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文檔簡介
1、泓域咨詢/紅河年產xxx套激光器項目可行性研究報告報告說明激光技術自問世以來,60多年間取得了飛躍的發展,其應用幾乎涵蓋所有工業領域,除輕工業、汽車、航空航天、動力及能源行業外,正逐步向精細、微細加工領域拓展,有力推動了電子制造、集成電路、通訊、機械、醫療、牙科、美容儀器設備及新興應用的發展。除了應用領域的不斷擴張,激光技術在各領域的應用范圍也逐漸由宏觀加工應用覆蓋到更細微的工藝環節。隨著全球激光應用市場的穩定增長及我國制造業轉型升級的巨大需求,激光器產業將面臨著前所未有的發展機遇。根據謹慎財務估算,項目總投資14542.76萬元,其中:建設投資12009.18萬元,占項目總投資的82.58%
2、;建設期利息317.16萬元,占項目總投資的2.18%;流動資金2216.42萬元,占項目總投資的15.24%。項目正常運營每年營業收入26900.00萬元,綜合總成本費用21010.16萬元,凈利潤4311.21萬元,財務內部收益率23.20%,財務凈現值5180.32萬元,全部投資回收期5.63年。本期項目具有較強的財務盈利能力,其財務凈現值良好,投資回收期合理。本期項目技術上可行、經濟上合理,投資方向正確,資本結構合理,技術方案設計優良。本期項目的投資建設和實施無論是經濟效益、社會效益等方面都是積極可行的。本期項目是基于公開的產業信息、市場分析、技術方案等信息,并依托行業分析模型而進行的
3、模板化設計,其數據參數符合行業基本情況。本報告僅作為投資參考或作為學習參考模板用途。目錄第一章 項目緒論8一、 項目名稱及建設性質8二、 項目承辦單位8三、 項目定位及建設理由10四、 報告編制說明11五、 項目建設選址13六、 項目生產規模13七、 建筑物建設規模13八、 環境影響14九、 項目總投資及資金構成14十、 資金籌措方案14十一、 項目預期經濟效益規劃目標15十二、 項目建設進度規劃15主要經濟指標一覽表16第二章 項目建設背景、必要性18一、 未來發展趨勢18二、 激光微加工市場發展情況22三、 激光器產業市場發展情況26四、 積極拓展投資空間和效能31五、 扎實推動“縣市區融
4、合”發展32第三章 市場預測34一、 產業政策34二、 激光器調制技術39第四章 建筑工程技術方案42一、 項目工程設計總體要求42二、 建設方案43三、 建筑工程建設指標44建筑工程投資一覽表44第五章 項目選址可行性分析46一、 項目選址原則46二、 建設區基本情況46三、 項目選址綜合評價47第六章 運營模式48一、 公司經營宗旨48二、 公司的目標、主要職責48三、 各部門職責及權限49四、 財務會計制度52第七章 SWOT分析說明59一、 優勢分析(S)59二、 劣勢分析(W)60三、 機會分析(O)61四、 威脅分析(T)61第八章 原輔材料及成品分析69一、 項目建設期原輔材料供
5、應情況69二、 項目運營期原輔材料供應及質量管理69第九章 工藝技術分析71一、 企業技術研發分析71二、 項目技術工藝分析74三、 質量管理75四、 設備選型方案76主要設備購置一覽表77第十章 勞動安全分析79一、 編制依據79二、 防范措施82三、 預期效果評價84第十一章 組織架構分析86一、 人力資源配置86勞動定員一覽表86二、 員工技能培訓86第十二章 環境保護方案88一、 編制依據88二、 建設期大氣環境影響分析88三、 建設期水環境影響分析92四、 建設期固體廢棄物環境影響分析93五、 建設期聲環境影響分析93六、 環境管理分析94七、 結論98八、 建議98第十三章 投資方
6、案99一、 投資估算的依據和說明99二、 建設投資估算100建設投資估算表104三、 建設期利息104建設期利息估算表104固定資產投資估算表106四、 流動資金106流動資金估算表107五、 項目總投資108總投資及構成一覽表108六、 資金籌措與投資計劃109項目投資計劃與資金籌措一覽表109第十四章 項目經濟效益評價111一、 經濟評價財務測算111營業收入、稅金及附加和增值稅估算表111綜合總成本費用估算表112固定資產折舊費估算表113無形資產和其他資產攤銷估算表114利潤及利潤分配表116二、 項目盈利能力分析116項目投資現金流量表118三、 償債能力分析119借款還本付息計劃表
7、120第十五章 項目風險評估122一、 項目風險分析122二、 項目風險對策124第十六章 總結127第十七章 附表附件128建設投資估算表128建設期利息估算表128固定資產投資估算表129流動資金估算表130總投資及構成一覽表131項目投資計劃與資金籌措一覽表132營業收入、稅金及附加和增值稅估算表133綜合總成本費用估算表134固定資產折舊費估算表135無形資產和其他資產攤銷估算表136利潤及利潤分配表136項目投資現金流量表137第一章 項目緒論一、 項目名稱及建設性質(一)項目名稱紅河年產xxx套激光器項目(二)項目建設性質本項目屬于新建項目二、 項目承辦單位(一)項目承辦單位名稱x
