《保山关于成立激光器公司可行性报告_模板.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《保山关于成立激光器公司可行性报告_模板.docx(129页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、泓域咨询/保山关于成立激光器公司可行性报告保山关于成立激光器公司可行性报告xx有限公司报告说明xx有限公司主要由xxx集团有限公司和xxx有限责任公司共同出资成立。其中:xxx集团有限公司出资80.00万元,占xx有限公司10%股份;xxx有限责任公司出资720万元,占xx有限公司90%股份。根据谨慎财务估算,项目总投资27135.00万元,其中:建设投资21523.76万元,占项目总投资的79.32%;建设期利息278.81万元,占项目总投资的1.03%;流动资金5332.43万元,占项目总投资的19.65%。项目正常运营每年营业收入46700.00万元,综合总成本费用36324.82万元,
2、净利润7589.26万元,财务内部收益率21.83%,财务净现值13458.95万元,全部投资回收期5.49年。本期项目具有较强的财务盈利能力,其财务净现值良好,投资回收期合理。鉴于激光产业的重要战略地位,我国政府一直高度重视激光技术的研发。1961年我国自主研制出了第一台激光器,标志着中国在激光理论领域迈入世界先进行列,但由于当时国家经济发展较为滞后,激光技术在当时并未得到充分的应用。本报告基于可信的公开资料,参考行业研究模型,旨在对项目进行合理的逻辑分析研究。本报告仅作为投资参考或作为参考范文模板用途。目录第一章 拟组建公司基本信息8一、 公司名称8二、 注册资本8三、 注册地址8四、 主
3、要经营范围8五、 主要股东8公司合并资产负债表主要数据9公司合并利润表主要数据9公司合并资产负债表主要数据11公司合并利润表主要数据11六、 项目概况12第二章 项目背景分析16一、 行业技术水平及技术特点16二、 产业政策20三、 加强创新体系建设25四、 主动融入国内国际双循环25第三章 市场预测27一、 激光微加工市场发展情况27二、 激光器调制技术30三、 激光器产业市场发展情况33第四章 公司成立方案39一、 公司经营宗旨39二、 公司的目标、主要职责39三、 公司组建方式40四、 公司管理体制40五、 部门职责及权限41六、 核心人员介绍45七、 财务会计制度47第五章 发展规划分
4、析50一、 公司发展规划50二、 保障措施51第六章 法人治理结构53一、 股东权利及义务53二、 董事57三、 高级管理人员62四、 监事64第七章 选址分析66一、 项目选址原则66二、 建设区基本情况66三、 培育壮大产业集群70四、 项目选址综合评价70第八章 项目环境保护71一、 编制依据71二、 建设期大气环境影响分析72三、 建设期水环境影响分析73四、 建设期固体废弃物环境影响分析74五、 建设期声环境影响分析74六、 环境管理分析75七、 结论77八、 建议77第九章 项目风险评估79一、 项目风险分析79二、 公司竞争劣势86第十章 经济收益分析87一、 基本假设及基础参数
5、选取87二、 经济评价财务测算87营业收入、税金及附加和增值税估算表87综合总成本费用估算表89利润及利润分配表91三、 项目盈利能力分析91项目投资现金流量表93四、 财务生存能力分析94五、 偿债能力分析95借款还本付息计划表96六、 经济评价结论96第十一章 项目投资分析98一、 编制说明98二、 建设投资98建筑工程投资一览表99主要设备购置一览表100建设投资估算表101三、 建设期利息102建设期利息估算表102固定资产投资估算表103四、 流动资金104流动资金估算表105五、 项目总投资106总投资及构成一览表106六、 资金筹措与投资计划107项目投资计划与资金筹措一览表10
6、7第十二章 项目进度计划109一、 项目进度安排109项目实施进度计划一览表109二、 项目实施保障措施110第十三章 项目总结分析111第十四章 附表附录113主要经济指标一览表113建设投资估算表114建设期利息估算表115固定资产投资估算表116流动资金估算表117总投资及构成一览表118项目投资计划与资金筹措一览表119营业收入、税金及附加和增值税估算表120综合总成本费用估算表120固定资产折旧费估算表121无形资产和其他资产摊销估算表122利润及利润分配表123项目投资现金流量表124借款还本付息计划表125建筑工程投资一览表126项目实施进度计划一览表127主要设备购置一览表12
7、8能耗分析一览表128第一章 拟组建公司基本信息一、 公司名称xx有限公司(以工商登记信息为准)二、 注册资本800万元三、 注册地址保山xxx四、 主要经营范围经营范围:从事激光器相关业务(企业依法自主选择经营项目,开展经营活动;依法须经批准的项目,经相关部门批准后依批准的内容开展经营活动;不得从事本市产业政策禁止和限制类项目的经营活动。)五、 主要股东xx有限公司主要由xxx集团有限公司和xxx有限责任公司发起成立。(一)xxx集团有限公司基本情况1、公司简介公司以负责任的方式为消费者提供符合法律规定与标准要求的产品。在提供产品的过程中,综合考虑其对消费者的影响,确保产品安全。积极与消费者
