超硬材料行业深度研究报告.docx

超硬材料行业深度研究报告录331. 超硬材料行业处于发展期，前景广阔 21.1. 超硬材料指硬度可以与金刚石相比拟的材料 21.2. 金刚石单晶在工业领域地位突出 31.3. 下游制造业升级，金刚石微粉发挥重要作用 52. 培育钻石成为超硬材料的绝对主角82.1. 培育钻石技术壁垒高 152.2. 培育钻石行业产能集中在国内，全球需求快速增长173. 我国超硬材料上市公司及行业领导者 234. 风险提示281. 超硬材料行业处于发展期，前景广阔1.1. 超硬材料指硬度可以与金刚石相比拟的材料硬材料是一种重要的工程材料，通常是指硬度达到莫氏硬度最 高值 10 或接近10的材料，主要应用于复合材料、无机非金属材料、 硬质合金的加工，作为一种重要的功能材料。目前常见的超硬材料有 金刚石（天然金刚石和人造金刚石）、立方氮化硼等。 目前常见的超 硬材料有金刚石（天然金刚石和人造金刚石）、立方氮化硼（PCBN） 等。其中 PCBN 具有高硬度、高耐磨性且高温下表现稳定，主要用 于制造各类刀具；金刚石又分为单晶金刚石、聚晶金刚石（PCD）和 CVD 金刚石，单晶金刚石应用于砂轮、锯片等，PCD 应用于刀具、 石油钻头，CVD 金刚石应用于拉丝模、刀具等，高端CVD 金刚石 应用于电子器件、航天等领域。超硬材料也可以分类为单晶超硬材料 和聚晶超硬材料（也称“复合超硬材料”），单晶超硬材料包含单晶金 刚石、单晶立方氮化硼等，特点是硬度高但尺寸小；聚晶金刚石/立 方氮化硼是用单晶金刚石/立方氮化硼为主要原料，添加金属和非金 属粘接剂在高温高压环境下制成的复合材料，复合超硬材料虽然硬度 和耐热度稍差，但其切割面积较大、耐磨性更好。HI二单晶、用含超殴卅胛第子事司颠L对立下若单晶艇意抻料一峡度高、时热性灯.但尺寸小. 切#»）而依小魁片、砂纶等切削工具无优疗业号复合K晒材料硬度一酎据性国i信.但尺寸大、 切剿k计大，行步也更好刀具、猫尖凡奉一电于、石油天."皆料渠*：力国讯底工工业你姬硬"外仆.军宝让&却叱副断部复合超硬材料主要用于石油天然气、煤田矿山、汽车等。石油天然气 用聚晶金刚石是由小金刚石颗粒和粘接剂混合组成的切削层和硬质合金衬底层在高温高压下烧结合成，该材料具有很高的强度、硬度和 耐磨性，将该材料镶嵌于石油、天然气钻头上，是钻头上起到切削和 掘进的核心部件，在钻头掘进的过程中，金刚石复合片逐渐消耗。在 煤田矿山开采过程中，金刚石复合片起到同样的作用。PCD 刀具的 耐用度较硬质合金刀具寿命高几十倍，主要加工对象为有色金属、非 金属材料等。由于汽车发动机活塞的群部、销孔和化油器等部件含硅 量一般在 10%以上，硬度较大，且大多采用流水线批量生产，这使 得合金刀具的性价比较低，金刚石刀具适用性良好。图1：搬图金用石卢童快建用卡图2!金用，途。件科始禹于出。声最：匕克发 出口 :C克投进口价格（决兀/克拉）200 出口价格（美元/克检）4山I1=2011 2Q1Z 2013 2014 2013 2010 2017 Z0L82011 2012 2013 2>014 2013 2010 2017 2018科来8,中国产生h宽阳，华宝证零婚叱创新卡背斛来*:中国产业*叱司,堂证参峭工斛册¥1.2. 金刚石单晶在工业领域地位突出金刚石单晶在建材石材领域需求稳步增加，建材石材类产品跟基 建投资及房地产开发投资关联密切。2020 年以来我国基建和房地产 投资保持高速增长趋势，其中基建投资从 2003 年的 1.37 万亿元 增长至 2020 年的 18.82 万亿元，年复合增长率为15.77%；“十四 五”期间有望保持4-5%增速，到2025 年达到23 万亿以上。