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力量钻石研究报告：培育钻新锐_加码产能享受行业高增长红利1. 力量钻石：培育钻新锐，行业高增下尽享高成长1.1.十年完成追赶，跨入领导者行列力量钻石成立于 2010 年，是专注于人造金刚石产品研发、生产和销售的高新技 术企业，主要产品包括金刚石单晶、金刚石微粉和培育钻石三大产品体系。与老 牌金刚石生产商相比，公司成立时间较晚，得益于持续的技术研发、丰富的经验 积累，公司逐步从行业的追随者成长为领导者。 公司的发展历程可分为初创期、创新发展期、巩固提升期三大阶段，主营产品范 围持续扩大、产品质量持续提升。2021 年，公司收入达到 4.98 亿元，稳居超硬 材料行业前四。初创阶段（2010-2012）：主要通过外购石墨芯柱来进行合成、提纯和分选 等加工工序，2012 年底六面顶压机装机量仅 58 台，产能规模较小；创新发展阶段（2013-2016）：实现自产石墨芯柱、掌握大单晶合成技术， 市场知名度提升后客户数量和订单需求明显增加。巩固提升阶段（2017-今）：实现量产培育钻石毛坯，上市募资扩增产能， 2021 年底公司六面顶压机装机量已达 600 台左右。1.2.三大超硬材料产品，主业纯粹公司主业仅含超硬材料及制品，下游应用领域较为集中。公司产品中，培育钻石 主要用于制作各类钻石饰品及其他时尚消费品，按产品颜色可分为白钻和黄钻； 金刚石单晶和金刚石微粉产品主要用于制作锯、切、磨、钻等各类超硬材料制品和工具，其终端应用领域广泛覆盖建材石材、勘探采掘、机械加工、清洁能源、 消费电子、半导体等行业。主要产品高度协同，生产设备一致。公司主要产品培育钻石、金刚石单晶均使用 高温高压法（HTHP）合成工艺，核心设备为六面顶压机，产能可根据需要切换。 其中，金刚石单晶的合成方法具体为静压触媒法，即在金刚石热力学稳定前提下， 在恒定的超高压高温和触媒参与的条件下合成金刚石单晶。培育钻石的合成方法 具体为温差晶种法，即处于高温区的碳源经金属触媒向处于低温区的晶种表面输 送并不断沉积长大成为金刚石晶粒。二者合成原理和方法有所差异，但其生产工 艺流程基本相同。公司培育钻石、金刚石单晶生产中，主要原材料为石墨粉、金属触媒粉、顶锤、 叶腊石等，通过外部采购原材料加工为复合块用于生产。上游供应商主要包括郑 州三磨所/辽宁营口鑫源（六面顶压机）、尚太科技（石墨粉）等，下游厂商主要 包括河南晶拓（国内最大培育钻贸易商）、泉州众志（金刚石刀具）等。 公司金刚石微粉以金刚石单晶为原料，通过气流破碎机制备而成，工艺原理简单， 单台设备价值仅 20 余万元。公司自产金刚石单晶可保障微粉生产，原料自给率 超 50。公司目前有台气流破碎机，年产能约 5 亿克拉，主要下游厂商包括 美畅新材/恒星科技/岱勒新材（金刚石线锯）等。1.3.实控人控制公司 59.33股权股权相对集中，员工持股平台保障核心团队利益。公司控股股东为邵增明，实控 人为李爱真和邵增明母子，二人直接持有公司 56.39%股权，并通过员工持股平 台商丘汇力控制公司 2.94%股权，合计控制公司 59.33%股权。公司通过员工持 股平台绑定核心团队，技术总监张存升、销售总监周智华、财务总监兼董秘童越、 生产总监贺凌云均持有商丘汇力股权。1.4.主营产品量价齐升，2021 年收入+104%三大主业高增，业绩大幅增长。2021 年，公司实现营业收入 4.98 亿元，同比增 长 104%；实现归母净利润 2.40 亿元，同比增长 228%。