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1、泓域咨询/临夏激光加工设备项目商业计划书临夏激光加工设备项目商业计划书xxx有限公司目录第一章 项目背景、必要性8一、 行业特点8二、 激光器产业市场发展情况13三、 全面融入循环体系18四、 营造良好创新氛围18五、 项目实施的必要性19第二章 总论20一、 项目名称及项目单位20二、 项目建设地点20三、 可行性研究范围20四、 编制依据和技术原则21五、 建设背景、规模23六、 项目建设进度23七、 环境影响24八、 建设投资估算24九、 项目主要技术经济指标24主要经济指标一览表25十、 主要结论及建议26第三章 行业、市场分析28一、 激光微加工市场发展情况28二、 行业概况28三、
2、 行业竞争格局36第四章 项目选址分析38一、 项目选址原则38二、 建设区基本情况38三、 加强科技力量建设41四、 提升企业创新能力42五、 项目选址综合评价42第五章 建筑物技术方案44一、 项目工程设计总体要求44二、 建设方案46三、 建筑工程建设指标48建筑工程投资一览表48第六章 产品方案分析50一、 建设规模及主要建设内容50二、 产品规划方案及生产纲领50产品规划方案一览表51第七章 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第八章 发展规划60一、 公司发展规划60二、 保障措施64第九章 SWOT分析6
3、7一、 优势分析（S）67二、 劣势分析（W）69三、 机会分析（O）69四、 威胁分析（T）70第十章 工艺技术分析78一、 企业技术研发分析78二、 项目技术工艺分析81三、 质量管理82四、 设备选型方案83主要设备购置一览表84第十一章 人力资源配置分析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第十二章 劳动安全生产87一、 编制依据87二、 防范措施88三、 预期效果评价94第十三章 进度计划95一、 项目进度安排95项目实施进度计划一览表95二、 项目实施保障措施96第十四章 投资计划方案97一、 编制说明97二、 建设投资97建筑工程投资一览表98主要设备
4、购置一览表99建设投资估算表100三、 建设期利息101建设期利息估算表101固定资产投资估算表102四、 流动资金103流动资金估算表104五、 项目总投资105总投资及构成一览表105六、 资金筹措与投资计划106项目投资计划与资金筹措一览表106第十五章 项目经济效益分析108一、 经济评价财务测算108营业收入、税金及附加和增值税估算表108综合总成本费用估算表109固定资产折旧费估算表110无形资产和其他资产摊销估算表111利润及利润分配表113二、 项目盈利能力分析113项目投资现金流量表115三、 偿债能力分析116借款还本付息计划表117第十六章 风险评估119一、 项目风险分
5、析119二、 项目风险对策121第十七章 招标、投标124一、 项目招标依据124二、 项目招标范围124三、 招标要求124四、 招标组织方式125五、 招标信息发布125第十八章 项目综合评价126第十九章 补充表格127营业收入、税金及附加和增值税估算表127综合总成本费用估算表127固定资产折旧费估算表128无形资产和其他资产摊销估算表129利润及利润分配表130项目投资现金流量表131借款还本付息计划表132建设投资估算表133建设投资估算表133建设期利息估算表134固定资产投资估算表135流动资金估算表136总投资及构成一览表137项目投资计划与资金筹措一览表138本报告基于可信
6、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。第一章 项目背景、必要性一、 行业特点1、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
7、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、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
8、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。2、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
9、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。3、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-
10、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
11、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
12、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。4、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
13、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
14、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、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、 激光器产业市场发展情况（1）全球激光器产业发展现状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
15、、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StrategiesUnlimited1发布的数据显示，2018年全球激光器市场规模约为137.54亿美元，近三年复合增长率达13.14%。2018年全球激光行业应用于材料加工和通信与光存储分别占下游应用行业总销售额的44.8%和27
16、.8%。此外，激光与科研军事结合已经越来越成熟，占比达到9.3%。在医疗美容、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。全球工业激光器市场现状工业加工
17、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。A、工业激光器持续增长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。StrategiesUnlimited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5
18、1.61亿美元。B、工业激光器各类激光器市场份额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
