся в країну для запуску бізнесу, розуміння безповітряних оптичних волокон з боку індустрії та капіталу було обмеженим, і ринок ще не почав активно розвиватися.

Переломний момент настав у другій половині 2025 року. Зі зростанням масштабів застосування від пілотних проектів компаніями, такими як Microsoft і NVIDIA, індустрія швидко активізувалася, і перший ринок почав концентруватися на потенційних об’єктах для інвестицій.

Фінансування Guoshun Laser почало зростати. Нещодавно компанія завершила новий раунд фінансування, у списку інвесторів з’явилися InnoPeak Capital, Anxin Investment, Shanghai Electric Power Fund. Деякі інститути, що не змогли увійти у перший раунд, вже почали заздалегідь шукати можливості для наступних інвестицій.

«Знову популярні» оптичні волокна

Від будівництва початкових мереж інтернету до вибуху трафіку у 5G, а потім до швидкого зростання потреб у міжмережевому з’єднанні дата-центрів — оптичне волокно залишається однією з найважливіших транспортних технологій у комунікаційній інфраструктурі.

Кожен новий стрибок у пропускній здатності мережі супроводжується постійною модернізацією матеріалів, структур і технологій виробництва оптичних волокон: у ранні етапи розвитку інтернету основний акцент робився на дальність передачі, тому моноволокна з кварцового скла, що мають низькі втрати, стали основним стандартом; у період мобільного інтернету швидке зростання трафіку спричинило перехід до багатоканальних і високопродуктивних волокон для підтримки великих обсягів даних.

У новому етапі швидкого розширення хмарних обчислень і AI-обчислювальних інфраструктур виникають нові виклики — затримки та пропускна здатність. У масштабних дата-центрах традиційні оптичні волокна стикаються з обмеженнями швидкості поширення світлового сигналу в скляній середовищі, дисперсією та нелінійними ефектами.

У таких умовах безповітряні оптичні волокна потрапили до уваги галузі і вважаються однією з ключових технологій майбутнього. На відміну від традиційних волокон, що передають сигнали через кварцовий склоподібний матеріал, безповітряні волокна за допомогою спеціальних мікроструктур дозволяють світлу поширюватися у повітрі, що теоретично знижує затримки і послаблює дисперсію та нелінійні ефекти.

За останній рік у розвитку безповітряних волокон почали з’являтися значущі досягнення.

У 2025 році команда Microsoft і університету Саутгемптона опублікувала у журналі «Nature Photonics» результати досліджень нової структури безповітряного волокна з рівнем згасання 0,091 дБ/км, що вперше перевищило довгостроковий показник традиційних кварцових волокон — близько 0,14 дБ/км.

Після цього Microsoft повідомила про розгортання безповітряних волоконних ліній у кількох регіонах Azure і їхню експлуатацію з реальним трафіком клієнтів, що ознаменувало перехід безповітряних волокон до стадії реального інженерного тестування.

На початку цього року Amazon Web Services повідомила, що після майже року технічних випробувань вже розгорнула безповітряні волокна у 10 своїх ключових дата-центрах. За підтримки провідних виробників безповітряні волокна поступово переходять від пілотних проектів до масштабного застосування.

Один із фахівців у галузі досліджень і розробок оптичних комунікацій у коментарі «科创板日报» зазначив, що наразі безповітряні волокна вже досягли проривів у ключових характеристиках, але їх комерціалізація — це не просто заміна існуючих технологій. «Щоб безповітряне волокно увійшло до існуючих мереж, потрібно не лише оновлення окремих компонентів, а й цілісна адаптація системного рівня та переробка інфраструктури.»

Виробничі показники та стабільність залишаються ключовими бар’єрами для масштабного впровадження

Загалом у світі процеси інженерної реалізації безповітряних оптичних волокон прискорюються.

За кордоном Microsoft планує до кінця 2026 року розгорнути 15 000 км безповітряних волокон у глобальній мережі Azure; одночасно Google та інші гіганти Кремнієвої долини вже почали відповідні технологічні випробування.

