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1、泓域咨询/保山激光器项目可行性研究报告保山激光器项目可行性研究报告xxx集团有限公司目录第一章 项目总论7一、 项目名称及投资人7二、 编制原则7三、 编制依据8四、 编制范围及内容8五、 项目建设背景9六、 结论分析11主要经济指标一览表13第二章 市场预测15一、 未来发展趋势15二、 行业技术水平及技术特点19三、 激光微加工市场发展情况23第三章 项目背景、必要性28一、 产业政策28二、 激光器产业市场发展情况33三、 加强创新体系建设38四、 培育壮大产业集群39五、 项目实施的必要性39第四章 选址可行性分析41一、 项目选址原则41二、 建设区基本情况41三、 主动融入国内国际
2、双循环44四、 项目选址综合评价45第五章 产品规划方案46一、 建设规模及主要建设内容46二、 产品规划方案及生产纲领46产品规划方案一览表47第六章 运营模式分析48一、 公司经营宗旨48二、 公司的目标、主要职责48三、 各部门职责及权限49四、 财务会计制度52第七章 SWOT分析说明58一、 优势分析（S）58二、 劣势分析（W）59三、 机会分析（O）60四、 威胁分析（T）60第八章 劳动安全生产68一、 编制依据68二、 防范措施71三、 预期效果评价73第九章 组织机构及人力资源配置75一、 人力资源配置75劳动定员一览表75二、 员工技能培训75第十章 节能说明77一、 项
3、目节能概述77二、 能源消费种类和数量分析78能耗分析一览表78三、 项目节能措施79四、 节能综合评价80第十一章 工艺技术方案82一、 企业技术研发分析82二、 项目技术工艺分析84三、 质量管理85四、 设备选型方案86主要设备购置一览表87第十二章 投资估算及资金筹措89一、 编制说明89二、 建设投资89建筑工程投资一览表90主要设备购置一览表91建设投资估算表92三、 建设期利息93建设期利息估算表93固定资产投资估算表94四、 流动资金95流动资金估算表96五、 项目总投资97总投资及构成一览表97六、 资金筹措与投资计划98项目投资计划与资金筹措一览表98第十三章 项目经济效益
4、分析100一、 经济评价财务测算100营业收入、税金及附加和增值税估算表100综合总成本费用估算表101固定资产折旧费估算表102无形资产和其他资产摊销估算表103利润及利润分配表105二、 项目盈利能力分析105项目投资现金流量表107三、 偿债能力分析108借款还本付息计划表109第十四章 项目招标方案111一、 项目招标依据111二、 项目招标范围111三、 招标要求111四、 招标组织方式112五、 招标信息发布115第十五章 总结116第十六章 附表117营业收入、税金及附加和增值税估算表117综合总成本费用估算表117固定资产折旧费估算表118无形资产和其他资产摊销估算表119利润
5、及利润分配表120项目投资现金流量表121借款还本付息计划表122建设投资估算表123建设投资估算表123建设期利息估算表124固定资产投资估算表125流动资金估算表126总投资及构成一览表127项目投资计划与资金筹措一览表128第一章 项目总论一、 项目名称及投资人（一）项目名称保山激光器项目（二）项目投资人xxx集团有限公司（三）建设地点本期项目选址位于xx（以选址意见书为准）。二、 编制原则坚持以经济效益为中心，社会效益和不境效益为重点指导思想，以技术先进、经济可行为原则，立足本地、面向全国、着眼未来，实现企业高质量、可持续发展。1、优化规划方案，尽可能减少工程项目的投资额，以求得最好的
6、经济效益。2、结合厂址和装置特点，总图布置力求做到布置紧凑，流程顺畅，操作方便，尽量减少用地。3、在工艺路线及公用工程的技术方案选择上，既要考虑先进性，又要确保技术成熟可靠，做到先进、可靠、合理、经济。4、结合当地有利条件，因地制宜，充分利用当地资源。5、根据市场预测和当地情况制定产品方向，做到产品方案合理。6、依据环保法规，做到清洁生产，工程建设实现“三同时”，将环境污染降低到最低程度。7、严格执行国家和地方劳动安全、企业卫生、消防抗震等有关法规、标准和规范。做到清洁生产、安全生产、文明生产。三、 编制依据1、中国制造2025；2、“十三五”国家战略性新兴产业发展规划；3、工业绿色发展规划(
7、2016-2020年)；4、促进中小企业发展规划（20162020年）；5、中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要；6、关于实现产业经济高质量发展的相关政策；7、项目建设单位提供的相关技术参数；8、相关产业调研、市场分析等公开信息。四、 编制范围及内容根据项目的特点，报告的研究范围主要包括：1、项目单位及项目概况；2、产业规划及产业政策；3、资源综合利用条件；4、建设用地与厂址方案；5、环境和生态影响分析；6、投资方案分析；7、经济效益和社会效益分析。通过对以上内容的研究，力求提供较准确的资料和数据，对该项目是否可行做出客观、科学的结论，作为投资决策的依据。五