而房 地产开发投资则是近年来国内建筑业增长的主要驱动力，2016 年开 始的新一轮高景气仍在持续，新开工面积维持达到 22 亿平以上、 施工面积增加至 87 亿平以上，新一轮竣工周期延续；PMI 建筑业分项自 2011 年以来除新冠疫情影响外长时间维持在50%以上的扩张区间，带动了金刚石单晶的需求。£ 4: 2<H1+ 202Q4d,世后坞广施工面相保#西增一秋国用地产糖工面积已平方米）-同比I： wf H<«： wind.毕兄试忝哨K”祈F¾ 3； 2011 -201g-t ZD 23K:制iZO11 2012 2013 2D14 20-13 2 01 2017 201& 2CL9我国基槌让雹投费靓较（eæj T-同比GJ营杆*R：gd.国事航升而.隼富i£本£郁曲“我国经济进入高质量发展阶段，在新型城镇化建设等宏观政策的支持下，基础设施和房屋改造升级周期来临。海外在新冠疫情后将基建作 为推动经济复苏的重要手段，同时在货币较为宽松以及疫情增加居民 对房屋需求的支撑下，房地产景气度持续提升，带动建材石材加工和 工程施工用金刚石工具的市场需求。我国人造金刚石单晶产量占全球 总产量 90%以上，因此在国内产业链率先恢复后，2020 年下半年 超硬刀具类产品受益于出口订单旺盛，金刚石单晶产品出现供不应求， 导致价格上涨，促进国内金刚石单晶类产品进入新一轮增长。 勘探 采掘领域金刚石单晶需求提升。矿物勘探开采是金刚石的另一主要需 求，随着全球经济的稳步增长，矿产资源的需求量不断扩大，未来伴 随我国经济继续增长以及新兴市场的崛起，矿产资源的消耗将会长时 间维持较高增速。过去十年，我国主要矿产资源开采量整体从高速增 长阶段过渡至稳步发展阶段。2020 年原煤产量39 亿吨，同比增长 1.4%；原油产量 1.95 亿吨，同比增 1.6%；天然气产量 1925 亿立方米，同比增长 9.8%；其他十种有色金属产量为 0.62 亿吨，同 比增 5.5%。但我国及全球均面临主要矿物开采品位下降的情况，需 采掘更多的原矿量以保持产量稳步增长。 全球矿产资源勘探形势趋 于紧张，浅部地层的矿产资源已基本开采殆尽，深部找矿已成为地质 找矿探矿的方向。金刚石大单晶因在坚硬岩层中效率大幅高于其他产 品，因此在深部探矿中应用广泛。随着勘探深度和难度的增加，金刚 石单晶钻的经济性优势将进一步彰显出来，具有广阔前景。1.3. 下游制造业升级，金刚石微粉发挥重要作用机械制造产业升级带动金刚石微粉需求不断增加。机械、汽车制 造、家告 电制造等细分行业的产业升级带动了对高端金刚石工具的 需求。汽车行业精密加工领域目前已广泛使用人造金刚石工具，高端 金刚石工具可以满足汽车制造过程中切削、打磨、抛光等多工序高精 密的需求。近年来全球汽车行业受到贸易战及新冠疫情影响，2021 年随着全球主要国家经济复苏，汽车产销量将恢复增长，我国汽车产 量由 2011 年1842 万辆上升到2020 年的 2532 万辆，整体呈上 升趋势。随着国内新型工业化和城镇化进程的加快发展，居民消费不 断升级，未来我国汽车市场仍有较大的增长空间。图5：我国及全摩凡事lf5t （方冬）中国汽胆产箕空封汽车产管戈抖隹M： vxi,华之证g7:创川群家电尤其制冷家电业是人造金刚石磨具和刀具的主要应用领域 之一。家用空调、冰箱所使用压缩机的三大部件活塞、气缸、上下轴 承座主要使用金刚石工具进行加工。我国家用空调和冰箱的产量在消 费升级以及出口量不断增长的背景下，分别从 2011年的11001 万 台和 7882 万台增长到 2020 年的 14491 万台和 8443 万台。 2020 年以来家电出口大幅增长带动国内家电制造业重回高速增长。田6:第IR2W和电冰新/玄（万白）f¼- wind.华宜途乘KOI修俾量最大的领域。