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1、泓域咨询/承德激光器项目实施方案承德激光器项目实施方案xxx(集团)有限公司目录第一章 项目绪论8一、 项目名称及项目单位8二、 项目建设地点8三、 可行性研究范围8四、 编制依据和技术原则9五、 建设背景、规模10六、 项目建设进度11七、 环境影响11八、 建设投资估算11九、 项目主要技术经济指标12主要经济指标一览表12十、 主要结论及建议14第二章 行业发展分析15一、 激光微加工市场发展情况15二、 行业技术水平及技术特点18三、 产业政策22第三章 背景、必要性分析28一、 激光器产业市场发展情况28二、 未来发展趋势33三、 推动产业基础高级化和产业链现代化38四、 大力发展主
2、导产业构建特色鲜明现代产业体系40五、 项目实施的必要性41第四章 建筑工程可行性分析43一、 项目工程设计总体要求43二、 建设方案43三、 建筑工程建设指标47建筑工程投资一览表47第五章 产品方案分析49一、 建设规模及主要建设内容49二、 产品规划方案及生产纲领49产品规划方案一览表49第六章 运营管理52一、 公司经营宗旨52二、 公司的目标、主要职责52三、 各部门职责及权限53四、 财务会计制度56第七章 SWOT分析说明60一、 优势分析(S)60二、 劣势分析(W)61三、 机会分析(O)62四、 威胁分析(T)62第八章 发展规划分析66一、 公司发展规划66二、 保障措施
3、70第九章 劳动安全生产分析73一、 编制依据73二、 防范措施76三、 预期效果评价78第十章 节能说明80一、 项目节能概述80二、 能源消费种类和数量分析81能耗分析一览表81三、 项目节能措施82四、 节能综合评价82第十一章 原辅材料分析84一、 项目建设期原辅材料供应情况84二、 项目运营期原辅材料供应及质量管理84第十二章 组织架构分析85一、 人力资源配置85劳动定员一览表85二、 员工技能培训85第十三章 项目投资计划87一、 投资估算的依据和说明87二、 建设投资估算88建设投资估算表90三、 建设期利息90建设期利息估算表90四、 流动资金92流动资金估算表92五、 总投
4、资93总投资及构成一览表93六、 资金筹措与投资计划94项目投资计划与资金筹措一览表95第十四章 经济效益评价96一、 基本假设及基础参数选取96二、 经济评价财务测算96营业收入、税金及附加和增值税估算表96综合总成本费用估算表98利润及利润分配表100三、 项目盈利能力分析101项目投资现金流量表102四、 财务生存能力分析104五、 偿债能力分析104借款还本付息计划表105六、 经济评价结论106第十五章 风险评估分析107一、 项目风险分析107二、 项目风险对策109第十六章 项目招标及投标分析111一、 项目招标依据111二、 项目招标范围111三、 招标要求112四、 招标组织
5、方式114五、 招标信息发布118第十七章 项目总结119第十八章 补充表格121主要经济指标一览表121建设投资估算表122建设期利息估算表123固定资产投资估算表124流动资金估算表125总投资及构成一览表126项目投资计划与资金筹措一览表127营业收入、税金及附加和增值税估算表128综合总成本费用估算表128固定资产折旧费估算表129无形资产和其他资产摊销估算表130利润及利润分配表131项目投资现金流量表132借款还本付息计划表133建筑工程投资一览表134项目实施进度计划一览表135主要设备购置一览表136能耗分析一览表136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
6、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。第一章 项目绪论一、 项目名称及项目单位项目名称:承德激光器项目项目单位:xxx(集团)有限公司二、 项目建设地点本期项目选址位于xx(以选址意见书为准),占地面积约71.00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。三、 可行性研究范围依据国家产业发展政策和有关部门的行业发展规划以及项目承办单位的实际情况,按照项目的建设要求,对项目的实施在技术、经济、社会和环境保护等领域的科学性、合理性和可行性进行研究论证。研究、分析和预测国内外市场供需情况与建设规模,并提出主要
7、技术经济指标,对项目能否实施做出一个比较科学的评价,其主要内容包括如下几个方面:1、确定建设条件与项目选址。2、确定企业组织机构及劳动定员。3、项目实施进度建议。4、分析技术、经济、投资估算和资金筹措情况。5、预测项目的经济效益和社会效益及国民经济评价。四、 编制依据和技术原则(一)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(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
8、参数;8、相关产业调研、市场分析等公开信息。(二)技术原则1、严格遵守国家和地方的有关政策、法规,认真执行国家、行业和地方的有关规范、标准规定;2、选择成熟、可靠、略带前瞻性的工艺技术路线,提高项目的竞争力和市场适应性;3、设备的布置根据现场实际情况,合理用地;4、严格执行“三同时”原则,积极推进“安全文明清洁”生产工艺,做到环境保护、劳动安全卫生、消防设施和工程建设同步规划、同步实施、同步运行,注意可持续发展要求,具有可操作弹性;5、形成以人为本、美观的生产环境,体现企业文化和企业形象;6、满足项目业主对项目功能、盈利性等投资方面的要求;7、充分估计工程各类风险,采取规避措施,满足工程可靠性
9、要求。五、 建设背景、规模(一)项目背景近年来,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。(二)建设规模及产品方
10、案该项目总占地面积47333.00(折合约71.00亩),预计场区规划总建筑面积85581.96。其中:生产工程48209.65,仓储工程17832.23,行政办公及生活服务设施9878.46,公共工程9661.62。项目建成后,形成年产xxx套激光器的生产能力。六、 项目建设进度结合该项目建设的实际工作情况,xxx(集团)有限公司将项目工程的建设周期确定为24个月,其工作内容包括:项目前期准备、工程勘察与设计、土建工程施工、设备采购、设备安装调试、试车投产等。七、 环境影响项目建设区域生态及自然环境良好,该项目建设及生产必须严格按照环保批复的控制性指标要求进行建设,不要在企业创造经济效益的同
11、时对当地环境造成破坏。本项目如能在项目的建设和运营过程中落实以上针对主要污染物的防止措施,那么污染物的排放就能达到国家标准的要求,从而保证不对环境产生影响,从环保角度确保项目可行。项目建设不会对当地环境造成影响。从环保角度上,本项目的选址与建设是可行的。八、 建设投资估算(一)项目总投资构成分析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32060.48万元,其中:建设投资25355.16万元,占项目总投资的79.09%;建设期利息577.13万元,占项目总投资的1.80%;流动资金6128.19万元,占项目总投资的19.11%。(二)建设投资构成本期项目建设
12、投资25355.16万元,包括工程费用、工程建设其他费用和预备费,其中:工程费用21826.37万元,工程建设其他费用2901.06万元,预备费627.73万元。九、 项目主要技术经济指标(一)财务效益分析根据谨慎财务测算,项目达产后每年营业收入73800.00万元,综合总成本费用56341.00万元,纳税总额7962.05万元,净利润12797.22万元,财务内部收益率31.66%,财务净现值27403.62万元,全部投资回收期5.02年。(二)主要数据及技术指标表主要经济指标一览表序号项目单位指标备注1占地面积47333.00约71.00亩1.1总建筑面积85581.961.2基底面积29
13、819.791.3投资强度万元/亩343.292总投资万元32060.482.1建设投资万元25355.162.1.1工程费用万元21826.372.1.2其他费用万元2901.062.1.3预备费万元627.732.2建设期利息万元577.132.3流动资金万元6128.193资金筹措万元32060.483.1自筹资金万元20282.383.2银行贷款万元11778.104营业收入万元73800.00正常运营年份5总成本费用万元56341.006利润总额万元17062.967净利润万元12797.228所得税万元4265.749增值税万元3300.2710税金及附加万元396.0411纳税总