8、x投資管理公司(二)項目聯系人葉xx(三)項目建設單位概況展望未來,公司將圍繞企業發展目標的實現,在“夢想、責任、忠誠、一流”核心價值觀的指引下,圍繞業務體系、管控體系和人才隊伍體系重塑,推動體制機制改革和管理及業務模式的創新,加強團隊能力建設,提升核心競爭力,努力把公司打造成為國內一流的供應鏈管理平臺。公司自成立以來,堅持“品牌化、規模化、專業化”的發展道路。以人為本,強調服務,一直秉承“追求客戶最大滿意度”的原則。多年來公司堅持不懈推進戰略轉型和管理變革,實現了企業持續、健康、快速發展。未來我司將繼續以“客戶第一,質量第一,信譽第一”為原則,在產品質量上精益求精,追求完美,對客戶以誠相待,
9、互動雙贏。公司始終堅持“人本、誠信、創新、共贏”的經營理念,以“市場為導向、顧客為中心”的企業服務宗旨,竭誠為國內外客戶提供優質產品和一流服務,歡迎各界人士光臨指導和洽談業務。企業履行社會責任,既是實現經濟、環境、社會可持續發展的必由之路,也是實現企業自身可持續發展的必然選擇;既是順應經濟社會發展趨勢的外在要求,也是提升企業可持續發展能力的內在需求;既是企業轉變發展方式、實現科學發展的重要途徑,也是企業國際化發展的戰略需要。遵循“奉獻能源、創造和諧”的企業宗旨,公司積極履行社會責任,依法經營、誠實守信,節約資源、保護環境,以人為本、構建和諧企業,回饋社會、實現價值共享,致力于實現經濟、環境和社
10、會三大責任的有機統一。公司把建立健全社會責任管理機制作為社會責任管理推進工作的基礎,從制度建設、組織架構和能力建設等方面著手,建立了一套較為完善的社會責任管理機制。三、 項目定位及建設理由由于各類激光器各具優點,在工業應用中分別側重于不同領域,且下游應用市場需求情況差異較大,其市場規模存在一定差異。得益于光纖激光器的快速增長及固體激光器在微加工領域的優異表現,全球工業激光器市場近年來保持持續增長態勢。當前和今后一個時期,我州發展環境和條件都有新變化,面臨一系列新機遇新挑戰,機遇遠大于挑戰。從國際看,當今世界正經歷百年未有之大變局,不穩定性不確定性明顯增強,但和平與發展仍然是時代主題。從國內看,
11、我國已進入高質量發展階段,經濟長期向好的基本面沒有變,仍然處于重要戰略機遇期,我國有獨特的政治優勢、制度優勢、發展優勢和機遇優勢,發展具有許多有利條件。從省內看,隨著“一帶一路”、長江經濟帶、粵港澳大灣區、西部大開發、成渝地區雙城經濟圈、滇中城市群發展等一系列國家重大發展戰略、重大決策部署、重大政策舉措在云南交匯疊加,以及云南主動服務和融入以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局,為紅河發展帶來了歷史性機遇。從州內看,進入新發展階段,紅河融入新發展格局的區位、產業、資源、人文等優勢更加凸顯,經濟實力顯著增強,產業基礎不斷夯實,新型城鎮化全面提速,沿邊開放新高地加快形成,生態環境持
12、續優化,社會大局和諧穩定,干事創業氛圍更加濃厚,推動高質量發展的動力強勁。但紅河州總體上仍然屬于欠發達邊疆民族地區,發展不平衡不充分的問題仍然較為突出,支撐高質量發展的基礎還不牢固,邊疆民族地區的治理能力有待提升。具體表現在:現代產業體系尚未全面形成,“綠水青山就是金山銀山”的實踐創新不足,開放發展的潛力尚未充分釋放,鞏固拓展脫貧攻堅成果任務繁重,社會建設領域存在短板,防范化解重大風險和污染防治任務依然艱巨,改革創新和人才支撐不足。全州各級黨委(黨組)要站位“兩個大局”,增強“四個意識”、堅定“四個自信”、做到“兩個維護”,解放思想、更新觀念、拓寬視野,站在更高層面牢牢把握推動紅河高質量發展的
13、主動權,善于把握“形”與“勢”“危”與“機”,努力在危機中育先機、于變局中開新局。四、 報告編制說明(一)報告編制依據1、中國制造2025;2、“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃;3、工業綠色發展規劃(2016-2020年);4、促進中小企業發展規劃(20162020年);5、中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要;6、關于實現產業經濟高質量發展的相關政策;7、項目建設單位提供的相關技術參數;8、相關產業調研、市場分析等公開信息。(二)報告編制原則1、嚴格遵守國家和地方的有關政策、法規,認真執行國家、行業和地方的有關規范、標準規定;2、選擇成熟、可靠、略帶前
14、瞻性的工藝技術路線,提高項目的競爭力和市場適應性;3、設備的布置根據現場實際情況,合理用地;4、嚴格執行“三同時”原則,積極推進“安全文明清潔”生產工藝,做到環境保護、勞動安全衛生、消防設施和工程建設同步規劃、同步實施、同步運行,注意可持續發展要求,具有可操作彈性;5、形成以人為本、美觀的生產環境,體現企業文化和企業形象;6、滿足項目業主對項目功能、盈利性等投資方面的要求;7、充分估計工程各類風險,采取規避措施,滿足工程可靠性要求。(二) 報告主要內容根據項目的特點,報告的研究范圍主要包括:1、項目單位及項目概況;2、產業規劃及產業政策;3、資源綜合利用條件;4、建設用地與廠址方案;5、環境和