2019 年光伏在国内补贴退出的驱动下快速进入平价上网 告 阶段，市场需求驱动光伏装机量重新进入高增阶段，全球新增装机分别为 116.9GW、134GW，2021 年虽然受到硅料产能限制，装机量仍将有望实现 15%左右的增长达到155-160GW； 2022 年在硅料产能瓶颈逐步解除之后，2022-2025 年全球新增装 机量将达到 25%的复合增速，到 2025 年新增装机量达到 400GW。 2021 年 166、182、210 单片硅片消耗金刚石量分别为 1.8/2.4/2.8 米/片，随着金刚线直径逐步减少，单位损耗逐步增加， 单位功率硅片消耗的金刚线增加，目前 1W166、182 和 210 单晶 硅片对应金刚线消耗量分别为 0.285m、0.34m 和 0.28m，210 单 晶与166 硅片单位需求基本相同，而182 硅片需求增长15%左右； 我们预计光伏金刚线需求量将从2020年5000 万公里左右增长到 2025 年的 13500 万公里。S 7=代国被金环北执新情粒机衣/ (GW)中典籍用米机碗 全球析堵收机症食科*»，Ed. Bt)光化产11你会.华富谨停看冀刺0MINILED 时代来临，蓝宝石切割金刚石微粉需求爆发。2020 年 我国 LED 行业总产值达到 7013 亿元，同比有所下滑，但近十年 来总体仍保持较快增长态势。LED照明产品已经逐步替代传统的白炽 灯和荧光灯，正处于持续爆发增长阶段。以苹果公司、华为以及小米 公司为代表的科技巨头纷纷推出 MINILED 背光产品的电脑和显示器，售价在 1.5 万-10 万之间，灯珠数量在 1.2 万-10 万颗，2021 年MINILED 正式进入爆发期。MINILED 有望成为在通用照明之后 LED 重要驱动力，蓝宝石衬底的需求量有望从 2020 年的4200 万 片左右增长至 2023 年的 6000 万片左右，年复合增长率约为 12.6%。田8:我旧LED什史及.LEPtT易什业也筷渡勃旦大20112012201320L4 2QU 2Dl 2017201S20192020LEP疗牝虎喉（亿元） 一同比（*有至科一一: "0.年宝证晕用它3右寄:2. 培育钻石成为超硬材料的绝对主角培育钻石是一种依靠超硬材料工业高科技生产工艺诞生的品种， 主要是为现代工业中，硬质材料的切磨、加工所使用的刀具这个目的 开发的，它以更高的硬度战胜了一代超硬材料硬质合金，更低廉 的价格取代了二代超硬材料天然钻石，与立方氮化硼一起，成为 了超硬材料的绝对主角。主要的应用就是 PCD（聚合金刚石）复合 片刀具，就是将极小颗粒（230µm）的金刚石粉末与结合剂，在 高温高压下烧结，再经过切割、焊接、刃磨，就可以派上大用场 培 育钻石目前已成为全球钻石消费的新兴选择之一，在品质、价格、环 保和科技等方面具有显竞争优势。随着培育钻石合成技术不断提高、 成本及价格快速下降，以及市场消费理念和消费习惯改变，培育钻石的市场关注度和市场需求显著提升，已成为人造金刚石行业最重要的 发展方向之一。在现代工业加工领域，由于对人造金刚石的需求数量、 品种、质量的不断提高，原来只能作为工业材料的人造金刚石终于大 规模达到珠宝级应用的水平。 培育钻石与天然钻石性质相同且更具 优势。培育钻石作为一种人工合成的钻石，产品在晶体结构完整性、 透明度、折射率、色散等方面可与天然钻石相媲美，作为钻石消费领 域的新兴选择，可用于制作钻戒、项链、耳饰等各类钻石饰品及其他 时尚消费品。 培育钻石越来越被市场认可 2012-2015 年培育钻石 就已经在全球珠宝消费市场出现，但产品品质较差、价格优势不明显； 2017 年以来施华洛世奇、戴比尔斯等国际珠宝巨头进军培育钻石饰 品市场，加上美国联邦贸易委员会（FTC）为培育钻石正名等因素推 动，培育钻石在行业组织建立、技术规范制定、合成及鉴定技术提升、 产能规模和市场份额提高等方面明显进步，培育钻石得到大众的认可。 