14、额万元7962.0512工业增加值万元26198.0913盈亏平衡点万元23549.08产值14回收期年5.0215内部收益率31.66%所得税后16财务净现值万元27403.62所得税后十、 主要结论及建议综上所述,该项目属于国家鼓励支持的项目,项目的经济和社会效益客观,项目的投产将改善优化当地产业结构,实现高质量发展的目标。第二章 行业发展分析一、 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
15、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、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
16、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
17、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
18、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
19、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
20、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,能量利用效率高,从而能够有效提升加工精度。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
21、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
22、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
23、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
24、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,
25、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
26、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、 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
27、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
28、、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
29、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
30、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,
31、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”、“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
32、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
33、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”,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
34、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。第三章 背景、必要性分析一、 激光器产业市场发展情况1、全球
35、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
36、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
37、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
38、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
39、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光器及超快激光器市场规模的不断增长。材料加工是工业激光器的主要应用领域,汽车、航空航天、能源、电子和通信(智能手机)等行业材料加工应用持续推动工业激光器销售额的强劲增长。St
40、rategiesUnlimited数据显示,2017年材料加工市场激光器销售收入约为43.2亿美元,在三大主要应用类别(大功率加工、微加工、打标雕刻)中,微加工应用占据了材料加工市场总额的32%。目前,国内光纤激光器市场份额高于固体激光器,主要原因是光纤激光器主要用于大功率宏观加工,市场需求与国内制造业发展阶段吻合;固体激光器主要用于微加工,微加工市场虽处于快速发展阶段,但目前市场容量小于宏观加工市场容量,但高精度制造的需求比如可穿戴设备、半导体芯片、医学医疗、新能源等推动市场快速发展,是国家重点鼓励的发展方向。(二)我国激光器产业发展现状1、我国激光器产业发展概述鉴于激光产业的重要战略地位,
41、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。当前我国已成为全球制造业第一大国,国内市场对激光技术产品的需求日益旺盛。随着德国通快、美国相干、美国IPG、美国光谱物理等国际激光企业纷纷进入国内市场,我国工业激光市场也进入快速发展期,国内激光理论研究成果开始得到应用,以华工科技、大族激光为代表的本土激光装备生产企业将我国激光产业带入了一个新的高度,激光产业链配套逐渐发展成熟,在激光晶体、光学器件等领域已经具备较强的实力,激光器作为激光产业的关键部件得到了长足发
42、展。2、我国激光器市场发展现状2010年以来,得益于激光加工应用市场的不断拓展,我国激光产业也逐渐驶入高速发展期。2018年中国激光设备市场规模达到605亿元,同比增长22.22%,2011年至2018年复合增速达26.45%。根据2019年中国激光产业发展报告预计,2019年中国激光设备市场规模将超过700亿元,增速继续保持20%以上。激光器作为激光设备的核心光学部件,下游设备市场规模的高速增长也带动激光器市场需求不断上升。根据基业常青经济研究院预计,2018年我国激光器(含激光放大器)的总体市场规模可达234亿元,2015年至2018年间市场复合增速为20.42%。在国家产业政策的推动下,
43、我国工业制造步入转型升级时代。激光技术作为现代高端制造技术,为我国制造业升级提供了技术支持,是提升我国制造业竞争力的重要手段,国家高度重视激光产业的发展。精密加工技术和设备被列为优先发展的高技术产业化重点领域指南(2007年度)中优先发展的18项先进制造之一,成为“国家优先发展的高新技术产业化重点领域”。在我国制造产业发展纲领文件中国制造2025中,明确提出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(3D打印)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,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。稳定的需求增长及良好的政策环境,都表明我国激光产业具备
44、广阔的市场发展前景。二、 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,
45、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
46、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、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