8、沟通,向消费者公开产品安全风险评估结果,努力维护消费者合法权益。公司加大科技创新力度,持续推进产品升级,为行业提供先进适用的解决方案,为社会提供安全、可靠、优质的产品和服务。面对宏观经济增速放缓、结构调整的新常态,公司在企业法人治理机构、企业文化、质量管理体系等方面着力探索,提升企业综合实力,配合产业供给侧结构改革。同时,公司注重履行社会责任所带来的发展机遇,积极践行“责任、人本、和谐、感恩”的核心价值观。多年来,公司一直坚持坚持以诚信经营来赢得信任。2、主要财务数据公司合并资产负债表主要数据项目2020年12月2019年12月2018年12月资产总额8692.796954.236519.59
9、负债总额2609.732087.781957.30股东权益合计6083.064866.454562.30公司合并利润表主要数据项目2020年度2019年度2018年度营业收入30928.6324742.9023196.47营业利润6843.345474.675132.51利润总额5683.574546.864262.68净利润4262.683324.893069.13归属于母公司所有者的净利润4262.683324.893069.13(二)xxx有限责任公司基本情况1、公司简介公司在发展中始终坚持以创新为源动力,不断投入巨资引入先进研发设备,更新思想观念,依托优秀的人才、完善的信息、现代科技技
10、术等优势,不断加大新产品的研发力度,以实现公司的永续经营和品牌发展。企业履行社会责任,既是实现经济、环境、社会可持续发展的必由之路,也是实现企业自身可持续发展的必然选择;既是顺应经济社会发展趋势的外在要求,也是提升企业可持续发展能力的内在需求;既是企业转变发展方式、实现科学发展的重要途径,也是企业国际化发展的战略需要。遵循“奉献能源、创造和谐”的企业宗旨,公司积极履行社会责任,依法经营、诚实守信,节约资源、保护环境,以人为本、构建和谐企业,回馈社会、实现价值共享,致力于实现经济、环境和社会三大责任的有机统一。公司把建立健全社会责任管理机制作为社会责任管理推进工作的基础,从制度建设、组织架构和能
11、力建设等方面着手,建立了一套较为完善的社会责任管理机制。2、主要财务数据公司合并资产负债表主要数据项目2020年12月2019年12月2018年12月资产总额8692.796954.236519.59负债总额2609.732087.781957.30股东权益合计6083.064866.454562.30公司合并利润表主要数据项目2020年度2019年度2018年度营业收入30928.6324742.9023196.47营业利润6843.345474.675132.51利润总额5683.574546.864262.68净利润4262.683324.893069.13归属于母公司所有者的净利润42
12、62.683324.893069.13六、 项目概况(一)投资路径xx有限公司主要从事关于成立激光器公司的投资建设与运营管理。(二)项目提出的理由从市场规模来看,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。发挥保山前沿开放优势、人文环境优势、地域环境优势、生
13、态资源优势,努力开创保山高质量发展新局面,为2035年与全国全省同步基本实现社会主义现代化开好局、起好步。综合实力跃上新台阶。经济发展内生动力不断增强,增长潜力充分发挥,地区生产总值年均增速高于全国三个百分点、高于全省一个百分点。城乡区域发展协调性明显增强,常住人口城镇化率进一步提高。优势产业、工业园等重点区域聚集高端要素、承载经济发展的功能进一步凸显,劳动、资本、技术、土地等生产要素配置效率不断提高,经济发展质量和效益大幅提升。创新发展取得新成效。大众创业万众创新向纵深发展,政策、制度、公共服务及要素保障等创新体系逐步完善,科技创新能力、产出效率和成果转化水平明显提高,科技支撑引领经济社会发
14、展的能力明显提升,新技术、新产业、新业态、新模式对经济增长的贡献稳步增强。全社会研究与试验发展经费投入强度进一步提高,每万人口发明专利拥有量较高增长。(三)项目选址项目选址位于xx(待定),占地面积约66.00亩。项目拟定建设区域地理位置优越,交通便利,规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备,非常适宜本期项目建设。(四)生产规模项目建成后,形成年产xx套激光器的生产能力。(五)建设规模项目建筑面积82626.75,其中:生产工程50413.44,仓储工程19293.12,行政办公及生活服务设施8418.99,公共工程4501.20。(六)项目投资根据谨慎财务估算,项目总投资27135.00万
15、元,其中:建设投资21523.76万元,占项目总投资的79.32%;建设期利息278.81万元,占项目总投资的1.03%;流动资金5332.43万元,占项目总投资的19.65%。(七)经济效益(正常经营年份)1、营业收入(SP):46700.00万元。2、综合总成本费用(TC):36324.82万元。3、净利润(NP):7589.26万元。4、全部投资回收期(Pt):5.49年。5、财务内部收益率:21.83%。6、财务净现值:13458.95万元。(八)项目进度规划项目建设期限规划12个月。(九)项目综合评价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