2019 年之后培育钻石的接受度已经提升至较高水平，生产成本大幅 下降，培育钻石的优势逐步凸显，认可度加速提升；2020 年下游加 工环节受到疫情影响，一定程度干扰了培育钻石的爆发过程，2021 年疫情影响逐步消除，行业进入加速阶段。最2:培育冷石逐新得到市斯认可酎帽2017.5-华;3世奇建下一方跨西品 Dmma在北支也区正式开住2018.5曼比依斯奕布我出培有浊石忤品M脾L1gMbox2018.7吴国我祁当会M.会CFTC）时姑石的定义逸行了河*,抨实.依宜爆育就石筑人抬若大臭201 Q.2it亚济MJL推出毋育杜石HS*42019.3HR 口叶廿*也石兼函丁天幽约石就）分ttli* GIA更崎筮耀寞®育&石证书的根指 培育纣石A 3J为欢先"*珠宝*2019.5美修最大珠宝*善育Signa开整在其我上0就姑售通力U石2019.7即度推出毛培培育钻石HS崎吗 中保陈血三踮4姑石分会2010.10央J *出眈石*发生国美注四咒大姝定本0面Sgrw1开端在找下T居怵IMS育钻石201Q.11注弯他占展a奏如业京01除球史累世界麻堂期会CCIBJO）创立培育帖石委M会欧国通卫新的考美编码II分天展站石和坞哥姑君a-÷4t4- lab-GrownDiamondEchange （LGDEX）在以网展土Ro&yBlue宣布开屏tk_i冷博耳帖石小 外簿2019.12NGTC金点制筹定与分级）企业嫁才发布实逆 做比尔断向掣户发率引导乎哥里找良分天然犯石"培育姑石2020.03GSI雷布推出LGXComleterM培音黏石全面介煽据奇2020.M尖国培方岱七品牌Diam0ndFoudry拉出新M20 20 09日铁城*4t题麦黄；大衣择堆育帖石2020.12GIA推出皆依培N帖.¾tia旨朴*：中12球立赵上看办杼业例会兄方必石分全寸何.il-fl*, ±lii0d¼*培育钻石性能媲美天然钻石 培育钻石为人工培育出的与天然钻石相 同的真钻石。目前市场上的伪钻石主要有伪钻石（假钻石）和仿钻石 （锆石和莫桑石等）两种，而真钻石包括天然钻石和人工培育钻石。两者的差异仅在于形成环境，天然钻石形成于地壳运动、卫星撞击等 天然环境，培育钻石是模仿天然钻石形成环境制备而成的钻石。囤%埃育船力为*拈君毒卷2.65-2.6Q包我0.0550-104硬更7.5-.5925位索红、-<. «k挑长包、及麦、没橘、爆包、麦 邑寺10O-1MO/CT100-30CT我3：修石母真桑石属粒f州代百；芋宕添柴碑品例牺蜜培育钻石与天然钻石化学成分、物理性质相同，在晶相特性方面可能有所不同。主要由于天然钻石形成环境更为复杂。天然钻石的晶相结构大致有 13 种，常见结构为八面体、菱形十二面体或两者的聚形、三角薄片 双晶等，而培育钻石的结晶特征主要有立方体、立方八面体等；但晶 相方面差异并不影响其光学及物理方面性能，仅在切磨方面成本有所 不同。 钻石与合成立方氧化锆主要区别在硬度。硬度决定钻石与人 造立方氧化锆切割后腰棱的差别，由于钻石的硬度高于合成立方氧化 锆，所以钻石切割后其腰棱必须是磨砂的，而合成立方氧化锆是带有 平行光排列的抛光痕迹。在显微镜观察下，钻石的内部包体丰富而合 成锆石比较干净，少有包体特征。合成立方氧化锆与钻石是不同的物质。 钻石与莫桑石的主要区别在于折射率。莫桑石的折射率远高于钻石，表现出的火彩是钻石的 3 倍，所以可以感受到莫桑石火彩更为浓烈艳丽，而钻石火彩温柔内敛。在放大镜观察下可以明显看出莫桑石的腰部内全反射影像呈现四线效果，而钻石全反射影像只有两条线。ffl 10:妙*拈石鸟天然怯石站品习彼才要异人造钻石天排钻石tt li-6W. ¥£让篇峭CM新新和4：整育祗工片夭黑黏石属性无本不直刑4住*帖石区制化羊就.