分业务来看，培育钻 石、金刚石微粉、金刚石单晶贡献收入 1.97、1.56、1.37 亿元，占当期收入的 40%、31%、28%。受益于高毛利产品培育钻石占比大幅提升，及金刚石单晶、 微粉市场供不应求下价格持续上涨，公司业绩快速增长。 2022Q1，公司预计实现归母净利润 0.93-1.03 亿元，同比增长 127.89%- 152.40%，环比增长 18.49%-31.23%，主营产品产销两旺。高毛利产品培育钻占比提升，盈利能力大幅提升。2021 年，公司实现毛利润 3.19 亿元，同比增长 199%；综合毛利率为 64%，同比+20.5pct。分业务看，培育 钻石、金刚石微粉、金刚石单晶业务分别贡献毛利 1.60、0.78、0.80 亿元，毛 利率分别为 64%、50%、58%，同比+14.6pct、+9.7pct、+18.5pct。 报告期内，公司培育钻石产品良率和生产效率持续提升，大克拉毛坯（3ct 以上） 占比大幅提高，产品结构性涨价且综合成本下降，毛利率持续新高。2021 年以 来，金刚石单晶、微粉产品供应存在缺口，下游需求稳中有升，价格上涨带动毛 利率提升。经营管理稳健，期间费用率保持稳定。2021 年，公司期间费用率为 10%，较 2020 年略有下降，处于较低水平，其中销售费用率、管理费用率、财务费用率 分别为 1.1%、8.4%、0.5%。得益于公司优秀的经营管理能力，2021 年公司净 利率为 48%，同比+18.3pct。1.5.募投项目扩大产能，巩固生产优势IPO 募资使用完毕，定增加码产能。公司 IPO 实际募集资金净额 2.74 亿元，全 部用于“宝晶新材料工业金刚石及合成钻石智能化工厂建设项目”，该项目已于 2019 年 9 月开工建设，计划 3 年内新增 320 台六面顶压机。截至 2021 年末， 公司 IPO 募集资金已使用完毕。3 月 25 日，公司发布公告拟向不超过 35 名特定对象发行不超过 1207.44 万股， 募资总额不超过 40 亿元。拟用于“商丘力量钻石科技中心及培育钻石智能工厂建 设项目（21.91 亿元）”、“力量二期金刚石和培育钻石智能化工厂建设项目（15.99 亿元）”、“补充流动资金（2.10 亿元）”。项目建设期为 3 年，其中主要生产设 备投资约 30 亿元，整体计划购置 1800 台六面顶压机，其中 1500 台用于培育 钻石新产能建设。此外，本次项目中公司拟用 1.39 亿元建设研发中心，产量良 率、生产效率有望持续提升，助力业绩增长。2. 金刚石行业：新旧领域同时发力，景气度高企2.1.人造金刚石：从工业明珠到消费新风尚金刚石性能优异，下游应用广泛。金刚石是世界上最坚硬的、成份最简单的宝石， 它是由碳元素组成的、具有立方结构的天然晶体。自然界中的天然钻石是由地表 以下约100英里深处碳单质形成的，压力为4.5-6.0Gpa、温度为1100-1500。 近代以来科学家通过实验室模拟金刚石生长环境，生产出人造金刚石，并通过改 良技术培育出钻石。金刚石作为强折射、高色散的宝石品种，由其打磨而成的钻石在奢侈珠宝中占据 一席之地；同时具备高强度、高灵敏、高透光、高功率、高热传导率和高电子迁 移等热、光、电、声和化学性能优势，被广泛应用于建材石材、勘探采掘、机械 加工、清洁能源、消费电子、半导体等领域。人造金刚石被广泛应用于工业生产中，而培育钻石作为钻石消费领域的新兴选择，主要用于制作各类钻石饰品及其 他时尚消费品。技术突破培育宝石级金刚石，中国占据优势地位。自然界中金刚石储量稀少，且 集中于南非、俄罗斯等地。近代工业发展对金刚石需求大增，西方率先在人工合 成领域取得进展。