8、、 项目建设背景激光器是激光的发生装置，主要由泵浦源、增益介质、谐振腔等组成。泵浦源为激光器的激发源，谐振腔为泵浦光源与增益介质之间的回路，增益介质指可将光放大的工作物质。在工作状态下增益介质通过吸收泵浦源提供的能量，经谐振腔振荡选模输出激光。“十三五”时期是保山发展极不平凡的五年。面对错综复杂的国际环境、国内经济下行压力加大的严峻形势，地区生产总值将破千亿元大关，提前实现较2010年翻一番目标；规模以上固定资产投资累计将达4400亿元，是“十二五”时期的2.8倍；人均生产总值将达到4万元左右，较“十二五”末增长85%。脱贫攻坚取得丰硕成果，现行标准下94017户392166贫困人口全部脱贫退
9、出，413个贫困村全部脱贫出列，隆阳、施甸、龙陵、昌宁4个贫困县（区）全部脱贫摘帽；易地扶贫搬迁72169人，“搬得出、稳得住、能脱贫”工作目标圆满完成。基础设施建设取得丰硕成果，东绕城、保施、腾猴等高速公路相继建成，期盼多年的“县县通高速”愿望即将实现；大瑞铁路保山段即将建成通车，保山将告别不通铁路的历史；保山、腾冲机场旅客吞吐量均突破百万人次，成为全省唯一拥有两个百万级机场的州（市）；水网建设完成投资145亿元，是“十二五”时期的1.6倍；4G网络信息网实现城区、乡镇、行政村、高速公路等重点区域100%覆盖，固定互联网宽带接入用户数达65万户，较“十二五”末增长262%；能源新增装机48万
10、千瓦，较“十二五”末装机总量增长21%，全市供电可靠率达99.8%，综合电压合格率达97.9%，农村动力电覆盖率达100%。改革创新取得丰硕成果，“1+5”共建共享、“51+49”混合所有制股权模式等改革举措不断实践创新，在全省首创产业聚集发展“园中园”模式并取得重大成效；保山产业园区配售电公司获得云南省首张国家增量配电网试点项目电力业务许可证。保山中心城市成为全国第二批国家地下综合管廊试点城市并荣获“中国人居环境范例奖”，入围“2017年中国改革年度案例”“改革开放40年地方改革创新案例”。对外开放取得丰硕成果，“一线两园”对外开放平台效用显现；通关便利化“单一窗口”报关、报检覆盖率达100
11、%，全市进出口总额将达到6亿美元，较“十二五”末增长148%，招商引资走在全省前列。社会民生取得丰硕成果，城乡居民收入快速增长，提前实现比2010年翻一番的目标，将与全国全省同步全面建成小康社会；城乡三项医疗保险参保率保持在95%以上，基本养老保险参保率达95%以上，九年义务教育巩固率常年维持在99%以上；五年累计开发就业岗位16.84万个，完成规划目标的146%，累计新增城镇就业人数13.78万人，完成规划目标的137%。六、 结论分析（一）项目选址本期项目选址位于xx（以选址意见书为准），占地面积约43.00亩。（二）建设规模与产品方案项目正常运营后，可形成年产xx套激光器的生产能力。（三
12、）项目实施进度本期项目建设期限规划24个月。（四）投资估算本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨慎财务估算，项目总投资15137.68万元，其中：建设投资11872.40万元，占项目总投资的78.43%；建设期利息313.47万元，占项目总投资的2.07%；流动资金2951.81万元，占项目总投资的19.50%。（五）资金筹措项目总投资15137.68万元，根据资金筹措方案，xxx集团有限公司计划自筹资金（资本金）8740.36万元。根据谨慎财务测算，本期工程项目申请银行借款总额6397.32万元。（六）经济评价1、项目达产年预期营业收入（SP）：25600.00万元。2、年
13、综合总成本费用（TC）：21731.72万元。3、项目达产年净利润（NP）：2821.12万元。4、财务内部收益率（FIRR）：11.94%。5、全部投资回收期（Pt）：7.16年（含建设期24个月）。6、达产年盈亏平衡点（BEP）：10917.01万元（产值）。（七）社会效益本项目生产所需的原辅材料来源广泛，产品市场需求旺盛，潜力巨大；本项目产品生产技术先进，产品质量、成本具有较强的竞争力，三废排放少，能够达到国家排放标准；本项目场地及周边环境经考察适合本项目建设；项目产品畅销，经济效益好，抗风险能力强，社会效益显著，符合国家的产业政策。本项目实施后，可满足国内市场需求，增加国家及地方财政收
14、入，带动产业升级发展，为社会提供更多的就业机会。另外，由于本项目环保治理手段完善，不会对周边环境产生不利影响。因此，本项目建设具有良好的社会效益。（八）主要经济技术指标主要经济指标一览表序号项目单位指标备注1占地面积28667.00约43.00亩1.1总建筑面积49555.611.2基底面积16053.521.3投资强度万元/亩260.162总投资万元15137.682.1建设投资万元11872.402.1.1工程费用万元10012.732.1.2其他费用万元1632.852.1.3预备费万元226.822.2建设期利息万元313.472.3流动资金万元2951.813资金筹措万元15137.