15、生態影響分析;6、投資方案分析;7、經濟效益和社會效益分析。通過對以上內容的研究,力求提供較準確的資料和數據,對該項目是否可行做出客觀、科學的結論,作為投資決策的依據。五、 項目建設選址本期項目選址位于xx(以最終選址方案為準),占地面積約30.00畝。項目擬定建設區域地理位置優越,交通便利,規劃電力、給排水、通訊等公用設施條件完備,非常適宜本期項目建設。六、 項目生產規模項目建成后,形成年產xxx套激光器的生產能力。七、 建筑物建設規模本期項目建筑面積38278.49,其中:生產工程26848.54,倉儲工程7252.90,行政辦公及生活服務設施2930.21,公共工程1246.84。八、
16、環境影響項目符合國家和地方產業政策,選址布局合理,擬采取的各項環境保護措施具有經濟和技術可行性。建設單位在嚴格執行項目環境保護“三同時制度”、認真落實相應的環境保護防治措施后,項目的各類污染物均能做到達標排放或者妥善處置,對外部環境影響較小,故項目建設具有環境可行性。九、 項目總投資及資金構成(一)項目總投資構成分析本期項目總投資包括建設投資、建設期利息和流動資金。根據謹慎財務估算,項目總投資14542.76萬元,其中:建設投資12009.18萬元,占項目總投資的82.58%;建設期利息317.16萬元,占項目總投資的2.18%;流動資金2216.42萬元,占項目總投資的15.24%。(二)建
17、設投資構成本期項目建設投資12009.18萬元,包括工程費用、工程建設其他費用和預備費,其中:工程費用10459.04萬元,工程建設其他費用1148.18萬元,預備費401.96萬元。十、 資金籌措方案本期項目總投資14542.76萬元,其中申請銀行長期貸款6472.60萬元,其余部分由企業自籌。十一、 項目預期經濟效益規劃目標(一)經濟效益目標值(正常經營年份)1、營業收入(SP):26900.00萬元。2、綜合總成本費用(TC):21010.16萬元。3、凈利潤(NP):4311.21萬元。(二)經濟效益評價目標1、全部投資回收期(Pt):5.63年。2、財務內部收益率:23.20%。3、
18、財務凈現值:5180.32萬元。十二、 項目建設進度規劃本期項目按照國家基本建設程序的有關法規和實施指南要求進行建設,本期項目建設期限規劃24個月。十四、項目綜合評價項目建設符合國家產業政策,具有前瞻性;項目產品技術及工藝成熟,達到大批量生產的條件,且項目產品性能優越,是推廣型產品;項目產品采用了目前國內最先進的工藝技術方案;項目設施對環境的影響經評價分析是可行的;根據項目財務評價分析,經濟效益好,在財務方面是充分可行的。主要經濟指標一覽表序號項目單位指標備注1占地面積20000.00約30.00畝1.1總建筑面積38278.491.2基底面積12200.001.3投資強度萬元/畝390.28
19、2總投資萬元14542.762.1建設投資萬元12009.182.1.1工程費用萬元10459.042.1.2其他費用萬元1148.182.1.3預備費萬元401.962.2建設期利息萬元317.162.3流動資金萬元2216.423資金籌措萬元14542.763.1自籌資金萬元8070.163.2銀行貸款萬元6472.604營業收入萬元26900.00正常運營年份5總成本費用萬元21010.16""6利潤總額萬元5748.28""7凈利潤萬元4311.21""8所得稅萬元1437.07""9增值稅萬元1179.7
20、2""10稅金及附加萬元141.56""11納稅總額萬元2758.35""12工業增加值萬元9305.03""13盈虧平衡點萬元10045.95產值14回收期年5.6315內部收益率23.20%所得稅后16財務凈現值萬元5180.32所得稅后第二章 項目建設背景、必要性一、 未來發展趨勢全球制造業呈現出精細化、智能化、定制化的發展趨勢,主要工業發達國家大力發展精度達到微米、納米級的微加工技術;應用于微加工領域的激光技術是發展高端精密制造的關鍵支撐技術之一,激光器是激光加工裝備的核心部件,激光器技術水平成為影響激光加
21、工裝備的技術水平的關鍵因素;微加工激光器將保持向更短波長、更窄脈寬、更高功率方向發展的趨勢。隨著微加工應用場景的不斷擴展,以紫外、深紫外為代表的短波長激光器和以皮秒、飛秒為代表的超短脈沖激光器市場容量將持續增加。傳統DPSS調Q納秒激光技術在往更短波長、更高功率方向發展的同時,追求材料和器件的多樣化,以提高激光器的光光轉換效率,改善光束質量,壓縮脈沖寬度,提高可靠性和延長工作壽命,同時通過使用不同的增益介質改變激光的輸出特性,以滿足客戶在不同應用場景的需求。超快激光器將憑借其窄脈寬、超精超微“冷加工”的特點,在精細微加工領域獲得更多應用,規模化市場應用的步伐將會加快。在向高功率、高光束質量發展