我国人造金刚石以高温高压法为主，1960s 打破国外垄断，成 功合成人造金刚石并研制合成设备六面顶压机。目前河南地区已经形成了全球最 完整的金刚石产业链，涵盖“六面顶压机供应/原材料生产人造金刚石合成单 晶筛选分级/钻石打磨加工”各个环节，当地有超过 200 家超硬材料及制品生产 企业。工业金刚石：2000 年开始，我国成为全球最大人造金刚石生产国，2019 年 产量达到 142 亿克拉，占全球总产量的 90%以上。培育钻石：2015 年前后，豫金刚石在宝石级金刚石领域取得突破，可生产 1-3 克拉毛坯。2018 年，中南钻石、黄河旋风先后突破 3-6 克拉毛坯技 术，并开始批量化生产，意味着我国在培育钻石生产领域达到世界领先水平。 2020 年，我国培育钻石毛坯产量约 300 万克拉，占全球供应的 40%+。（报告来源：未来智库）2.2. 培育钻石千亿市场，中国制造商受益2.2.1. 全球培育钻石产业链：中印美三国主导中国、印度、美国分别为培育钻石生产、加工、消费第一大市场。全球相当数量 的培育钻石也经历了“中国印度美国”的流动过程。2020 年，中国生产了 全球 40%+培育钻石，其中 70-80%最终流向美国市场；印度打磨了全球 90% 的钻石；美国则消费了全球 80%的培育钻石，其中 30-40%可追溯至中国。培育钻石产业链毛利率呈现典型的“微笑曲线”。上游钻石毛坯生产商存在生产 技术优势，毛利率普遍在 60%左右；中游贸易加工商等因门槛较低，毛利率仅 10-20%；下游零售商享受品牌溢价，毛利率普遍为 60-70%。2.2.2. 供给：HPHT 与 CVD 法齐头并进，中国占比超 40%目前仅高温高压法（HPHT）和化学气相沉积法（CVD）两类技术路线可商业化 生产培育钻石毛坯。HPHT 法和 CVD 法采用完全不同的合成原理和合成技术， 生产出的产品类型和产品特点也各不相同，HPHT 法在白钻生产中更有优势， CVD 法则更适于大克拉、高净度毛坯生产。2020 年，全球培育钻石毛坯产量 700 万克拉中，HPHT 法和 CVD 法分别为 320、380 万克拉。HPHT 法：合成原理是石墨粉在超高温、高压条件及金属触媒粉催化作用下 发生相变生长出钻石晶体，合成速度快、单次产量高。中国 2020 年 HPHT 法毛坯产量约 280 万克拉，几乎垄断全球 HPHT 法生产，主要生产企业包 括中兵红箭、黄河旋风、力量钻石、郑州华晶四家，CR4 市占率约 80%。CVD 法：合成原理是含碳气体（CH4）和氢气混合物在超高温、低压条件 下被激发分解出活性碳原子，通过控制沉积生长条件促使活性碳原子在基体 上沉积交互生长成钻石晶体。CVD 合成培育钻石呈板状，颜色不易控制、 培育周期长、成本较高，但纯净度高，较适宜 5ct 以上培育钻石合成。国外 以 CVD 法生产为主，2020 年印度、美国 CVD 法毛坯产能分别为 150、 100 万克拉。河南“982”工程等重大项目相继出台，厂商加码培育钻石产能。头部企业中兵 红箭、黄河旋风、力量钻石等经验技术丰富，主导培育钻石扩产。目前在建的重 点项目投资额合计超 140 亿元，建设期普遍在 2-4 年，预计可新增毛坯产能 1000 万克拉左右。我们预计 2025 年培育钻石产量将达到 3818 万克拉。仅考虑产量规模，培育钻 石在钻石生产端渗透率达到 23%，年复合增速为 41%。核心假设如下：河南地区目前重点在建项目预计可新增毛坯产能 1000 万克拉左右，建设期 2-4 年。考虑后续全国扩产，预计到 2025 年中国 HPHT 法产能净增长 1200 万克拉。