15、683.1自筹资金万元8740.363.2银行贷款万元6397.324营业收入万元25600.00正常运营年份5总成本费用万元21731.726利润总额万元3761.507净利润万元2821.128所得税万元940.389增值税万元889.7910税金及附加万元106.7811纳税总额万元1936.9512工业增加值万元7031.7913盈亏平衡点万元10917.01产值14回收期年7.1615内部收益率11.94%所得税后16财务净现值万元-1054.40所得税后第二章 市场预测一、 未来发展趋势全球制造业呈现出精细化、智能化、定制化的发展趋势，主要工业发达国家大力发展精度达到微米、纳米级的
16、微加工技术；应用于微加工领域的激光技术是发展高端精密制造的关键支撑技术之一，激光器是激光加工装备的核心部件，激光器技术水平成为影响激光加工装备的技术水平的关键因素；微加工激光器将保持向更短波长、更窄脉宽、更高功率方向发展的趋势。随着微加工应用场景的不断扩展，以紫外、深紫外为代表的短波长激光器和以皮秒、飞秒为代表的超短脉冲激光器市场容量将持续增加。传统DPSS调Q纳秒激光技术在往更短波长、更高功率方向发展的同时，追求材料和器件的多样化，以提高激光器的光光转换效率，改善光束质量，压缩脉冲宽度，提高可靠性和延长工作寿命，同时通过使用不同的增益介质改变激光的输出特性，以满足客户在不同应用场景的需求。超
17、快激光器将凭借其窄脉宽、超精超微“冷加工”的特点，在精细微加工领域获得更多应用，规模化市场应用的步伐将会加快。在向高功率、高光束质量发展的同时解决短波长、高可靠性的技术难点，实现皮秒、飞秒级超快激光器在紫外、深紫外和更短波段的高功率输出，成为行业内的重要技术挑战。脉冲光纤激光器将向高平均功率和高峰值功率发展，连续光纤激光器将向超高功率方向发展。为了拓展微加工应用场景，传统光纤激光器生产商需要解决光纤激光器难以实现非线性转化的技术难题，偏振输出的固体-光纤混合激光器为未来光纤激光技术在微加工应用场景中的主流发展方向之一。此外，定制化为发展趋势之一。将激光光源和精密光学设计、视觉图像处理、运动控制
18、、光-材料作用机理等技术的有效融合是推动微加工应用发展的关键，将成为众多行业的支撑技术之一。由于技术进步、技术保密和个性化生产的需要，更多客户将选择定制产品方式推动生产智能化进程。（二）影响还有发展的主要因素1、有利因素（1）产业政策扶持当前，部分主要发达国家和经济实体均制定了国家级激光产业发展计划，对光子学和激光给予了全方位支持，如美国2012年发布的“光学和光子学：美国不可或缺的关键技术”报告，对未来一段时间内激光科技的发展做出判断和预测，并给出具体发展的建议；德国制定了三个激光技术发展五年计划，对德国激光产业发展起到指导性作用；此外英国的“阿维尔计划”、日本的“激光五年计划”、俄罗斯“重
19、大创新平台计划”等均从国家层面对激光科技做了战略部署。高端制造是我国制造业的薄弱环节，尤其在精密加工领域，与世界先进水平存在一定差距。为加快产业结构调整，提升我国制造业竞争力，国家出台了中国制造2025、“十三五”国家科技创新规划、“十三五”国家战略性新兴产业发展规划、中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）等多项政策，从国家战略层面加大对精密制造、智能制造等领域的扶持力度。激光技术是支撑微纳制造技术升级的基础工具和有效手段，将受益于我国制造业转型升级带来的巨大市场需求。此外，科技部等五部委于2020年1月联合制定加强“从0到1”基础研究工作方案，提出面向国家重大需求，对关键核心技术