22、的同時解決短波長、高可靠性的技術難點,實現皮秒、飛秒級超快激光器在紫外、深紫外和更短波段的高功率輸出,成為行業內的重要技術挑戰。脈沖光纖激光器將向高平均功率和高峰值功率發展,連續光纖激光器將向超高功率方向發展。為了拓展微加工應用場景,傳統光纖激光器生產商需要解決光纖激光器難以實現非線性轉化的技術難題,偏振輸出的固體-光纖混合激光器為未來光纖激光技術在微加工應用場景中的主流發展方向之一。此外,定制化為發展趨勢之一。將激光光源和精密光學設計、視覺圖像處理、運動控制、光-材料作用機理等技術的有效融合是推動微加工應用發展的關鍵,將成為眾多行業的支撐技術之一。由于技術進步、技術保密和個性化生產的需要,更
23、多客戶將選擇定制產品方式推動生產智能化進程。(二)影響還有發展的主要因素1、有利因素(1)產業政策扶持當前,部分主要發達國家和經濟實體均制定了國家級激光產業發展計劃,對光子學和激光給予了全方位支持,如美國2012年發布的“光學和光子學:美國不可或缺的關鍵技術”報告,對未來一段時間內激光科技的發展做出判斷和預測,并給出具體發展的建議;德國制定了三個激光技術發展五年計劃,對德國激光產業發展起到指導性作用;此外英國的“阿維爾計劃”、日本的“激光五年計劃”、俄羅斯“重大創新平臺計劃”等均從國家層面對激光科技做了戰略部署。高端制造是我國制造業的薄弱環節,尤其在精密加工領域,與世界先進水平存在一定差距。為
24、加快產業結構調整,提升我國制造業競爭力,國家出臺了中國制造2025、“十三五”國家科技創新規劃、“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃、中長期科學和技術發展規劃綱要(20062020年)等多項政策,從國家戰略層面加大對精密制造、智能制造等領域的扶持力度。激光技術是支撐微納制造技術升級的基礎工具和有效手段,將受益于我國制造業轉型升級帶來的巨大市場需求。此外,科技部等五部委于2020年1月聯合制定加強“從0到1”基礎研究工作方案,提出面向國家重大需求,對關鍵核心技術中的重大科學問題給予長期支持,對包括3D打印和激光制造在內的重大領域給予重點支持,推動關鍵核心技術突破。(2)下游激光應用領域進一步擴大
25、激光加工技術作為現代制造業的先進技術之一,具有傳統加工方式所不具有的高精密、高效率、低能耗、低成本等優點,在加工材料的材質、形狀、尺寸和加工環境等方面有較大的自由度,能較好地解決不同材料的加工、成型和精煉等技術問題。隨著激光器技術和激光微加工應用技術不斷發展,激光加工技術能夠在更多領域替代傳統機械加工。目前,以德國、美國、日本為代表的發達國家在電子、汽車、機械、航空、鋼鐵等行業已經基本完成了激光加工技術對傳統技術的替代。我國激光應用雖然發展較快,但滲透率仍然相對較低。我國已進入后工業時代,制造業正經歷從中低端制造向高端制造轉型升級的過程,作為產業升級的核心技術,激光加工應用領域將繼續作為國家重
26、點支持領域,加速對傳統加工技術的替代,最終推動我國制造業邁進“光制造”時代。下游應用領域的拓展為激光器產業的發展提供了較大的市場空間。(3)配套產業的發展助推激光器產業快速發展激光器件是激光產業發展的關鍵所在,激光器的發展依賴于泵浦源、激光晶體、高端光學器件等激光器件的發展水平。我國在激光晶體、光學器件等領域具備較強的科研實力,并且較早實現了產業化,發展較為成熟,完整、成熟的產業配套有利于激光器產業快速發展。此外,我國激光應用市場廣闊,激光設備制造產業發展成熟,應用開發技術居于世界前列,相關公共服務平臺配套較完備。下游應用產業的繁榮為激光器產業的健康發展提供了市場保障。2、不利因素(1)行業競
27、爭加劇近年來,全球激光加工技術對傳統加工工藝的替代日趨明顯,國內激光加工市場規模不斷擴大,帶動了上游激光企業的數量大幅增加。受制于技術水平,前期激光器在國內競爭主要是國內企業間中低功率激光器競爭和國際企業間大功率高端激光器競爭。未來國內激光企業必然走向國際市場,在積極推進我國激光產業國產化進程的同時,積極參與國際競爭,樹立我國激光產品在國際領域良好的形象。此外,國內外主要激光器廠商紛紛開始向微加工領域拓展,雖然微加工市場規模不斷擴大,競爭對手的涉足將提升該市場的競爭程度,需制定完善的研發和市場策略,進一步鞏固在激光微加工領域的市場競爭力。(2)宏觀經濟形勢波動回顧激光行業發展進程,產業規模整體
28、呈周期性波動向上趨勢。以美國IPG、美國相干、大族激光、華工科技為代表的國內外龍頭公司季度營收上行趨勢明顯;另一方面,季度同比數據顯示全球激光產業規模歷經2009下半年至2010上半年、2017上半年至2018上半年兩次較大幅度提升后,目前受宏觀經濟形勢波動、終端產品創新周期、貿易爭端等多因素疊加影響,行業發展略有放緩。預計未來隨著5G商用的全面推進,新的應用場景不斷顯現,激光產業有望迎來快速發展。二、 激光微加工市場發展情況1、激光技術成為微加工領域的重要工具激光微加工一般是指加工尺寸在微米級別的工藝過程。目前全球制造業正處在向精密化、集成化、智能化發展的道路上,微加工技術正成為精密制造的主