分硬C碰C无折射隼2.422.42无相时隘度3.523.52无也性0.040.044无硬凡值9DGPA90GPA无导电性旦 乂 1(NM"K2 乂 103W/M*无揖陛性0"1k0KD.0X1O-6K无DEEPUVTOFARTRDEEPUVTOFARTR无tFJL>f-1016QHMCM1016OHM-CM无可4煽住8,3X 10-13M2/N3×1O-13M2N无f外我才1 CARAXYe网.隼宣1l奉盟尤慎断坏培育钻石更为环保 相对于天然钻石开采，培育钻石无需采掘，可以保护地表环境，大幅减少土地消耗、碳排放（为天然钻石开采的1/2）以及水资源利用（仅为天然钻石的 1/7）等；且在劳工保护方面大幅优于天然钻石开采，培育钻石在厂房内极少发生安全事故。培育钻石的保护地表环境、减少碳排放的绿色、可持续发展理念完全契合目前国家提出的扎实做好碳达峰和碳中和工作部署要求。妙"IU*此何上电破坏董（m）d1XT(P-7X10 12-:1 *废弱货【碗】2.83.D0O6438:3:1叶4立一本*>0.4B0.076.9: L戈侬4<卜就金4_21 X 1/0.0289l.5105; I能注酒就（eJouIs）536-6250.821:1申纤改琼：CARAXY u H.华宜法奉峙式剪新坏 3:堆官黏石后天厩帖而土产都喻浒山EXV Al H)、 IllH.J'iI培育钻石价格更具竞争力 天然钻石具有稀缺性，成本高于培育钻石，因此在各方面属性相同时，培育钻石的价格竞争力优势明显。 2017 年四季度以来，培育钻石价格不断下降，2020 年四季度零售 价下降到天然钻石35%，较 2017 年下降30PCT；批发价在 2018 年第四季度下降到天然钻石的 20%，此后基本维持稳定。 2020-2021 年随着大颗粒培育钻石（5克拉以上）加速规模化量产， 单克拉的生产成本继续大幅下降，而纯净度、色度等性质仍在大幅提 升。我们认为未来无论是零售价还是批发价相较于天然钻石都仍有较 大下降空间。 2020 年力量钻石的销售价格在 272 元/克拉，合计约40 美元/克拉，若按照原钻成本占钻石总成本的 20%预测，培育 钻石成品钻石的成本在200 美元/克拉，大幅低于天然钻石。目前主 要钻石厂商的培育钻石销售价格仅为天然钻石的 20%-30%左右。 DeBeers 旗下培育钻石品牌 Lightbox 目前产品促销价格仅为天然 钻石的 10%左右，其 1/2 克拉 LabGrown 项链仅销售 425 美元， 1 克拉产品销售价格在 1500 美元左右（不考虑颗粒大小、色彩、 纯净度等对价值量的影响）。（料亲a：里县咨胃.华支正暮制七创!r培育钻石具有更高的可控性 培育钻石是在实验室中通过科学方 法人工合成相对于天然钻石形成的不可控过程，其成色、尺寸、颜色 等均可通过优化合成方法和技术实现，因而产品种类多样，满足下游 不同需求。例如，通过特定的工艺控制，培育钻石可以合成自然界中 罕见的蓝色、粉色等彩色钻石，但其售价也相对更高。2.1. 培育钻石技术壁垒高培育钻石工艺技术来源于工业科技的进步，一方面需要强大的压 力产生装置，另一方面需要可承受巨大压力的容器材料，也就是高温 高压法的原理。之后随着微波技术的成熟，将高纯甲烷气体在高温下 微波电离出不带电荷等离子化的碳和氢原子，然后让碳原子在温度较 低的底层基片上吸附结晶生长，也就是后来的化学气告 相沉积法 （CVD 法）的原理。 培育钻石的技术壁垒体现在三个方面，首先因 为培育钻石和工业金刚石不同，其生产周期很长，如果没有相对的数 量，比如 1000-2000 台以上，即使厂家拥有相关的一些技术，也无 法打开市场，其次行业属于重资本投入型，短期之内没有足够资金支 持的话，不可能对现有的龙头造成冲击。第三在技术扩散方面，全市 场对于原材料、生产、工艺一体化深入了解的技术人员稀缺，技术扩 散的进程会比工业金刚石的慢很多。 HPHT 技术与 CVD 技术对比 高温高压（HPHT）技术:高温高压技术完全模拟天然钻石的生长过程， 在地上重现碳元素层的反应并将石墨转换成钻石。