先把「兩種鍍膜」分開
中文都叫鍍膜，但光纖塗層（fiber coating）與光學鍍膜（optical coating）是完全不同的兩件事，且分屬不同供應商：
| 光纖塗層 | 光學鍍膜（見 技術_光學鍍膜） | |
|---|---|---|
| 鍍在哪 | 光纖側面（包層外壁） | 光纖端面、透鏡、濾光片、稜鏡 |
| 目的 | 機械保護、抑制微彎損耗、氣密阻水阻氫 | 控制反射／穿透，靠干涉 |
| 材料 | UV 丙烯酸酯、聚醯亞胺、熱解碳、金屬 | SiO₂／TiO₂／Ta₂O₅／Nb₂O₅／HfO₂／MgF₂ |
| 厚度 | 約 60 μm（125 → 245 μm） | 單層四分之一波長，數十 nm |
| 設備 | 拉絲塔上的塗佈杯＋UV 固化爐 | 真空鍍膜機（蒸鍍／IAD／IBS） |
| 台廠參與 | 幾乎沒有（康寧、Lightera 等外商） | 有（統新、東典、耀穎、澤米、大立光等） |
投資含義：光纖本體這一段台廠進不去，台廠的戰場在端面與光學元件。
定義
光纖製造分三大步驟：製作預製棒（preform）→ 拉絲（drawing）→ 線上塗佈（coating）。預製棒是一根等比例放大的光纖——它的折射率剖面（纖芯／包層）就是最終光纖剖面的放大版，所有特徵在拉絲後等比例縮小。
一、預製棒：氣相沉積的三條路線
預製棒直徑約 1–10 cm、長 1–2 m（亦有直徑 20 cm 者）。
為什麼一定走氣相沉積
可達 0.2 dB/km 以下的極低損耗，因為 SiCl₄ 與 GeCl₄ 室溫下是液體、可用蒸餾提純到極高純度。且製程中若不存在氫（例如不以氫為燃料），預製棒含水量極低，可避開 1.4 μm 的 OH⁻ 強損耗峰——該峰會吃掉電信波段。
三種沉積策略
| 策略 | 沉積位置 | 製程要點 |
|---|---|---|
| MCVD / IVD（管內沉積） | 旋轉石英管內壁 | 外部氣體火炬加熱至約 1600°C，燃燒器沿管來回移動；末段改變氣體配方形成高折射率層（纖芯前驅）；最後加熱至 >2000°C，靠內壁玻璃的表面張力驅動塌縮成實心棒。最常見。 |
| OVD（管外沉積） | 靶棒外表面 | 前驅物與燃料氣供給燃燒器沿旋轉棒移動；沉積後抽出靶棒，約 1800°C 爐中以乾燥氣體吹掃固結降低羥基。常用於純矽纖芯＋摻氟包層的多模光纖。 |
| VAD（軸向沉積） | 靶棒末端（軸向成長） | 棒子持續被拉離燃燒器，可做很長的預製棒。關鍵差異：摻雜剖面僅由燃燒器幾何決定，而非靠氣體配方隨時間變化——這讓 VAD 的批次一致性結構性地較佳。 |
加熱方式另有變體：PCVD（微波取代火炬，慢但極精確）、PICVD（短微波脈衝，精度更高）、PECVD（常壓、沉積速率高）。
特殊光纖的預製棒
- 保偏光纖（PM）：PANDA 型須沿軸向鑽兩個極精密的孔並插入硼矽玻璃應力棒；bow-tie 型則以 CVD 沉積應力材料後化學蝕刻移除纖芯對側部分；橢圓應力層型改以機械加工成形。→ 這是 CPO 外置雷射源（ELS）必用的光纖，見 技術_ELSFP
- 多芯光纖（MCF）：無法用常規法，須 rod-in-tube 每芯一棒、或組裝多支單芯預製棒成束、或用光子晶體光纖堆疊。見 技術_MCF多芯光纖
- 稀土摻雜主動光纖：稀土前驅物蒸氣壓過低，需溶液摻雜（多孔 silica frit 浸潤稀土鹽溶液）或直接奈米顆粒氣溶膠沉積。→ 這是低軌衛星 LCT 光放大器的基礎，見 7717_萊德光電（櫃）
二、拉絲
- 預製棒送進拉絲塔頂端爐子（矽玻璃需 >2000°C），底部軟化後向下拉細。