20、中的重大科学问题给予长期支持，对包括3D打印和激光制造在内的重大领域给予重点支持，推动关键核心技术突破。（2）下游激光应用领域进一步扩大激光加工技术作为现代制造业的先进技术之一，具有传统加工方式所不具有的高精密、高效率、低能耗、低成本等优点，在加工材料的材质、形状、尺寸和加工环境等方面有较大的自由度，能较好地解决不同材料的加工、成型和精炼等技术问题。随着激光器技术和激光微加工应用技术不断发展，激光加工技术能够在更多领域替代传统机械加工。目前，以德国、美国、日本为代表的发达国家在电子、汽车、机械、航空、钢铁等行业已经基本完成了激光加工技术对传统技术的替代。我国激光应用虽然发展较快，但渗透率仍然相
21、对较低。我国已进入后工业时代，制造业正经历从中低端制造向高端制造转型升级的过程，作为产业升级的核心技术，激光加工应用领域将继续作为国家重点支持领域，加速对传统加工技术的替代，最终推动我国制造业迈进“光制造”时代。下游应用领域的拓展为激光器产业的发展提供了较大的市场空间。（3）配套产业的发展助推激光器产业快速发展激光器件是激光产业发展的关键所在，激光器的发展依赖于泵浦源、激光晶体、高端光学器件等激光器件的发展水平。我国在激光晶体、光学器件等领域具备较强的科研实力，并且较早实现了产业化，发展较为成熟，完整、成熟的产业配套有利于激光器产业快速发展。此外，我国激光应用市场广阔，激光设备制造产业发展成熟
22、，应用开发技术居于世界前列，相关公共服务平台配套较完备。下游应用产业的繁荣为激光器产业的健康发展提供了市场保障。2、不利因素（1）行业竞争加剧近年来，全球激光加工技术对传统加工工艺的替代日趋明显，国内激光加工市场规模不断扩大，带动了上游激光企业的数量大幅增加。受制于技术水平，前期激光器在国内竞争主要是国内企业间中低功率激光器竞争和国际企业间大功率高端激光器竞争。未来国内激光企业必然走向国际市场，在积极推进我国激光产业国产化进程的同时，积极参与国际竞争，树立我国激光产品在国际领域良好的形象。此外，国内外主要激光器厂商纷纷开始向微加工领域拓展，虽然微加工市场规模不断扩大，竞争对手的涉足将提升该市场
23、的竞争程度，需制定完善的研发和市场策略，进一步巩固在激光微加工领域的市场竞争力。（2）宏观经济形势波动回顾激光行业发展进程，产业规模整体呈周期性波动向上趋势。以美国IPG、美国相干、大族激光、华工科技为代表的国内外龙头公司季度营收上行趋势明显；另一方面，季度同比数据显示全球激光产业规模历经2009下半年至2010上半年、2017上半年至2018上半年两次较大幅度提升后，目前受宏观经济形势波动、终端产品创新周期、贸易争端等多因素叠加影响，行业发展略有放缓。预计未来随着5G商用的全面推进，新的应用场景不断显现，激光产业有望迎来快速发展。二、 行业技术水平及技术特点作为一种加工手段，激光技术是重要的
24、支撑技术，已经被广泛应用到工业制造、通讯、信息处理、医疗卫生、节能环保、航空航天以及科研等方面的各个领域，它对传统产业的技术改造和新兴产业的发展将起到重大的促进作用，得到了全球各大经济体的高度重视。激光技术和激光产业在国内备受重视，激光行业已被列入“十二五”国家重点支持发展的行业。在制造振兴与产业升级的背景下，我国激光产业经历了超过10年的高速增长，已经具有了一定的规模，但与激光产业发达国家相比仍存在较大差距，尤其是在激光光源与激光高端应用方面。近年来，我国激光器行业快速发展，行业内企业不断推出自主研发的激光器产品参与国际竞争，力图打破由美国相干、美国光谱物理、美国IPG、德国通快等国外企业垄
25、断中国激光器市场的格局。在微加工激光器市场，国内激光器企业在DPSS调Q纳秒激光器、超短脉冲激光器、MOPA纳秒/亚纳秒激光器（偏振光纤输出）等各个细分领域推出了质量优良、价格适中、性能指标与国际先进水平接近的激光器产品，市场占有率稳步上升，但在品牌综合能力上与国际激光行业巨头相比仍存在一定差距。目前全球制造业正处在精细化、智能化、定制化发展的道路上，激光加工精密、柔性、热效应小的特点与制造升级的需求较为契合，使得激光技术成为微加工领域的重要加工技术。激光微加工技术在新能源、信息技术、生物医疗、新材料、消费电子、航空航天等领域的应用日益增多，包括精密切割、钻孔、焊接、表面改性、内部改性、修整清