29、流技術趨勢,并成為世界各國的重要研究課題。在材料表面或者三維空間實現微米、亞微米乃至納米量級精度的結構、紋理、微孔等加工并盡可能地消除熱效應影響,既是全球制造升級的要求,更是發展趨勢。隨著全球加工行業精細化程度的不斷提升及我國制造業轉型升級,激光加工已經成為替代傳統加工工具的重要技術手段之一,激光加工憑借其加工精度高、熱效應低等優勢將成為微加工領域的主要加工工具。以皮秒、飛秒為代表的超快激光器和紫外、深紫外波長的固體激光器具有超快超精、高聚焦能力、“冷加工”的特點,能有效解決微加工過程中所面臨的技術難題,在微加工領域應用越來越廣泛。根據StrategiesUnlimited數據,2017年全球
30、材料加工市場激光器銷售收入約為43.2億美元,在大功率加工(宏觀加工)、微加工和打標雕刻三大主要應用類別中,微加工應用占據了約32%的市場份額。根據2016年工業激光器市場總結及展望預測數據,2015年至2017年用于微加工的工業激光器的銷售收入復合增長率約為20.46%。假設微加工激光器銷售收入按照該增長率保持穩定增長,2019年全球微加工激光器的銷售收入將達到約20億美元。2、紫外激光器銷量增長明顯,成為激光微加工的主力機型紫外光的波長較短,在加工時與被加工物體的接觸面相對較小,有利于減小熱效應影響區,能夠有效提升加工精度,用于靜態動態標識、3D打印、切割鉆孔、脆性材料加工等多個領域。根據
31、2019年中國激光產業發展報告數據,國產紫外激光器的出貨量從2014年的2,300臺增長至2018年的15,000臺,預計2020年出貨量有望達到20,000臺,增速較高。在2018年15,000臺出貨量中,納秒紫外激光器約占八成,是目前激光微加工領域的主力產品。3、超快激光器應用領域不斷拓展,將成為激光微加工領域新的增長點超快激光器正經歷蓬勃發展的階段,下游應用領域不斷拓展,并憑借其作用時間短和峰值功率強的特點在消費電子、生物醫療、航空航天、新能源等眾多領域得到了應用。根據MordorIntelligence預測,2018年全球超快激光市場容量約為33.7億美元,到2024年將達到128.2
32、億美元,其中以中國為代表的亞洲市場將成為超快激光器的主要增長區域。根據2019年中國激光產業發展報告,2017年我國超快激光器市場容量約為13.5億元,預計2020年將超過50億元。(二)固體激光器與光纖激光器在微加工領域的比較激光加工憑借其高效率、低能耗、高柔性等特點,已經在許多應用領域里對傳統加工方式進行替代,給全球制造業帶來了革命性的轉變。隨著激光器在工業領域滲透進程的不斷推進,未來各類激光器的分工將更為明確并出現以下發展趨勢:連續光纖激光器向超高功率方向發展。更高輸出功率將成為連續光纖激光器發展的主要研究方向,輸出功率將從百瓦級、千瓦級向萬瓦級發展;脈沖光纖激光器向高平均功率、高峰值功
33、率方向發展;固體激光器向短波長、短脈寬、高功率、大脈沖能量、高光束質量方向發展,并將被更加廣泛的應用于激光精密加工領域。綜上所述,作為激光加工技術的核心器件,激光器在宏觀加工領域將主要以連續激光為主,并往更高功率方向發展;在微加工領域脈沖激光則更具優勢,并往短波長(紫外、深紫外)和短脈寬(皮秒、飛秒)方向發展,即向更高脈沖能量和光束質量方向發展。與其他激光器種類相比,固體激光器(含超快激光器)在微加工領域擁有技術優勢,主要表現主要為:高峰值功率。脈沖激光可產生高瞬時峰值功率。光纖激光器使用的光纖芯徑較小,能夠承受的峰值功率較低。固體激光器的增益介質為激光晶體,相比光纖能夠承受更高的峰值功率,從
34、而可以覆蓋更多的微加工應用場景。例如飛秒激光的瞬間功率可達百萬億瓦級別,對于傳統光纖激光技術,如何解決高峰值功率產生的光纖損傷及非線性效應是技術難題;高聚焦能力。固體激光可以產生高光束質量的短波長激光,在半導體芯片等工業和科學研究領域為高精度和超高精度應用提供了可能;高加工精度。固體激光器能夠通過倍頻晶體在諧振腔內將紅外光轉換為綠光、紫外光及深紫外光等短波長激光并對外輸出。更短波長是微加工激光器的發展趨勢,其產生熱效應較低,能量利用效率高,從而能夠有效提升加工精度。三、 激光器產業市場發展情況1、全球激光器市場概述激光技術自問世以來,60多年間取得了飛躍的發展,其應用幾乎涵蓋所有工業領域,除輕
35、工業、汽車、航空航天、動力及能源行業外,正逐步向精細、微細加工領域拓展,有力推動了電子制造、集成電路、通訊、機械、醫療、牙科、美容儀器設備及新興應用的發展。除了應用領域的不斷擴張,激光技術在各領域的應用范圍也逐漸由宏觀加工應用覆蓋到更細微的工藝環節。隨著全球激光應用市場的穩定增長及我國制造業轉型升級的巨大需求,激光器產業將面臨著前所未有的發展機遇。從市場規模來看,根據2020中國激光產業發展報告,近年來,由于全球激光器市場規模不斷擴大,技術創新日趨活躍,全球激光器銷售額從2013年的89.7億美元增長至2019年的147.3億美元,復合增長率為8.62%。在飛機、汽車等制造業對激光加工需求不斷