19、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等。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。C、按应用领域分类工业激光器销售收入情况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。StrategiesUnlimited数据显示，2017年
20、材料加工市场激光器销售收入约为43.2亿，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%。（2）我国激光器产业发展现状我国激光器产业发展概述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。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
21、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展。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
22、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%。2015年-2018年国内激光器（含激光放大器）总体市场规模增长趋势在国家产业政策的推动下，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
23、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广阔的市场发展前景。三、 全面融入循环体系立足国内、放眼国际，主动融入国内大循环和国内国际双循环，从生产、分配、流通、消费各环节多点发力，畅通市场、资源、产业、技术、人才、资本等各类要素循环，促进内需和外需、进口和出口、争取国家投资和引进外资协调发展。深入挖掘和激发需求潜力，提升传统消费、培育新型消费、适当增加公共消费
24、，加快发展服务消费，扩大优质服务供给。用足用活用好国家政策，加大基础设施、农业农村、生态环保、市政工程、公共卫生、物资储备、防灾减灾、民生保障等领域投资，实施一批强基础、增功能、利长远的重大项目。创新投融资机制，加大招商引资，激发民间投资活力。四、 营造良好创新氛围完善科技评价机制，建立以创新能力、质量、实效、贡献为导向的科技人才评价体系。改进科技项目组织管理方式，积极探索“揭榜挂帅”立项制度。推进提高科研项目经费比例、科研单位经费自主权，成果转化收入分配、科技创新容错机制等改革举措。逐年提高研究与试验发展经费支出占地区生产总值、财政科技支出占一般公共预算支出比重，确保只增不减。加强知识产权保
25、护，加大创新产品应用推广力度。弘扬科学精神和工匠精神，选树一批专家能人、“河州工匠”。加强科普工作，大力表彰科技创新先进集体和个人，营造崇尚创新的社会氛围。五、 项目实施的必要性（一）提升公司核心竞争力项目的投资，引入资金的到位将改善公司的资产负债结构，补充流动资金将提高公司应对短期流动性压力的能力，降低公司财务费用水平，提升公司盈利能力，促进公司的进一步发展。同时资金补充流动资金将为公司未来成为国际领先的产业服务商发展战略提供坚实支持，提高公司核心竞争力。第二章 总论一、 项目名称及项目单位项目名称：临夏激光加工设备项目项目单位：xxx有限公司二、 项目建设地点本期项目选址位于xx园区，占地
26、面积约92.00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1、项目提出的背景及建设必要性；2、市场需求预测；3、建设规模及产品方案；4、建设地点与建设条性；5、工程技术方案；6、公用工程及辅助设施方案；7、环境保护、安全防护及节能；8、企业组织机构及劳动定员；9、建设实施与工程进度安排；10、投资估算及资金筹措；11、经济评价。四、 编制依据和技术原则（一）编制依据1、国民经济和社会发展第十三个五年计划纲要；2、投资项目可行性研究指南；3、相关财务制度、会计制度；4、投资项目可行性研究指南；5、可行性研究开始
27、前已经形成的工作成果及文件；6、根据项目需要进行调查和收集的设计基础资料；7、可行性研究与项目评价；8、建设项目经济评价方法与参数；9、项目建设单位提供的有关本项目的各种技术资料、项目方案及基础材料。（二）技术原则1、项目建设必须遵循国家的各项政策、法规和法令，符合国家产业政策、投资方向及行业和地区的规划。2、采用的工艺技术要先进适用、操作运行稳定可靠、能耗低、三废排放少、产品质量好、安全卫生。3、以市场为导向，以提高竞争力为出发点，产品无论在质量性能上，还是在价格上均应具有较强的竞争力。4、项目建设必须高度重视环境保护、工业卫生和安全生产。环保、消防、安全设施和劳动保护措施必须与主体装置同时
28、设计，同时建设，同时投入使用。污染物的排放必须达到国家规定标准，并保证工厂安全运行和操作人员的健康。5、将节能减排与企业发展有机结合起来，正确处理企业发展与节能减排的关系，以企业发展提高节能减排水平，以节能减排促进企业更好更快发展。6、按照现代企业的管理理念和全新的建设模式进行规划建设，要统筹考虑未来的发展，为今后企业规模扩大留有一定的空间。7、以经济救益为中心，加强项目的市场调研。按照少投入、多产出、快速发展的原则和项目设计模式改革要求，尽可能地节省项目建设投资。在稳定可靠的前提下，实事求是地优化各成本要素，最大限度地降低项目的目标成本，提高项目的经济效益，增强项目的市场竞争力。8、以科学、
29、实事求是的态度，公正、客观的反映本项目建设的实际情况，工程投资坚持“求是、客观”的原则。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。（二）建
30、设规模及产品方案该项目总占地面积61333.00（折合约92.00亩），预计场区规划总建筑面积88313.71。其中：生产工程59711.34，仓储工程9273.55，行政办公及生活服务设施12603.78，公共工程6725.04。项目建成后，形成年产xxx台激光加工设备的生产能力。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、 环境影响本项目所选生产工艺及规模符合国家产业政策，在严格采取环评报告规定的环境保护对策后，各污染源所排放污染物可以达
31、标排放，对环境影响较小，仅从环保角度来看本项目建设是可行的。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30507.58万元，其中：建设投资24967.01万元，占项目总投资的81.84%；建设期利息663.60万元，占项目总投资的2.18%；流动资金4876.97万元，占项目总投资的15.99%。（二）建设投资构成本期项目建设投资24967.01万元，包括工程费用、工程建设其他费用和预备费，其中：工程费用21477.94万元，工程建设其他费用2743.91万元，预备费745.16万元。九、 项目主要技术经济指标（一）
32、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55900.00万元，综合总成本费用48455.65万元，纳税总额3972.31万元，净利润5408.94万元，财务内部收益率10.91%，财务净现值-3248.65万元，全部投资回收期7.31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61333.00约92.00亩1.1总建筑面积88313.711.2基底面积34346.481.3投资强度万元/亩266.532总投资万元30507.582.1建设投资万元24967.012.1.1工程费用万元21477.942.1.2其他费用万元2743.912.1.3预备