У Китаї три найбільші оператори — China Mobile, China Telecom і China Unicom — минулого року завершили розгортання перших у світі комерційних ліній безповітряних волокон. Зокрема, система низької затримки безповітряних кабелів China Telecom у Гуандуні та Гонконзі має довжину 100 км — це найдовший у світі комерційний безповітряний кабель.

Однак перед масштабним застосуванням безповітряних волокон ще стоять численні інженерні виклики.

На думку 夏楠, головне, що стримує індустрію, — це не лише здатність виробляти, а й високий рівень вихідної якості та низька вартість виробництва. Крім того, довгострокове розгортання ускладнюється низкою інженерних проблем, що визначають можливість інтеграції безповітряних волокон у широкі мережі.

Він додав, що порівняно з традиційними волокнами, структура безповітряних волокон є більш складною: вона включає мікроструктурні канали, що дозволяють світлу поширюватися у повітрі, що вимагає високої точності виробництва. Навіть незначні відхилення у мікроструктурі можуть значно погіршити характеристики згасання.

Отже, компанії, здатні досягти комерційного прориву, мають перш за все підвищити вихідний рівень виробництва. «Якщо рівень виробництва буде низьким, собівартість зросте. Тільки провідні центри з високими обчислювальними потужностями зможуть витримати такі витрати, і безповітряне волокно не зможе масштабуватися у широкі мережі.»

На цьому етапі розвитку Guoshun Laser орієнтується на поступове розгортання безповітряних волокон від коротких до довгих шляхів.

За словами 夏楠, хоча мережі зв’язку вважаються найперспективнішими застосуваннями, у короткостроковій перспективі більш реалістичним є застосування у сферах, де потрібно менше довжини волокна, але вищі характеристики.

У цьому сегменті компанії з досвідом у виробництві мікро- і нано-структурних волокон мають перевагу. Guoshun Laser, крім безповітряних волокон, має досвід у виробництві мікро- і нано-структурних волокон і вже застосовує їх у промислових високопродуктивних ультракоротких лазерах.

На відміну від мереж зв’язку, де потрібно сотні або тисячі метрів волокон, ці застосування зазвичай вимагають лише кілька метрів, з меншими вимогами до однорідності та вихідної якості, але з високими вимогами до стабільності та потужності.

«Лазери — це зрілий і великий ринок, і традиційні волокна мають суттєві проблеми з енергоспоживанням», — зазначив 夏楠. «Ми вже випустили продукти з широкою смугою імпульсів, наносекундними ультрафіолетовими, високопотужними зеленими імпульсами та вузькосмуговими фемтосекундними лазерами для галузей напівпровідників, енергетики, фотоніки та 3D-друку. Наступний етап — це високоточні сенсори та внутрішньо дата-центрові комутатори.»

На думку експертів, процес індустріалізації безповітряних волокон, ймовірно, не замінить швидко традиційні волокна, а поступово проникне у застосування у відповідних сферах.

Багато інвесторів поділяють цю думку.

Один із фахівців із інвестицій у галузі оптичних комунікацій зазначив, що зараз важливо не стільки те, скільки швидко ця технологія зможе приносити дохід, а чи знайде вона своє місце у міжмережевих з’єднаннях дата-центрів. «Якщо вона зможе створити кількісну перевагу у затримках і енергоефективності, це може змінити рівень мережі; але якщо проблеми з вартістю та інженерною реалізацією залишаться, вона залишиться у вузькому сегменті і не матиме широкого поширення.»

Від промислових ультракоротких лазерів до високоточних сенсорів і внутрішньо дата-центрових з’єднань — застосування безповітряних волокон поступово розгортається у різних сферах. Важливими факторами для їхнього масштабного впровадження є виробничі показники та контроль витрат.

У цій технологічній гонці від лабораторії до масового промислового застосування, можливо, подібно до тієї башти, що проходить через чотири поверхи — здається, що це недалеко, але насправді потрібно багато точних налаштувань, щоб подолати цей шлях.