36、增長等因素的影響下,預計2020年全球激光器收入將繼續以約10%的速度增長。此外,在通信與光存儲、醫療美容、儀器及傳感器等方面,激光器產品也在逐漸滲透。從激光產業全球分布來看,美國、歐洲的激光產業發展代表了世界激光產業的較高水平,涌現出了美國IPG、德國通快、美國相干、美國光譜物理等全球知名激光企業,在汽車、電子、航空航天、機械、鋼鐵等領域基本完成了對各工藝環節的應用滲透,為全球工業發展創新注入了技術活力。以中國為代表的新興市場正經歷產業轉型升級,激光技術作為現代高端工藝加工技術,在產業轉型升級過程中將扮演重要角色,得到了政府的大力支持。新興市場需求的爆發將成為未來幾年激光市場增長的重要動力。
37、2、全球工業激光器市場現狀工業加工制造是激光技術最大的應用領域。隨著激光技術不斷發展,激光加工優勢更加明顯,應用領域更加廣泛,拓展了激光技術的市場空間。近年來,中國政府大力推進以精密制造技術、智能制造技術為特點的先進制造業,對工業激光器及激光設備產生巨大需求,成為全球激光產業市場的主要增長點。2008年全球金融危機后,全球經濟緩慢復蘇,美國、中國、德國等主要工業國家推行以精密制造、智能制造為核心的制造產業升級,對工業激光器需求持續增加。StrategiesUnlimited1數據顯示,2018年全球各類工業激光器的銷售收入持續增長,由2017年的48.55億美元增至50.58億美元,2019年
38、預計收入可達51.61億美元。由于各類激光器各具優點,在工業應用中分別側重于不同領域,且下游應用市場需求情況差異較大,其市場規模存在一定差異。得益于光纖激光器的快速增長及固體激光器在微加工領域的優異表現,全球工業激光器市場近年來保持持續增長態勢。從全球范圍看,光纖激光器發展備受矚目,金屬切割和焊接的宏觀加工是目前激光器的主要應用,光纖激光器因加工效率高、穩定性強、能耗低等優點迅速在宏觀加工領域替代了傳統加工設備。在固體紫外激光器的帶動下,固體激光器近年來取得令人矚目的成績。目前工業紫外激光器一般指納秒級的輸出紫外光的脈沖固體激光器,具有效率高、重頻高、性能可靠、體積小、光束質量好以及功率穩定等
39、特點,主要應用于電子產品打標、電器外殼標記、食品藥品生產日期的標記、消費電子微加工等領域。另外深紫外/極深紫外固體激光器在一些精密加工領域,如手機金屬外殼的切割、焊接,PCB/FPCB板切割與分板,陶瓷打孔劃片,玻璃、藍寶石、晶圓切割和細微打孔等領域具有不可替代的作用。未來微加工應用在工業和生活消費領域的持續增加也會帶動固體納秒激光器及超快激光器市場規模的不斷增長。材料加工是工業激光器的主要應用領域,汽車、航空航天、能源、電子和通信(智能手機)等行業材料加工應用持續推動工業激光器銷售額的強勁增長。StrategiesUnlimited數據顯示,2017年材料加工市場激光器銷售收入約為43.2億
40、美元,在三大主要應用類別(大功率加工、微加工、打標雕刻)中,微加工應用占據了材料加工市場總額的32%。目前,國內光纖激光器市場份額高于固體激光器,主要原因是光纖激光器主要用于大功率宏觀加工,市場需求與國內制造業發展階段吻合;固體激光器主要用于微加工,微加工市場雖處于快速發展階段,但目前市場容量小于宏觀加工市場容量,但高精度制造的需求比如可穿戴設備、半導體芯片、醫學醫療、新能源等推動市場快速發展,是國家重點鼓勵的發展方向。(二)我國激光器產業發展現狀1、我國激光器產業發展概述鑒于激光產業的重要戰略地位,我國政府一直高度重視激光技術的研發。1961年我國自主研制出了第一臺激光器,標志著中國在激光理
41、論領域邁入世界先進行列,但由于當時國家經濟發展較為滯后,激光技術在當時并未得到充分的應用。當前我國已成為全球制造業第一大國,國內市場對激光技術產品的需求日益旺盛。隨著德國通快、美國相干、美國IPG、美國光譜物理等國際激光企業紛紛進入國內市場,我國工業激光市場也進入快速發展期,國內激光理論研究成果開始得到應用,以華工科技、大族激光為代表的本土激光裝備生產企業將我國激光產業帶入了一個新的高度,激光產業鏈配套逐漸發展成熟,在激光晶體、光學器件等領域已經具備較強的實力,激光器作為激光產業的關鍵部件得到了長足發展。2、我國激光器市場發展現狀2010年以來,得益于激光加工應用市場的不斷拓展,我國激光產業也
42、逐漸駛入高速發展期。2018年中國激光設備市場規模達到605億元,同比增長22.22%,2011年至2018年復合增速達26.45%。根據2019年中國激光產業發展報告預計,2019年中國激光設備市場規模將超過700億元,增速繼續保持20%以上。激光器作為激光設備的核心光學部件,下游設備市場規模的高速增長也帶動激光器市場需求不斷上升。根據基業常青經濟研究院預計,2018年我國激光器(含激光放大器)的總體市場規模可達234億元,2015年至2018年間市場復合增速為20.42%。在國家產業政策的推動下,我國工業制造步入轉型升級時代。激光技術作為現代高端制造技術,為我國制造業升級提供了技術支持,是
