时代追梦人丨长飞公司首席科学家王瑞春的追光之路
来源:微信公众号 21 小时前

手机屏幕亮起的那一秒,一条信息可能已经跑过了上千公里。承载它的,是一根比头发丝还细的玻璃丝。

在长飞公司的光纤拉丝车间,公司首席科学家王瑞春带着中央广播电视总台《时代追梦人》的镜头记录下了光纤诞生的过程。

三十多米高的拉丝塔顶端,一根直径约 230 毫米的光纤预制棒正在1800℃ 的高温中熔化、被向下牵引,越拉越细,最终成为一根直径约 200 微米的光纤——一张普通纸的厚度是75微米,三张纸叠在一起,比一根光纤还要厚一点。

而光纤拉丝的速度,大约是3500米/分钟,相当于高速公路上的220公里每小时的行车时速,在全球范围内属于领先水平。一根预制棒拉制出的光纤,长度可以达到一万公里,比从中国到欧洲的距离还要长。一万公里长的玻璃丝,直径波动却必须控制在0.1微米以内;用于AI数据中心时,控制精度要达到一张纸厚度的1/750。

光纤预制棒是制备光纤最核心的材料,本质上是一种石英玻璃,主要成分与日常可见的沙子相似,都是二氧化硅——区别在于纯度,光纤预制棒的纯度接近99.9999999%。正是这种纯度,让光能够以全反射的方式在光纤中前进:纤芯与包层的折射率存在差异,光便在纤芯里不断反射、不断向前,直到抵达目的地。

中国的光纤故事,起点在武汉。1976年,赵梓森院士在武汉拉制出了中国第一根光纤——但那还只是实验室里的一根,从实验室到工程应用,相距甚远。直到上世纪 80 年代,在中国工业基础仍相对薄弱的情况下,长飞公司1991年拉制出中国第一根量产光纤,实现光纤的规模化生产,国产光纤开始投入工程应用。

然而,量产并不等于自主。当时光纤技术引进自国外,所有的设备、工艺、零部件,甚至连使用的扳手都需要进口。

王瑞春记得这样一个细节:熔缩设备上有一个很小的气阀,不过巴掌大小、薄薄一片,进口的价格却与当时一辆夏利汽车相当。起步之时的中国光纤产业,处处受制于人。

转折始于2001年,长飞公司成立研发部,随后成立研发中心,团队从装备的零部件做起,逐个摸清关键技术;2011年底启动、2012年正式立项光纤预制棒研发项目,团队开始开发预制棒装备平台,目标直接瞄准当时全球最先进的技术水平——"不能做跟随者,必须做领跑者"。

光纤预制棒是制备光纤难度最大、技术壁垒最高的环节。当时全球最大的预制棒为 150 毫米,团队的目标是要做到 200 毫米以上;很多检测仪器在市面上买不到,同步自行研发检测设备,整个研发项目庞大而漫长。

从立项到 2017 年前,团队没有拿出合格的产品。那四年多时间里,光纤市场供不应求,研发却迟迟没有突破。王瑞春即使压力大到只能靠褪黑素入睡,但从未想过放弃:前期的大量调研让他确信这条技术路线走得通,眼下的失败只会离成功更近一步——"国外能做到的,我们中国人只会做得更好。我们不比他们差,还比他们更勤奋,没有做不出来的道理。"

坚持四五年之后,长公司的大尺寸光纤预制棒研发项目实现整体突破。从早期工艺的摸索到项目研发成功,超过漫长的15年。此后,王瑞春主导完成了光纤预制棒设备的自主研发,实现关键设备国产化率100%;2017年,王瑞春以第一完成人身份获得国家科学技术进步奖二等奖。

大尺寸光纤预制棒研发突破之后,第一台设备定好了点火时间,庆功宴也一并订好了。然而,结果与预期完全不同——点火失败了,整个团队一下子蒙了。那时整个项目已投入十几亿元,大家分析问题一直到晚上九点多,情绪极度低落。几十号人回到原本预订好的庆功宴,这顿饭不到半个小时就吃完了,没有人说话,气氛压抑。

一周之后,问题找到了:设备进入产业化阶段时,有机械人员对后端抽风系统的参数做了调整,导致点火的火焰状态发生了变化;把参数复原到研发时的状态,问题迎刃而解。

王瑞春把这顿饭称作"最压抑的一顿庆功宴",也从中得出一个结论——要真正掌握一项技术,就必须从最底层开始,对每一个关键的技术参数、每一道工艺、每一台设备,都深刻理解"为什么是这样",以及不这样会出什么问题。

王瑞春是湖南人,老家在武冈的一个小山村。在那个年代,获取信息的渠道非常有限,想要走出去、想要有好的发展,只有靠努力读书。研究生一毕业,他就加入了长飞公司,如今在武汉已经待了快25年——湖北,早已成为他的第二故乡。

研究累了的时候,他会带着家人、带着孩子到东湖边走走。水杉是武汉的市树,风吹过树梢时,仿佛那也是被光纤连接起来的世界的一部分。

他身上有湖南人常说的那股"霸得蛮"——吃得起苦,有一股倔劲。做技术,尤其是材料相关的技术,一个项目、一个产品往往需要五年、十年甚至更长时间;没有这股倔劲,没有坐十年冷板凳的决心,很多事情可能做着做着就放弃了。

今天,中国的光纤到户覆盖率位居全球第一,达到 97%——不只覆盖城市,边远的乡村也已经覆盖。长飞公司展厅里大屏上的数字仍在跳动:累计交付光纤超13亿芯公里。

长飞公司在海外已建立9个生产基地,销售网络覆盖全球100多个国家和地区。在秘鲁,长飞公司承建的国家宽带工程项目,为当地创造了超过一万个就业岗位,并为 1700 多所学校覆盖了宽带网络——偏远地区的孩子,第一次可以快速地上网课。

铺得广、走得远,还只是规模上的领先。更高一层的较量在标准:王瑞春和团队主导与参与制定的标准已达七十多项。这意味着中国光纤不仅要造得出来、卖得出去,还要参与定义"下一代光纤应该是什么样"。

2026年9月,工信部发布信息通信行业"十五五"规划,提出大力发展6G。对光纤而言,这意味着新的要求:6G是海陆空天一体化组网,需要把无线与有线整体连接起来,覆盖范围更广,带宽相对5G大幅提升至10到100倍,时延要求也更高。未来6G应用的下一代光纤,长飞公司早已提前布局。

展厅里有一件特殊的展品:空芯光纤。传统光纤是实芯的,而空芯光纤让光在空气中传输,速度接近真空光速——每秒30万公里,传输速率比实芯光纤快 46%,衰减只有实芯光纤的五分之一左右,传输距离也更长。

这一点在未来跨洋海缆中尤为关键:在海洋中建设中继站成本极高,而空芯光纤有可能让这些中继站被取消。在金融行业,几毫秒的差距就足以产生巨大差别,空芯光纤的优势同样明显。

这款光纤已经不只是展品——长飞公司不仅服务中国电信、中国联通、中国移动建成其首条空芯光纤商用线路,在全球部署的空芯光纤商用项目超过13个,累计交付空芯光纤超过一万芯公里。

光纤看起来只是一根玻璃丝,但它是信息时代的命脉,是 AI 时代的底座,也是国之重器的一部分。中国光纤从跟跑、并跑到领跑,靠的是一代代人的努力,把技术和标准掌握在自己手里,让中国光纤领先世界。

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