16、,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。第二章 项目背景分析一、 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
17、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、
18、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
19、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、
20、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
21、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
22、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。二、 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
23、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
24、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
25、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
26、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
27、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”、“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
28、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
29、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”,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
30、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。三、 加强创新体系建设以科技创新为核心,构建有利于创业创新的政策环境、制度环境和公共服务体系,加快创新型保山建设步伐。打造高水平创新载体平台,引进一批高水平科技创新资源,鼓励生物制药、高端装备制造等领域的研发机构在保山设立分支机构,加强与高校、科研院所合作,建设一批产业研究
31、院、技术创新中心。聚焦硅材、新能源、人工智能、工业大麻、特色农业、生态环境等领域,组织实施一批重大科技项目。健全以企业为主体、市场为导向、产学研深度融合的技术创新体系,优化创业创新生态,推广科技奖励制度,加强知识产权保护,加大科技研发投入,提高科技成果转移转化成效。推进创新要素聚集,强化企业创新主体地位,激发人才创新活力,培育和引进科技创新人才和团队,加强科普工作,提升全民科学素质,健全政府投入为主,社会多渠道投入机制,吸引更多企业、人才、资金、技术等要素向保山聚集。四、 主动融入国内国际双循环以扩大内需为战略基点,把实施扩大内需同深化供给侧结构性改革有机结合起来,统筹好国内国外两种资源、两个
32、市场,加快形成优势互补、高质量发展的区域经济布局。深度融入国内大循环,加强与滇中城市群、成渝地区双城经济圈、粤港澳大湾区有效衔接,承接好东中部产业转移,引导龙头企业在保山落子布局;深化与滇西片区州(市)的交流合作、发展协同,积极推动滇西一体化进程。提升在国内国际双循环中的嵌入度,积极参与和推动南亚东南亚国家产业链、供应链、价值链深度合作,增强连接南亚东南亚双循环的纽带和桥梁作用,构筑高质量发展新优势。促进消费提档升级,提高消费产品和服务供需匹配水平,鼓励发展消费新业态新模式,激发文化旅游消费活力,打造商业步行街和特色街区等消费集聚区。开拓农村消费市场,提升中心城区、重点县城消费设施水平,增强对
33、滇西地区消费辐射带动作用。大力拓展投资空间,以补短板增动力为导向,聚焦“两新一重”建设,加大综合交通、市政工程、水利、农业农村、公共安全、生态环保等领域投资力度。推动企业设备更新和技术改造,扩大战略性新兴领域投资和工业投资,发挥好投资对稳增长调结构惠民生的关键作用。第三章 市场预测一、 激光微加工市场发展情况1、激光技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