43、提升我國制造業競爭力的重要手段,國家高度重視激光產業的發展。精密加工技術和設備被列為優先發展的高技術產業化重點領域指南(2007年度)中優先發展的18項先進制造之一,成為“國家優先發展的高新技術產業化重點領域”。在我國制造產業發展綱領文件中國制造2025中,明確提出圍繞重點行業轉型升級和新一代信息技術、智能制造、增材制造(3D打印)等領域創新發展的重大共性需求,形成一批制造業創新中心,重點開展行業基礎和共性關鍵技術研發、成果產業化、人才培訓等工作。穩定的需求增長及良好的政策環境,都表明我國激光產業具備廣闊的市場發展前景。四、 積極拓展投資空間和效能對接國家戰略部署及省發展布局,持續推進“兩新一
44、重”建設,著力補齊基礎設施、社會民生、應急救援、生態環保等領域短板,發揮好投資關鍵拉動效應。加大交通、水利、能源、物流、市政設施等項目投入,全面提升基礎設施整體質量效益水平。瞄準新基建、新產業等領域,加快信息基礎設施、融合基礎設施、創新基礎設施等重大項目建設。加強要素保障,統籌土地、資金、人力等資源要素的配置能力,加強政策協同調控功能,把要素保障與項目包裝同步謀劃,加大對基建升級更新項目土地、環保等要素保障力度。規范創新投融資體制機制,建立配套的產業引導基金,發揮政府投資撬動作用,挖掘民間投資潛力,激發市場投資活力。五、 扎實推動“縣市區融合”發展完善責任共擔、利益共享機制,推動13縣市與“三
45、區”實現政策對接、產業對接、項目對接,用好用活開放平臺。加快推進滇南中心城市與紅河綜合保稅區、蒙自經濟技術開發區在城鎮規劃建設、產業招商互補銜接、資源要素優化配置等方面統籌聯動,促進蒙自、個舊、開遠3市與紅河綜合保稅區、蒙自經濟技術開發區在規劃、建設、管理上實現融合發展。推動自貿試驗區紅河片區與河口國門城市一體規劃發展,持續提升河口國門城市形象,打造國際陸港自貿城,實現門戶帶動沿邊、聯動腹地協調發展,推進開放型經濟取得新突破。推進金水河邊境經濟合作區建設,打造金水河國門口岸特色城鎮,建設一批口岸綜合體,力爭建設綠春縣平河省級口岸。完善界橋會談等合作機制,高質量辦好中越邊境經濟貿易交易會,提升經
46、貿、旅游、人文、教育等領域合作水平。第三章 市場預測一、 產業政策1、加強“從0到1”基礎研究工作方案面向國家重大需求,對關鍵核心技術中的重大科學問題給予長期支持。重點支持人工智能、網絡協同制造、3D打印和激光制造、重點基礎材料、先進電子材料、結構與功能材料、制造技術與關鍵部件、云計算和大數據、高性能計算、寬帶通信和新型網絡、地球觀測與導航、光電子器件及集成、生物育種、高端醫療器械、集成電路和微波器件、重大科學儀器設備等重大領域,推動關鍵核心技術突破。2、高端智能再制造行動計劃(2018-2020年)加快研發應用再制造舊件損傷三維反求系統以及等離子、激光、電弧等復合能束能場自動化柔性再制造成形
47、加工裝備等。鼓勵應用激光、電子束等高技術含量的再制造技術,面向大型機電裝備開展專業化、個性化再制造技術服務,培育一批服務型高端智能再制造企業。3、“十三五”先進制造技術領域科技創新專項規劃面向航空航天、高端裝備、電子制造、新能源、新材料、醫療儀器等戰略新興產業的迫切需求,實現高端產業激光制造裝備的自主開發,形成激光制造的完整產業體系,促進我國激光制造技術與產業升級,大幅提升我國高端激光制造技術與裝備的國際競爭力。4、戰略性新興產業重點產品和服務指導目錄(2016版)戰略性新興產業重點產品:高性能激光器、準分子激光退火設備、半導體激光器件、高性能全固態激光器件、光纖激光器件、固態激光材料、稀土激
48、光晶體。5、“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃搭建增材制造工藝技術研發平臺,提升工藝技術水平。研制推廣使用激光、電子束、離子束及其他能源驅動的主流增材制造工藝裝備。加快研制高功率激光器、掃描振鏡、動態聚焦鏡及高性能電子槍等配套核心器件和嵌入式軟件系統,提升軟硬件協同創新能力,建立增材制造標準體系。在航空航天、醫療器械、交通設備、文化創意、個性化制造等領域大力推動增材制造技術應用,加快發展增材制造服務業。6、“十三五”國家科技創新規劃“先進制造技術”一欄中指出,要開展超快脈沖、超大功率激光制造等理論研究,突破激光制造關鍵技術,研發高可靠長壽命激光器核心功能部件、國產先進激光器以及高端激光制造工
49、藝裝備,開發先進激光制造應用技術和裝備。7、國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要支持新一代信息技術、新能源汽車、生物技術、綠色低碳、高端裝備與材料、數字創意等領域的產業發展壯大。大力推進先進半導體、機器人、增材制造、智能系統、新一代航空裝備、空間技術綜合服務系統、智能交通、精準醫療、高效儲能與分布式能源系統、智能材料、高效節能環保、虛擬現實與互動影視等新興前沿領域創新和產業化,形成一批新增長點。8、中國制造2025圍繞重點行業轉型升級和新一代信息技術、智能制造、增材制造、新材料、生物醫藥等領域創新發展的重大共性需求,形成一批制造業創新中心(工業技術研究基地),重點開展行業基礎和共性關鍵技術研