26、洗、增材制造等工艺。不断增加的微加工应用场景和需求正驱动激光技术的不断革新突破，向更短波长、更窄脉宽、更高功率、更稳定可靠、更长使用寿命的方向发展，以满足激光精细加工与各类应用场景的深度融合。（二）行业特征1、周期性激光广泛应用于产品制造和服务领域，下游行业较广，受单一行业周期性变化影响不显著。随着国家产业结构转型升级不断深入，激光应用领域将更加广泛，行业周期性将被进一步平抑。2、地域性为提高企业市场响应能力，激光器生产地一般靠近激光设备产地。全球激光设备生产企业主要分布于欧洲、北美、中国、日本等国家和地区，我国激光设备生产商则主要位于华中地区、珠三角、长三角和环渤海地区。3、季节性激光器行业
27、的季节性主要受下游客户需求的季节性影响，不同细分市场有不同的行业特征，季节性存在差异，但因为下游应用行业广泛，行业的季节性整体上不明显。一般而言，一季度受春节因素影响，收入占比较低，业绩为全年低点。（三）行业壁垒1、技术壁垒激光器是激光加工产业的核心器件，是高端激光加工装备的“芯片”。激光器系统综合了光学、电子技术、机械设计与制造、自动控制、计算机软件开发与数字图像处理、精密光学设计、视觉图像处理、运动控制、光-材料作用机理等多学科领域，属于高端光电技术产品，技术壁垒较高。能量密度、单色性、相干性、定向性和稳定性是激光器输出激光的关键指标，调Q技术、锁模技术、CPA技术、MOPA技术等技术直接
28、决定了激光器的质量和稳定性，完全掌握这些技术并系统运用的难度较大。同时，激光器种类较多，应用领域广泛，单一市场规模不大，只有掌握多种激光器生产技术和应用工艺的生产商才具有市场竞争力，进一步抬高了行业进入门槛。因此潜在进入者需要较大规模的资金、设备投入，组建掌握多项技术的人才队伍，并经过较长时间的积累才有可能进入本行业。2、品牌及客户资源壁垒激光器是下游激光装备的关键部件，设备制造商为提高产品市场竞争力，一般会对激光器的性能指标、运行稳定性和售后服务提出较高的要求，良好的品牌形象、产品过往的销售业绩、稳定的运行记录、良好的加工效果和优质的售后服务等都是形成稳定客户资源的前提，而这些条件难以在短期
29、内获得。因此，良好的品牌影响力构成本行业的进入壁垒。随着国内激光行业的快速发展，光束质量好、产品一致性高、质量可靠稳定的激光器和激光设备生产商逐步与下游客户形成了较为稳定的合作关系，新的竞争对手难以轻易对其产生替代效应，无法快速进入客户的产业链，形成较高的客户资源壁垒。3、人才壁垒激光器制造业属于技术密集型和知识密集型行业，对专业人才要求较高。我国培养了一批优秀的激光专业人才，但由于我国激光产业化时间较短，具有产业经验的技术及管理人员，尤其是高端人才仍较为紧缺。将一名初级从业人员培养成为一名资深人员需要较长的时间，较高的人才培养成本提高了本行业的进入门槛。三、 激光微加工市场发展情况1、激光技
30、术成为微加工领域的重要工具激光微加工一般是指加工尺寸在微米级别的工艺过程。目前全球制造业正处在向精密化、集成化、智能化发展的道路上，微加工技术正成为精密制造的主流技术趋势，并成为世界各国的重要研究课题。在材料表面或者三维空间实现微米、亚微米乃至纳米量级精度的结构、纹理、微孔等加工并尽可能地消除热效应影响，既是全球制造升级的要求，更是发展趋势。随着全球加工行业精细化程度的不断提升及我国制造业转型升级，激光加工已经成为替代传统加工工具的重要技术手段之一，激光加工凭借其加工精度高、热效应低等优势将成为微加工领域的主要加工工具。以皮秒、飞秒为代表的超快激光器和紫外、深紫外波长的固体激光器具有超快超精、