中国、印度、发达地区 2022-2025 年 CVD 设备数量年增速分别为 50%、 40%、10%；预计 2022-2025 年天然钻石产量增速为 3%。2.2.3. 加工：印度垄断全球打磨市场印度人工成本低廉，包揽全球 90%钻石加工业务。钻石打磨加工厂商集中在印 度苏拉特，当地约 70 万人从事钻石加工业，包揽了全球近 90%的钻石加工业 务。在巴西和非洲发现钻石之前，印度一直是钻石的主产区，当地打磨加工历史 悠久、行业竞争门槛较低、劳动力成本低廉，大型加工厂和传统家庭作坊并存， 打磨量占比极高但切工相对落后。据钻石观察数据，相比天然钻石，培育钻石能让中游赚到更多的钱，苏拉特地区 已有 10%的钻石工厂加工培育钻石产品。据 GJEPC 数据，2019 年底培育钻石 进出口数据已经明显增长，受疫情影响短暂下滑后恢复高增速。2022 年 2 月， 印度培育钻石毛坯进口额为 1.55 亿美元，同比增长 85.01%；培育钻石裸钻出 口额为 1.26 亿美元，同比增长 113.55%；培育钻石进口端渗透率为 6.99%， 同比+1.58pct；出口端渗透率为 5.98%，同比+2.72pct。2.2.4. 需求：美国市场占 80%全球钻石消费以美国为主，占比超 50%。2020 年，全球裸钻市场规模约 230 亿 美元，其中美国、中国、印度、日本市场分别为 120、30、20、10 亿美元。2018- 2020 年，美国市场裸钻消费量在全球占比分别为 46%、48%、51%，预计全 球钻石消费较长时间内均以美国为主。美国市场消费者钻石消费量大，带动培育 钻石需求。据 MVEye 统计 2020 年，共有 80%的美国消费者了解过培育钻石， 并有 8%的消费者购买过培育钻石首饰。老牌珠宝商破局，叠加疫情推动，培育钻石渗透率快速提升。自宝石级培育钻石 开始进入消费市场后，美国市场渗透率长期不足 1%。伴随老牌珠宝商 De Beers 等开始涉足这一新兴领域，加大市场宣传力度，消费者认知提升带动渗透率增长。 2021 年，我们预计全球培育钻石饰品市场销售额约 35 亿美元。据 Bain 统计数 据，美国市场占据了培育钻石 80%的销售量，我们预计 2021 年美国市场规模 约 28 亿美元，培育钻石渗透率约 7%。主要天然钻石产地南非、澳大利亚等国 受疫情影响，2020 年产量大幅下降，培育钻石在此背景下获得广泛关注。疫情 后经济增长疲弱影响消费者信心，其对高性价比的培育钻石饰品消费意愿增强。高性价比构筑核心优势：培育白钻价格仅是天然钻的 1/4。随着培育钻石产能不 断扩张及技术进步，培育钻石和天然钻石之间的价格差异稳步扩大，以 1 克拉成 品裸钻（圆钻、VS、G 色）为例，2016-2021 年价格差异从 10-15%扩大到75%甚至更高。截至 2021Q3，天然钻石裸钻价格约为 6000 美元/克拉，培育 钻石裸钻价格约为 1800 美元/克拉。以时尚类钻石首饰为主的 Pandora “Brilliance”系列，定价仅 600 美元/克拉。 自然界中红色、蓝色、绿色都是极为罕见的钻石颜色，价格高昂。实验室培育技 术解决了彩钻的稀少问题，为年轻群体提供了极具性价比的选择。1 克拉天然蓝 钻的价格在 10-30 万元不等；品级较高的蓝色培育钻石，1 克拉的价格也仅为 2-4 万元。2021 年以来，天然钻供需错配导致价格持续上移，价差扩大有助于培育钻渗透 率走高。据 IDEX（国际钻石交易平台）数据，2021 年 1 月 1 日-2022 年 4 月 1 日，成品钻价格总指数累计上涨 26.82%。