50、發、成果產業化、人才培訓等工作。到2020年,重點形成15家左右制造業創新中心(工業技術研究基地)。9、國家增材制造產業發展推進計劃(2015-2016年)提出,到2016年初步建立較為完善的增材制造產業體系,初步掌握增材制造專用材料、工藝軟件及關鍵零部件等重要環節關鍵核心技術,研發一批自主裝備、核心器件及成型材料,整體技術水平保持與國際同步,在航空航天等直接制造領域達到國際先進水平,在國際市場占有較大份額。(二)行業概況1、激光器工作原理激光是二十世紀繼核能、半導體、計算機后又一重大發明,并憑借其良好的單色性、方向性、亮度等特質被廣泛應用于工業制造、生物醫療、軍事等領域,被譽為“最快的刀”、
51、“最準的尺”、“最亮的光”。激光器是激光的發生裝置,主要由泵浦源、增益介質、諧振腔等組成。泵浦源為激光器的激發源,諧振腔為泵浦光源與增益介質之間的回路,增益介質指可將光放大的工作物質。在工作狀態下增益介質通過吸收泵浦源提供的能量,經諧振腔振蕩選模輸出激光。2、激光器分類(1)按增益介質分類按照增益介質的不同,激光器可分為固體(含全固態、光纖、混合、半導體)、氣體、液體激光器等,狹義的固體激光器一般指全固態激光器。行業產品目前涉及全固態(DPSS)、MOPA光纖(偏振)及固體-光纖混合模式等主流激光器。目前發現可做增益介質的物質有近千種,常見的有摻釹釔鋁石榴石(又稱YAG)、紅寶石、釹玻璃、光纖
52、、二氧化碳等。每類增益介質激光器具有自身的比較優勢,應用領域有所側重,相互間完全替代可能性較小。(2)按輸出波長分類激光器按照波長可分為紅外光激光器、可見光激光器、紫外激光器、深紫外激光器等。不同結構的物質可吸收的光波長范圍不同,因此需要各波長的激光器應用于不同材料的精細加工。紅外激光器與紫外激光器是運用最廣泛的兩種激光器:紅外激光器主要應用于“熱加工”,將材料表面的物質加熱并使其汽化(蒸發),以除去材料;在薄膜非金屬材料加工,半導體晶圓切割,有機玻璃切割、鉆孔、打標等領域,高能量的紫外光子直接破壞非金屬材料表面的分子鍵,使分子脫離物體,這種方式不會產生高熱量反應,因此通常被稱為“冷加工”,紫
53、外激光機在微加工領域具有不可替代的優勢。由于紫外光子能量大,難以通過外激勵源激勵產生一定高功率的連續紫外激光,故連續紫外激光一般是應用晶體材料非線性效應變頻方法產生,因此目前廣泛應用工業領域的紫外激光器主要是固體紫外激光器。(3)按運轉方式分類激光運轉方式是激光器的技術核心,主要可以分為連續激光器和脈沖激光器。連續激光器中各能級的粒子數及腔內輻射場均具有穩定分布,其工作特點是工作物質的激勵和相應的激光輸出可以在一段較長的時間范圍內以連續方式持續進行。連續激光器可以在較長一段時間內連續輸出激光,但熱效應較明顯。脈沖激光器以不連續方式輸出激光,主要特點是熱效應小,可控性好。脈沖激光器的脈沖寬度指激
54、光功率維持在一定值時所持續的時間。目前常用的工業微加工激光器可分為納秒激光器、皮秒激光器和飛秒激光器等。脈沖寬度越窄,對激光調制技術的應用要求就越高。二、 激光器調制技術激光器是應用于微加工領域的有效工具,激光可以會聚于微小的目標區域并實現“冷加工”的效果。在目標區域內激光和材料的相互作用將由多個參數加以控制,諸如波長、脈沖能量和脈沖寬度等,參數組合決定脈沖的峰值能量密度。不同的參數組合可以產生打標、切割、穿孔、退火、淬硬等操作所需的加工條件。為提高脈沖激光器的輸出功率,增加能量密度,控制熱效應,行業研發了多種調制技術,主要包括調Q技術、鎖模技術、可調諧技術、啁啾脈沖放大技術(又稱CPA技術)
55、及主振蕩功率放大技術(又稱MOPA技術)等,具體情況如下:調Q技術的工作原理是在工作物質的粒子數反轉狀態形成后并不使其產生激光振蕩,待粒子數積累到足夠高的程度后,突然瞬時打開開關,從而可在較短的時間內形成十分強的激光振蕩和高功率、窄脈寬脈沖激光輸出;鎖模技術是指共振腔內不同縱向模式間存在確定相位差,由此獲得一系列在時間上等間隔的激光超短脈沖序列,配合特殊的快速光開關技術,可進一步從脈沖序列中選出單一的超短激光脈沖;可調諧技術是指在一定范圍內連續可控輸出波長。目前,激光晶體(固體激光器的增益介質)已經達到了上百種,如藍寶石、YAG晶體等。固體激光器倍頻技術最為成熟,光波段實現了紫外到紅外的全覆蓋
56、,為激光波長可調諧奠定了堅實基礎;CPA技術是指用展寬器將飛秒脈沖在時域上展寬,成為幾百皮秒或納秒量級的長脈沖,經多級放大充分提取增益介質中的儲能后,再用具有相反色散的脈寬壓縮器將長脈沖壓縮至接近其初始的脈寬值;MOPA技術是將具有高光束質量的種子信號光和泵浦光,通過一定的方式耦合進雙包層光纖進行放大,從而實現對種子光源的高功率放大。激光器的MOPA結構是解決超快激光兼具高峰值功率和高光束質量的最優方式。用于微加工領域的激光器選擇取決于諸多因素,其中包括材料屬性、加工形狀、所需精度等,為了滿足微細加工日益嚴苛的精度要求,短波長、窄脈寬、高功率將成為應用于微加工領域激光技術的主要發展趨勢。(二)激光加工特點及微加工應用激光加工是激光技術的工業應用,將一定功率的激光聚焦于被加工物體上,使激光與物體相互作用,加熱、熔化或氣化被加
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