31、高聚焦能力、“冷加工”的特点，能有效解决微加工过程中所面临的技术难题，在微加工领域应用越来越广泛。根据StrategiesUnlimited数据，2017年全球材料加工市场激光器销售收入约为43.2亿美元，在大功率加工（宏观加工）、微加工和打标雕刻三大主要应用类别中，微加工应用占据了约32%的市场份额。根据2016年工业激光器市场总结及展望预测数据，2015年至2017年用于微加工的工业激光器的销售收入复合增长率约为20.46%。假设微加工激光器销售收入按照该增长率保持稳定增长，2019年全球微加工激光器的销售收入将达到约20亿美元。2、紫外激光器销量增长明显，成为激光微加工的主力机型紫外光的
32、波长较短，在加工时与被加工物体的接触面相对较小，有利于减小热效应影响区，能够有效提升加工精度，用于静态动态标识、3D打印、切割钻孔、脆性材料加工等多个领域。根据2019年中国激光产业发展报告数据，国产紫外激光器的出货量从2014年的2,300台增长至2018年的15,000台，预计2020年出货量有望达到20,000台，增速较高。在2018年15,000台出货量中，纳秒紫外激光器约占八成，是目前激光微加工领域的主力产品。3、超快激光器应用领域不断拓展，将成为激光微加工领域新的增长点超快激光器正经历蓬勃发展的阶段，下游应用领域不断拓展，并凭借其作用时间短和峰值功率强的特点在消费电子、生物医疗、航
33、空航天、新能源等众多领域得到了应用。根据MordorIntelligence预测，2018年全球超快激光市场容量约为33.7亿美元，到2024年将达到128.2亿美元，其中以中国为代表的亚洲市场将成为超快激光器的主要增长区域。根据2019年中国激光产业发展报告，2017年我国超快激光器市场容量约为13.5亿元，预计2020年将超过50亿元。（二）固体激光器与光纤激光器在微加工领域的比较激光加工凭借其高效率、低能耗、高柔性等特点，已经在许多应用领域里对传统加工方式进行替代，给全球制造业带来了革命性的转变。随着激光器在工业领域渗透进程的不断推进，未来各类激光器的分工将更为明确并出现以下发展趋势：连
34、续光纤激光器向超高功率方向发展。更高输出功率将成为连续光纤激光器发展的主要研究方向，输出功率将从百瓦级、千瓦级向万瓦级发展；脉冲光纤激光器向高平均功率、高峰值功率方向发展；固体激光器向短波长、短脉宽、高功率、大脉冲能量、高光束质量方向发展，并将被更加广泛的应用于激光精密加工领域。综上所述，作为激光加工技术的核心器件，激光器在宏观加工领域将主要以连续激光为主，并往更高功率方向发展；在微加工领域脉冲激光则更具优势，并往短波长（紫外、深紫外）和短脉宽（皮秒、飞秒）方向发展，即向更高脉冲能量和光束质量方向发展。与其他激光器种类相比，固体激光器（含超快激光器）在微加工领域拥有技术优势，主要表现主要为：高
35、峰值功率。脉冲激光可产生高瞬时峰值功率。光纤激光器使用的光纤芯径较小，能够承受的峰值功率较低。固体激光器的增益介质为激光晶体，相比光纤能够承受更高的峰值功率，从而可以覆盖更多的微加工应用场景。例如飞秒激光的瞬间功率可达百万亿瓦级别，对于传统光纤激光技术，如何解决高峰值功率产生的光纤损伤及非线性效应是技术难题；高聚焦能力。固体激光可以产生高光束质量的短波长激光，在半导体芯片等工业和科学研究领域为高精度和超高精度应用提供了可能；高加工精度。固体激光器能够通过倍频晶体在谐振腔内将红外光转换为绿光、紫外光及深紫外光等短波长激光并对外输出。更短波长是微加工激光器的发展趋势，其产生热效应较低，能量利用效率
36、高，从而能够有效提升加工精度。第三章 项目背景、必要性一、 产业政策1、加强“从0到1”基础研究工作方案面向国家重大需求，对关键核心技术中的重大科学问题给予长期支持。重点支持人工智能、网络协同制造、3D打印和激光制造、重点基础材料、先进电子材料、结构与功能材料、制造技术与关键部件、云计算和大数据、高性能计算、宽带通信和新型网络、地球观测与导航、光电子器件及集成、生物育种、高端医疗器械、集成电路和微波器件、重大科学仪器设备等重大领域，推动关键核心技术突破。2、高端智能再制造行动计划（2018-2020年）加快研发应用再制造旧件损伤三维反求系统以及等离子、激光、电弧等复合能束能场自动化柔性再制造成