需求端，欧美疫情稳定后，下游需 求快速反弹，同时通胀预期下钻石在资产配置中的重要性显著提高；供给端，生 产仍受限制叠加部分矿区衰竭关停，存在一定缺口。 目前培育钻石尚无行业统一报价，价格锚定天然钻石价格，根据一定折扣比例进 行销售。天然钻石价格大幅上涨，与培育钻价格差异扩大，城市中产有望加速转 向培育钻消费，培育钻渗透率提升创造空间。2.3. 金刚石行业景气度高位，盈利能力恢复2.3.1. 我国金刚石供应占全球 90%以上金刚石行业供应集中，全球生产看河南。我国在 1963 年成功研制出第一颗人造 金刚石，经过 50 多年的发展，形成了完整的产业体系。从 2000 年开始，我国 成为全球最大人造金刚石生产国，2010 年产量即突破 100 亿克拉。2019 年， 我国金刚石单晶产量为 142 亿克拉，占全球总产量的 90%以上。 金刚石单晶领域，河南产量占全国的 80%，其中中南钻石、黄河旋风、郑州华 晶、力量钻石占据全国近 70%的市场份额；金刚石微粉领域，2019 年全国产量 约 25.3 亿克拉，其中商丘柘城微粉产业集群占据国内微粉市场的 80%。较长时间内，金刚石单晶下游需求平稳，国内产能供应充足，价格稳定在 0.3 元 /克拉左右。2017-2018 年价格明显上涨，主要原因为光伏硅片切割技术替代导 致线锯用微粉市场供不应求，销售价格、市场需求均大幅增加，金刚石单晶作为 生产金刚石微粉的原材料，其市场价格亦随之上涨。2019 年后，金刚石微粉市 场供求关系逐步恢复平衡、市场价格有所回落，金刚石单晶的价格也随之下降。 2021 年以来，需求高增叠加供应不足，导致工业金刚石价格总体涨幅达到 50%, 部分产品涨幅超 70%。受培育钻石市场需求火爆影响，许多公司将产能逐渐向 培育钻石倾斜，导致工业金刚石产能下降，无法满足市场需求，同时光伏、电子 等下游需求高增，导致价格大幅上涨。2.3.2. 下游应用广泛，供给缺口致价格居高难下下游市场需求高增，价格有望维持在高位。金刚石单晶和金刚石微粉产品具有超 硬、耐磨、抗腐蚀等优良性能，属于高效、高精、半永久性、环保型先进无机非 金属材料，是生产用于对高硬脆、难加工材料进行锯、切、磨、钻等加工工具的 核心耗材，终端应用领域广泛覆盖建材石材、勘探采掘、机械加工、清洁能源、 消费电子、半导体等行业。 近年来，光伏、消费电子等行业快速发展，对金刚石微粉需求大增，同时拉动其 原料金刚石单晶的需求。光伏领域，2017 年金刚石线锯切割技术全面取代碳化 硅砂浆切割技术广泛应用于光伏单晶硅、多晶硅材料切割领域，金刚石线需求量 提升拉动微粉需求；消费电子领域，金刚石微粉及制品可为电子玻璃等提供高质 量的精密表面处理，为微粉创造广阔的市场空间。3. 公司优势：高成长标的，产能加码&技术投入构筑护城河3.1.低基数高成长，产能快速提升与其他头部公司相比，公司存量压机较少，增速最快。2012 年末，公司六面顶 压机装机量仅为 58 台。2022 年一季度末，公司六面顶压机装机量已达到 700 台左右，其中 60%以上用于培育钻石生产。根据公司定增预案规划，未来 3 年 公司将新增六面顶压机超 1800 台，装机量达到 2500 台以上，年均投产 600 台 以上，年复合增速接近 40%。与同行相比，公司在合成设备先进性和生产效率方面具备显著优势。六面顶压机 大型化工艺不断突破，目前行业内已可生产 1000 型超大腔室压机。650 型 号主要在 2016 年前后投入使用，目前行业龙头中南钻石、黄河旋风、郑州华晶 均以该型号压机为主。公司近年快速扩产，恰逢行业更新换代，以 700 及以上 型号压机为主。