- 直徑控制：爐下方裝直徑監測器，自動回授調整拉絲速度（可能併同爐溫）維持固定直徑。
- 線速：工業拉速通常 >10 m/s，甚至 >20 m/s；小量生產機台約 1 m/s。單一預製棒可拉出數公里光纖。
- 紡轉（spun fiber）：為降低偏振模色散（PMD），在拉絲中旋轉預製棒或光纖本身。已是高資料率光纖通訊的常見規格。
- 亦可在拉絲過程中、塗佈前以 UV 奈秒雷射脈衝透過相位遮罩直接寫入 type-II 光纖布拉格光柵。
三、線上塗佈：為什麼非得當下鍍
剛拉出來的玻璃表面是原始無瑕的，一旦接觸任何東西就產生微裂紋、抗拉強度崩掉。所以塗層必須在冷卻到 50–100°C 後、纏上捲軸之前，在線上立刻鍍。
雙層丙烯酸酯（電信光纖業界標準）
| 層 | 特性 | 功能 |
|---|---|---|
| 內層（primary） | 軟、橡膠態，−40°C 仍須夠軟 | 緩衝彎曲造成的局部應力，最小化微彎損耗 |
| 外層（secondary） | 硬、塑料態，可加油墨著色 | 尺寸穩定、耐磨，降低水氣擴散與表面污染 |
外徑控制：內層鍍到 195 μm、外層鍍到 245 μm（標準光纖 125 μm，故塗層厚約 60 μm），靠次微米公差的石英／陶瓷模具＋自動回授控制同心度。
UV 固化：通過中壓汞燈或 UV LED 腔，光起始劑產生自由基聚合丙烯酸酯雙鍵，毫秒內完成。腔內須以氮氣把氧壓到 <100 ppm，否則氧氣抑制表面聚合、固化不全而發黏。
三個做不好就全毀的製程窗口
- 固化不足留下黏性（阻塞／污染）；固化過度使塗層脆化，反而抬高微彎損耗
- 剝離力（strip force）必須落在明確窗口——太黏剝不掉、太鬆會脫層。維持穩定的剝離力窗口是關鍵品質指標
- 潔淨度：灰塵或凝膠顆粒造成塗層缺陷，導致衰減上升或 proof test 失敗
特殊塗層
| 類型 | 規格 | 用途與代價 |
|---|---|---|
| 聚醯亞胺 | 熱穩定 >250°C，有時達 300°C；300–400°C 醯亞胺化製程 | 耐溶劑、耐輻射、低出氣，適合太空與核環境。代價：剛硬、微彎抑制較差、剝除需熱酸或電漿、成本高於 UV 丙烯酸酯 |
| 熱解碳（氣密底層） | 拉絲塔後直接 CVD，厚 數十至數百奈米 | 大幅提升疲勞壽命與抗氫致變黑（1240 nm 與 1550 nm 的 OH 吸收）。無法事後補鍍 |
| 金屬（金／鋁／鎳／銅） | 0.1–10 μm，多為離線金屬化 | 耐真空輻射高溫。代價：PVD/CVD/電鍍跟不上拉絲線速、剛性高使微彎損耗上升與彎曲半徑加大、電弧熔接前須剝除導電層且難恢復 |
| 矽膠 | 矽氧烷彈性體 | 微彎抑制極佳，用於抗彎特種光纖與生醫器材；耐磨性差、對矽石附著力低 |
| 陶瓷／玻璃質 | 矽石、氧化鋁、氮化硼薄膜 | >600°C 應用，耐輻射且電絕緣；脆、難在常規線速加工 |
| 氟聚合物 | PTFE、PFA、FEP | 需極低折射率處（塑膠光纖包層、雙包層光纖的泵浦包層，NA 可達 0.45–0.6） |
金屬塗層與 FAU 氣密封裝的連結：CPO 高可靠度封裝採金屬化光纖無膠封裝——裸纖表面蒸鍍 Ti/Pt/Au 過渡層後以 Au80Sn20 無助焊劑共晶焊接，即是金屬塗層技術的應用。詳見 技術_FAU 工序 13。
四、AI 伺服器與 CPO 用光纖的差異
多模已經退場
| 多模 OM4/OM5 | 單模 G.652.D / G.657 | |
|---|---|---|