33、费万元745.162.2建设期利息万元663.602.3流动资金万元4876.973资金筹措万元30507.583.1自筹资金万元16964.763.2银行贷款万元13542.824营业收入万元55900.00正常运营年份5总成本费用万元48455.656利润总额万元7211.927净利润万元5408.948所得税万元1802.989增值税万元1936.9010税金及附加万元232.4311纳税总额万元3972.3112工业增加值万元14374.6813盈亏平衡点万元28185.25产值14回收期年7.3115内部收益率10.91%所得税后16财务净现值万元-3248.65所得税后十、 主要结
34、论及建议该项目的建设符合国家产业政策；同时项目的技术含量较高，其建设是必要的；该项目市场前景较好；该项目外部配套条件齐备，可以满足生产要求；财务分析表明，该项目具有一定盈利能力。综上，该项目建设条件具备，经济效益较好，其建设是可行的。第三章 行业、市场分析一、 激光微加工市场发展情况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
35、。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。StrategiesUnlimited的统计数据显示，2017年材料微加工工业激光器市场总体规模达到13.7亿美元，约占材料加工激光器市场总体规模的32%。根据StrategiesUnlimited发布的关于超快激光器的市场调查，得益于微加工应用领域的拓展和生产成本的降低，超快激光器销售增长速度是整个激光器市场的约两倍。2016年超快脉冲激光器市场规模约为4.5亿美元，到2019年有望超过14亿美元。二、 行业概况1、激光
36、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。泵浦源：为实现和维持增益介质产生粒子数反转提供能量的装置。增益介质：激光器的核心，是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质，主要可分为固态（含固体、光纤和半导体）、
37、气体、液体等。谐振腔：控制光束的传播方向，提高激光单色性和相干性，缩短工作物质长度，调节产生激光的模式，选择共振腔轴线方向的光，借助两端的具有选择性反射功能的反光镜形成往返运动，实现“光放大”。2、激光器分类与调制技术（1）激光器分类激光器可以按照增益介质、输出波长、运转方式、泵浦方式进行分类。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。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
38、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。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”，紫外激光机在微加工领域具有不
39、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。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
40、。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。A、纳秒（10-9s）激光器：纳秒激光器的脉冲持续时间一般介于几十到几百纳秒的范围内。目前市场上纳秒脉冲激光器技术较为成熟，供选产品丰富，在向大功率和短波长的发展过程中光纤激光器和固体激光器各具优势。B、超快激光器：超快激光器是指激光脉冲持续时间更短的激光器。相对纳秒激光器，超快激光器脉冲持续时间极短，瞬时功率极高，能量聚焦到极小的空间区域且不受脉冲重复频率和平均功率影响，光束质量持续稳定。目前超快激光器主要包括皮秒（10-12s）激光器和飞秒（10-15s）激光器，以飞秒激光
41、为代表的超快脉冲激光技术是全球前沿激光技术之一。（2）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
42、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
43、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优方式。超快激光器的MOPA结构及其四种理论组合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。研发和生产的微加工激光器包括DPSS调Q纳秒固体激光器、超短脉冲激光
44、器（皮秒、飞秒级）和MOPA纳秒/亚纳秒激光器，覆盖红外到深紫外的不同波段，能够满足工业微加工当前和未来主流消费市场的精细加工需求。3、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
45、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。激光切割利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而将工件割开。切割速度快，表面光滑美观，一次性加工，工件变形小，无工具磨损，清洁污染小，可加工金属、非金属及非金属复合材料、皮革、木材、纤维等，适用于汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件的精细加工。激光焊接利用高能量密度的激光束辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光
46、脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。焊接性变小，不受磁场影响，空间限制小，无电极污染，适用于自动高速焊接，可焊接不同属性的金属，可在封闭空间工作，适用于圆形锯片、压克力、弹簧垫片、电子机件用铜板、部分金属网板、铁板、钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。激光打标利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记。为非接触加工，可在任何异型表面标刻，工件不会变形和产生内应力，加工精度高，加工速度快，清洁环保，成本低廉，适于金属、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革等材料的标记。激光雕刻激光照射材料表面，材料吸收能量后瞬间熔化或者气化，形成刻线。自动跳号，热影响区域小，线条精细，耐清洗耐磨损，环保节能，节省材料，可用于木制品、有机玻璃、金属板、玻璃、石材、水晶、纸张、双色板、氧化铝、皮革、树脂等材料的蚀刻。表面处理利用激光加热金属材料表面，实现表面热处理。加工速度快，部件变形小，精确加工，实现自动淬火的