截至 2020 年末，公司已装机投产 700 及以上型号压机占比 91%，而行业内 700 及以上型号压机占比平均为 19%。大腔室压机在单次产量及产品良率均有大幅提升。从金刚石单晶生产来看，同等条件下650、700、800 型压机合成高品级金刚石单晶单次产量平均为 200ct、 280-320ct、320-360ct；从培育钻石生产来看，单台650、700-800、 850-1000 型压机单月产值分别为 4-8、8-10、13 万元。从盈利能力来 看，2021 年力量钻石超硬材料业务毛利率显著高于同行，达到 60%以上。公司与三磨所、辽宁营口鑫源等厂商长期合作，可稳定获得其压机供应。2022 年，三磨所大部分压机产能已被公司锁定，将陆续交付。三磨所六面顶压机产能 约 200-300 台/年，产品涵盖 650-1000，采用锻造法工艺。目前行业内六 面顶压机仍以铸造法工艺为主，同等条件下，锻造铰链梁的刚性和强度远高于铸 造铰链梁，可极大地提高压机的可靠性，延长压机的使用寿命，具有制造缺陷少、 强度高、加工精度高、使用寿命长等显著优点，是传统铸造铰链梁六面顶压机的 更新换代产品，更有利于六面顶压机的大型化发展。公司后续可定制三磨所 850 以上大腔室压机，进一步提升生产效率。3.2. 加大研发投入，良率提升带动业绩增长公司加大研发投入，掌握多项核心技术。2021 年，公司研发投入达 2655 万元， 研发费用率达 5.3%。通过自主研发，公司已逐步掌握了包括原材料配方技术、 新型密封传压介质制造技术、大腔体合成系列技术、高品级培育钻石合成技术、 金刚石微粉制备技术等在内的人造金刚石生产五大核心支撑技术，形成了相对完 备的核心技术体系。培育钻石产品良率、大克拉占比持续提升，销售均价大幅上涨。2019 年开始， 公司 3 克拉以上毛坯逐步开始量产，在销售中的占比达到 9%。2021Q1，公司 生产中 3 克拉以上毛坯占比显著提升，白色钻石一等品的比例达到 70%以上， D/E/F 色钻石的比例达到 95%以上。由于 3 克拉以上毛坯可切割为 1 克拉左右 裸钻，价值大幅提升，21Q1 公司毛坯销售均价提升至 657.08 元/克拉，同比增 长 141%。公司大颗粒高品级培育钻石合成技术已取得授权发明专利 2 项、实用新型专利 13 项，由公司主持完成的“宝石级无色钻石合成方法”研发项目被河南省科学技 术厅确认为科学技术成果。通过配方改进、结构优化、配合先进的生长控制技术 和行业智能化大腔体合成设备，在大幅度提高钻石生长速度的同时，进一步提高 宝石级钻石粒度、质量，通过多层技术不断提高产量。培育钻石成本主要受制造 费用影响，得益于自制石墨芯柱及员工单人控制压机数增多，生产中材料成本及 人工成本呈下降趋势。3.3.主业强协同性，保障利润最大化公司主营产品培育钻石、金刚石单晶、金刚石微粉具备强协同性。培育钻石及金 刚石单晶均使用六面顶压机进行生产，公司可根据下游需求变化，更改合成芯柱 配方、切换合成工艺来调整培育钻石和金刚石产能比例，保障公司利润最大化。 金刚石微粉以金刚石单晶为原料，经气流破碎制得。2021 年，公司金刚石微粉 销售收入达 1.55 亿元，在光伏行业市场占有率保持第一。公司自产金刚石单晶 可保障 50以上微粉生产需求。此外，中南钻石自公司金刚石微粉业务投产以 来，一直是公司第一大供应商，与公司建立了稳定的合作关系，保证了公司金刚 石单晶的长期稳定供应。2018-2020 公司分别向中南钻石采购金刚石单晶 1.31、 1.60、2.28 亿克拉。后续待公司定增募投项目投产后，公司将新增 300 台压机 用于金刚石单晶生产，可进一步提升微粉原料自给率。