| 纖芯 | 50 μm | 約 9 μm |
| 光源 | 850 nm VCSEL（OM5 擴至 850–953 nm 支援 SWDM4） | 1310 nm 矽光或 EML |
| 瓶頸 | 模態色散——106 Gbps（100G PAM4）／212 Gbps（200G PAM4）下頻寬距離積不足，距離大幅縮水，且 PAM4 對多模雜訊容忍度極低 | 無模態色散，500 m（DR4/DR8）至 2 km（FR4） |
| 現況 | 退居短距 | 800G-DR8 與 1.6T-DR8 已全面倒向單模 |
彎曲不敏感光纖（ITU-T G.657）
機理：相較 G.652.D 彎曲半徑通常需 >30 mm，G.657 採溝槽輔助型折射率剖面——在包層中摻氟形成一圈低折射率溝槽，如同光學屏障把逃逸出纖芯的倏逝場反彈回纖芯。
| 等級 | 最小彎曲半徑 |
|---|---|
| G.657.A1 | 10 mm |
| G.657.A2 / B2 | 7.5 mm |
| G.657.B3 | 5 mm |
AI 機櫃內佈線極密，跳線在進出交換機線槽與理線架急轉彎處無可避免產生擠壓與銳角彎曲；非 G.657.A2 規格的常規光纖會產生巨大宏彎損耗。
CPO 專用光纖的四項顛覆性要求
- 必須保偏（PMF）：外置雷射源（ELS／ELSFP）把雷射放在機箱前面板低溫區，以光纖導入連續光；而矽光調變器（MZM、微環）只吃單一 TE 偏振，因此引入路徑必須用 PANDA 保偏光纖並精確旋轉應力棒做偏振對準，PER 需 ≥25–30 dB
- 高密度 FAU 取代連接頭：CPO 封裝內部空間以毫米計，容不下 MPO 插芯；光纖剝至 125 μm 裸玻璃後嵌入 V 槽，做成 32/64/128 芯超高密度 FAU
- 超短距抗多路徑干擾（MPI）與極限耐彎：托盤內走線 <1–2 m 但轉折極劇烈；常規抗彎光纖在短距急彎下低階模與高階模易在局部不連續處耦合重組，產生相干干涉雜訊破壞 PAM4。廠商因此開發專屬光纖（如 Corning CPO FlexConnect），針對 O-band 最佳化模場直徑與截止波長
- 耐高溫：光纖陣列緊貼功耗數百瓦的 Switch ASIC 封裝邊緣，長期 85–105°C
第 4 點是台廠最該注意的一條
標準 UV 丙烯酸酯塗層耐溫上限約 80°C（特規 100–120°C），確實落在 CPO 環境的規格邊緣。 這在物理上佐證了「CPO 光纖是特規品」的說法——它不是行銷話術。聚醯亞胺（>250°C）是可能的解，代價是微彎抑制較差、剝除較難。這也說明為什麼康寧能把 CPO 光纖做成獨立產品線，而台廠只能買來用。
值得追蹤的技術方向：減徑塗層光纖
高密度光互連正在推動降低塗層外徑（如由 245 μm 降至 200 μm 或更低）以提高佈線密度。相關文獻： - M. Li et al., "Reduced coating diameter fibers for high density optical interconnects", J. Lightwave Technol. 41(3), 999 (2023) - P. Sillard and C. Mentzler, "Single-mode fibers with reduced single-coating diameters", J. Lightwave Technol. 42(19), 6932 (2024)
投資含義：塗層變薄會同時壓縮微彎餘裕與機械強度餘裕，是塗層配方與模具精度的新一輪門檻——但這一段仍在外商手上。