34、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、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
35、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
36、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
37、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。
38、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
39、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,能量利用效率高,从而能够有效提升加工精度。二、 激光器调制技术激光器是应用于微加工领域的有效工具,激光可以会聚于微小的目标区域并实现“冷加工”的效果。在目标区域内激光和材料的相互作用将由多个参数加以控制,诸如波长、脉冲能量和脉冲宽度等,参数组合决定脉冲的峰值能量密度。不同的参数组合可以产生打
40、标、切割、穿孔、退火、淬硬等操作所需的加工条件。为提高脉冲激光器的输出功率,增加能量密度,控制热效应,行业研发了多种调制技术,主要包括调Q技术、锁模技术、可调谐技术、啁啾脉冲放大技术(又称CPA技术)及主振荡功率放大技术(又称MOPA技术)等,具体情况如下:调Q技术的工作原理是在工作物质的粒子数反转状态形成后并不使其产生激光振荡,待粒子数积累到足够高的程度后,突然瞬时打开开关,从而可在较短的时间内形成十分强的激光振荡和高功率、窄脉宽脉冲激光输出;锁模技术是指共振腔内不同纵向模式间存在确定相位差,由此获得一系列在时间上等间隔的激光超短脉冲序列,配合特殊的快速光开关技术,可进一步从脉冲序列中选出单
41、一的超短激光脉冲;可调谐技术是指在一定范围内连续可控输出波长。目前,激光晶体(固体激光器的增益介质)已经达到了上百种,如蓝宝石、YAG晶体等。固体激光器倍频技术最为成熟,光波段实现了紫外到红外的全覆盖,为激光波长可调谐奠定了坚实基础;CPA技术是指用展宽器将飞秒脉冲在时域上展宽,成为几百皮秒或纳秒量级的长脉冲,经多级放大充分提取增益介质中的储能后,再用具有相反色散的脉宽压缩器将长脉冲压缩至接近其初始的脉宽值;MOPA技术是将具有高光束质量的种子信号光和泵浦光,通过一定的方式耦合进双包层光纤进行放大,从而实现对种子光源的高功率放大。激光器的MOPA结构是解决超快激光兼具高峰值功率和高光束质量的最
42、优方式。用于微加工领域的激光器选择取决于诸多因素,其中包括材料属性、加工形状、所需精度等,为了满足微细加工日益严苛的精度要求,短波长、窄脉宽、高功率将成为应用于微加工领域激光技术的主要发展趋势。(二)激光加工特点及微加工应用激光加工是激光技术的工业应用,将一定功率的激光聚焦于被加工物体上,使激光与物体相互作用,加热、熔化或气化被加工物质,达到加工目的。激光加工是一种典型的无接触式加工,与其他加工方式相比具有后续工艺少、可控性好、易于集成、加工效率高、材料损耗小、环境污染低、高柔性、高质量等显著优点。近年来,激光加工不断替代传统加工方式,以激光器为基础的激光工业发展迅速,目前已被广泛应用于工业制
43、造、通讯、信息处理、军事及教育科研等领域,形成了遍布全球的产业链条,产业分工的成熟度和深入程度不断提升。随着未来应用产品向超精超微方向发展,激光在微加工领域的应用将越来越广泛。三、 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
44、型升级的巨大需求,激光器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
45、光企业,在汽车、电子、航空航天、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。
46、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。由于各类激光器各具优点,在工业应用中分别侧重于不同领域,且下游应用市场需求情况差异较大,其市场规模存在一定差异。得益于光纤激光器的快速增长及固体激光器在微加工领域的优异表现,全球工业激光器市场近年来保持持续增长态势。从全球范围看,光纤激光器发展备受瞩目,金属切割和
47、焊接的宏观加工是目前激光器的主要应用,光纤激光器因加工效率高、稳定性强、能耗低等优点迅速在宏观加工领域替代了传统加工设备。在固体紫外激光器的带动下,固体激光器近年来取得令人瞩目的成绩。目前工业紫外激光器一般指纳秒级的输出紫外光的脉冲固体激光器,具有效率高、重频高、性能可靠、体积小、光束质量好以及功率稳定等特点,主要应用于电子产品打标、电器外壳标记、食品药品生产日期的标记、消费电子微加工等领域。另外深紫外/极深紫外固体激光器在一些精密加工领域,如手机金属外壳的切割、焊接,PCB/FPCB板切割与分板,陶瓷打孔划片,玻璃、蓝宝石、晶圆切割和细微打孔等领域具有不可替代的作用。未来微加工应用在工业和生活消费领域的持续增加也会带动固体纳秒激