37、形加工装备等。鼓励应用激光、电子束等高技术含量的再制造技术，面向大型机电装备开展专业化、个性化再制造技术服务，培育一批服务型高端智能再制造企业。3、“十三五”先进制造技术领域科技创新专项规划面向航空航天、高端装备、电子制造、新能源、新材料、医疗仪器等战略新兴产业的迫切需求，实现高端产业激光制造装备的自主开发，形成激光制造的完整产业体系，促进我国激光制造技术与产业升级，大幅提升我国高端激光制造技术与装备的国际竞争力。4、战略性新兴产业重点产品和服务指导目录（2016版）战略性新兴产业重点产品：高性能激光器、准分子激光退火设备、半导体激光器件、高性能全固态激光器件、光纤激光器件、固态激光材料、稀土
38、激光晶体。5、“十三五”国家战略性新兴产业发展规划搭建增材制造工艺技术研发平台，提升工艺技术水平。研制推广使用激光、电子束、离子束及其他能源驱动的主流增材制造工艺装备。加快研制高功率激光器、扫描振镜、动态聚焦镜及高性能电子枪等配套核心器件和嵌入式软件系统，提升软硬件协同创新能力，建立增材制造标准体系。在航空航天、医疗器械、交通设备、文化创意、个性化制造等领域大力推动增材制造技术应用，加快发展增材制造服务业。6、“十三五”国家科技创新规划“先进制造技术”一栏中指出，要开展超快脉冲、超大功率激光制造等理论研究，突破激光制造关键技术，研发高可靠长寿命激光器核心功能部件、国产先进激光器以及高端激光制造
39、工艺装备，开发先进激光制造应用技术和装备。7、国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要支持新一代信息技术、新能源汽车、生物技术、绿色低碳、高端装备与材料、数字创意等领域的产业发展壮大。大力推进先进半导体、机器人、增材制造、智能系统、新一代航空装备、空间技术综合服务系统、智能交通、精准医疗、高效储能与分布式能源系统、智能材料、高效节能环保、虚拟现实与互动影视等新兴前沿领域创新和产业化，形成一批新增长点。8、中国制造2025围绕重点行业转型升级和新一代信息技术、智能制造、增材制造、新材料、生物医药等领域创新发展的重大共性需求，形成一批制造业创新中心（工业技术研究基地），重点开展行业基础和共性关键技术
40、研发、成果产业化、人才培训等工作。到2020年，重点形成15家左右制造业创新中心（工业技术研究基地）。9、国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年）提出，到2016年初步建立较为完善的增材制造产业体系，初步掌握增材制造专用材料、工艺软件及关键零部件等重要环节关键核心技术，研发一批自主装备、核心器件及成型材料，整体技术水平保持与国际同步，在航空航天等直接制造领域达到国际先进水平，在国际市场占有较大份额。（二）行业概况1、激光器工作原理激光是二十世纪继核能、半导体、计算机后又一重大发明，并凭借其良好的单色性、方向性、亮度等特质被广泛应用于工业制造、生物医疗、军事等领域，被誉为“最快的刀”
41、、“最准的尺”、“最亮的光”。激光器是激光的发生装置，主要由泵浦源、增益介质、谐振腔等组成。泵浦源为激光器的激发源，谐振腔为泵浦光源与增益介质之间的回路，增益介质指可将光放大的工作物质。在工作状态下增益介质通过吸收泵浦源提供的能量，经谐振腔振荡选模输出激光。2、激光器分类（1）按增益介质分类按照增益介质的不同，激光器可分为固体（含全固态、光纤、混合、半导体）、气体、液体激光器等，狭义的固体激光器一般指全固态激光器。行业产品目前涉及全固态（DPSS）、MOPA光纤（偏振）及固体-光纤混合模式等主流激光器。目前发现可做增益介质的物质有近千种，常见的有掺钕钇铝石榴石（又称YAG）、红宝石、钕玻璃、光