特種光纖補充：BIF 抗彎曲光纖與空芯光纖（光通訊產業專家會議，2026-09-24）
memo_光通訊_專家會議_20260924 對 AI 機櫃光纖種類提供另一組命名，可與本頁上方「彎曲不敏感光纖（ITU-T G.657）」互相對照：
- 抗彎曲光纖（BIF, Bend-Insensitive Fiber）：內部具備特殊折射率凹陷微結構，能在極小彎曲半徑下依然將光全反射鎖於纖芯內，專供 Shuffle Box 內部走線使用——與本頁 G.657（溝槽輔助型折射率剖面）為同一物理原理的不同稱呼／不同應用場景（G.657 偏標準規格命名，BIF 為業界對此類光纖的通稱）。
- 空芯光纖（Hollow Core Fiber）：訊號在空氣中傳導，延遲顯著低於石英玻璃、功率容忍度極高，但製造與抽絲拉拔難度極大，尚處於實驗室與前瞻驗證階段，尚未有具體台廠或供應鏈觀察對象。
- 多模光纖（MMF）補充：纖芯直徑 50 μm，折射率呈階梯漸變，製造難度高於單模、單價相對偏高——與本頁「多模已經退場」一節方向一致，僅補充「折射率階梯漸變」的製程用語。
- 保偏光纖（PM Fiber）補充：具備應力棒微結構確保雷射傳遞時維持固定偏振態，為外置 ELS 的標配光纖，與本頁「CPO 專用光纖的四項顛覆性要求」第 1 點（PANDA 保偏光纖）為同一元件的不同敘述角度。
供應鏈位置
| 環節 | 國際 | 台廠 |
|---|---|---|
| 預製棒與拉絲 | GLW.US(corning)、住友、藤倉、YOFC、Lightera（原 OFS） | 無 |
| 光纖塗層材料 | DSM Desotech、Covestro 等 | 無 |
| 特種光纖被動元件 | — | 7717_萊德光電（櫃）（合束器、FBG、端帽、濾波器、隔離器；公司明言完全沒有做 CPO） |
| 光纖端面加工與陣列 | — | 3363_上詮（櫃）、6442_光聖（市），見 技術_FAU |
GLW.US(corning) 3Q26 法說（2026-10-27）：光通訊銷售 YoY +44%，生成式 AI 產品銷售 YoY 逾 +100%；高密度光纜與連接產品讓同一管道容納 2–4 倍光纖。每 GPU 光纖數 scale-out 約 16 條，若 scale-up 全面光學化可達約 160 條，公司預期光學 scale-up 自 2028 年起加速。中國光纖因多用於高整合連接產品、運費與關稅墊高，公司稱目前未見顯著競爭壓力（活動_Corning_3Q26法說memo_20261027）。
來源
- web_光纖製造與塗層_RPPhotonics_20260920 — RP Photonics Encyclopedia（Dr. Rüdiger Paschotta）fiber_fabrication / fiber_preforms / fiber_coatings 三條目，2026-09-20 擷取；預製棒三法、拉絲塔參數、雙層塗層製程窗口、碳與金屬氣密層、端面可鍍 AR
- research_FAU十四道製程工序與設備_20260920 — 伺服器與 CPO 用光纖差異、G.657 等級、PMF 偏振對準規格（agy 彙整，部分未驗證）
- 活動_萊德光電7717_富邦法人座談call_memo_20260915 — 太空封裝與散熱、光纖元件產品線
- memo_光通訊_專家會議_20260924 — 光通訊產業專家會議，2026-09-24；BIF 抗彎曲光纖（Shuffle Box 用）、空芯光纖前瞻階段補充