42、纤、二氧化碳等。每类增益介质激光器具有自身的比较优势，应用领域有所侧重，相互间完全替代可能性较小。（2）按输出波长分类激光器按照波长可分为红外光激光器、可见光激光器、紫外激光器、深紫外激光器等。不同结构的物质可吸收的光波长范围不同，因此需要各波长的激光器应用于不同材料的精细加工。红外激光器与紫外激光器是运用最广泛的两种激光器：红外激光器主要应用于“热加工”，将材料表面的物质加热并使其汽化(蒸发)，以除去材料；在薄膜非金属材料加工，半导体晶圆切割，有机玻璃切割、钻孔、打标等领域，高能量的紫外光子直接破坏非金属材料表面的分子键，使分子脱离物体，这种方式不会产生高热量反应，因此通常被称为“冷加工”，
43、紫外激光机在微加工领域具有不可替代的优势。由于紫外光子能量大，难以通过外激励源激励产生一定高功率的连续紫外激光，故连续紫外激光一般是应用晶体材料非线性效应变频方法产生，因此目前广泛应用工业领域的紫外激光器主要是固体紫外激光器。（3）按运转方式分类激光运转方式是激光器的技术核心，主要可以分为连续激光器和脉冲激光器。连续激光器中各能级的粒子数及腔内辐射场均具有稳定分布，其工作特点是工作物质的激励和相应的激光输出可以在一段较长的时间范围内以连续方式持续进行。连续激光器可以在较长一段时间内连续输出激光，但热效应较明显。脉冲激光器以不连续方式输出激光，主要特点是热效应小，可控性好。脉冲激光器的脉冲宽度指
44、激光功率维持在一定值时所持续的时间。目前常用的工业微加工激光器可分为纳秒激光器、皮秒激光器和飞秒激光器等。脉冲宽度越窄，对激光调制技术的应用要求就越高。二、 激光器产业市场发展情况1、全球激光器市场概述激光技术自问世以来，60多年间取得了飞跃的发展，其应用几乎涵盖所有工业领域，除轻工业、汽车、航空航天、动力及能源行业外，正逐步向精细、微细加工领域拓展，有力推动了电子制造、集成电路、通讯、机械、医疗、牙科、美容仪器设备及新兴应用的发展。除了应用领域的不断扩张，激光技术在各领域的应用范围也逐渐由宏观加工应用覆盖到更细微的工艺环节。随着全球激光应用市场的稳定增长及我国制造业转型升级的巨大需求，激光器
45、产业将面临着前所未有的发展机遇。从市场规模来看，根据2020中国激光产业发展报告，近年来，由于全球激光器市场规模不断扩大，技术创新日趋活跃，全球激光器销售额从2013年的89.7亿美元增长至2019年的147.3亿美元，复合增长率为8.62%。在飞机、汽车等制造业对激光加工需求不断增长等因素的影响下，预计2020年全球激光器收入将继续以约10%的速度增长。此外，在通信与光存储、医疗美容、仪器及传感器等方面，激光器产品也在逐渐渗透。从激光产业全球分布来看，美国、欧洲的激光产业发展代表了世界激光产业的较高水平，涌现出了美国IPG、德国通快、美国相干、美国光谱物理等全球知名激光企业，在汽车、电子、航
46、空航天、机械、钢铁等领域基本完成了对各工艺环节的应用渗透，为全球工业发展创新注入了技术活力。以中国为代表的新兴市场正经历产业转型升级，激光技术作为现代高端工艺加工技术，在产业转型升级过程中将扮演重要角色，得到了政府的大力支持。新兴市场需求的爆发将成为未来几年激光市场增长的重要动力。2、全球工业激光器市场现状工业加工制造是激光技术最大的应用领域。随着激光技术不断发展，激光加工优势更加明显，应用领域更加广泛，拓展了激光技术的市场空间。近年来，中国政府大力推进以精密制造技术、智能制造技术为特点的先进制造业，对工业激光器及激光设备产生巨大需求，成为全球激光产业市场的主要增长点。2008年全球金融危机后，全球经济缓慢复苏，美国、中国、德国等主要工业国家推行以精密制造、智能制造为核心的制造产业升级，对工业激光器需求持续增加。StrategiesUnlimited1数据显示，2018年全球各类工业激光器的销售收入持续增长，由2017年的48.55亿美元增至50.58亿美元，2019年预计收入可达51.61亿美元。由