HPHT 法（温度在1400°C-1700°C、压力在5.2GPa-5.6GPa)合成钻石是指模拟天然钻 石生长的环境，在六面体高压机内，以石墨、金刚石粉或石墨-金刚 石粉为碳源，在高温高压、金属触媒等生长环境中形成的等轴晶系晶 质体。采用高温高压法生产20 克拉培育钻石仅需要 2 周时间。生 长过程就是顶压机生长舱高温区放入高纯度的石墨作碳源，在低温区 放置钻石籽晶。在一定的温度梯度驱动下，碳源从高温处的高浓度区 向对低温处的低浓度区扩散，在低温区的钻石籽晶处于过饱和而结晶， 然后冷却取出，采用浓硝酸清除钻石表面的杂质。R*4h (APlflXMU-tl M ¾<HJ , *!£次暴叫Q4汁那化学气相沉积(CVD)技术:通常是在高温等离子的作用下，含碳气 体被离解，碳原子在基底上沉积成钻石膜。基底可以是非钻石材料， 但单晶钻石通常是碳原子在钻石基底上沉积而形成。含碳气体通常是 指含氮、甲烷和氢的混合气体，甲烷是合成钻石碳原子的来源，氮可 以增加生长速度，氢可以抑制石墨的形成。通常CVD 合成钻石是在 低压高温条件下进行，压力一般小于一个大气压，温度在 1000°C 左 右。困15： CVD技*?外来耳：<s-f*f al>rS , &宝江聚现宽电新坏两种技术各有优势，HTHP 效率更高颜色更好，CVD 纯净度更 优。生产 1 克拉培育钻石，由于高温高压(HTHP)是碳原子与碳原子 连接形成，所以生长周期仅需要数天。化学气相沉积(CVD)是在培育 钻石籽晶上将含碳气体解离生长，逐渐堆积增生，这就需要数月的生 长周期。由于高温高压(HTHP)需要金属触媒作为溶剂参与反应，所 以会对钻石的纯净度产生一些影响，化学气相沉积(CVD)纯净度稍好。表6：通育口石西种曲拳叶此1OD-150D800-1000压力(FG5.2-5.6 G0.D1 VI珀再女结休，八面便反疑板世昼旌穿全长璃期1支柱)1-3 JL14月意料来4：4沦中国修耳沾石境1aM不附可什性r华立证季石总创4t坤2.1. 培育钻石行业产能集中在国内，全球需求快速增长培育钻石产能大分部在中国 受地理条件限制，天然金刚石产能 主要集中在南非、扎伊尔等，而培育钻石的产能大部分集中在中国。 根据贝恩咨询发布的20202021 全球钻石行业报告，2020年全 球培育钻石产能约 600700 万克拉，其中中国产能达 300 万克拉，远超其他国家，占比约 50%。其次为印度和美国，分别为 150 万 克拉和 100 万克拉，合计占比超 30%。其余产能分布在欧洲、中 东、俄罗斯等地。经过近几十年的发展，美国的通用电气和阿波罗、 英国的第六元素、日本的住友、俄罗斯的新钻科技、新加坡的IIa科 技等集团公司，在全球培育钻石界都有了广泛的知名度，比如 DiamondFoundry、Lightbox、Diama、GEMESIS 等培育钻石品 牌产品，正逐渐由国外市场向中国国内渗透，和天然钻石的市场一样， 在行情启动之前就占领培育钻石高端消费市场。国内钻石产能则主要 集中在宁波晶钻、上海征世、华晶金刚石、中南钻石、黄河旋 告 风 等企业。从生产技术角度而言国内主要还是采用 HPHT 法生产，而 全球其他地区基本采用CVD 法生产钻石。HPHT 法在生产人造金刚 石领域几乎形成了垄断，目前约占全球HPHT 法生产培育钻石产能 的90%。慎他，我圈17：查MU育世不声触介布（万儿耻）图18i使用HPHT社术的皿求震其占比史押来埠：员县皆通，胃金证#4七刨我占卜H4=典%杳询.毋玄江*帮叱制孤*根据中国机床工具工业协会超硬材料分会数据，目前国内生产人造金刚石的六面顶压机数量约为 10000 台；截至2020 年3 月末，六 面顶压机中650（即活塞直径为650mm、腔体为68mm×72mm） 及以下型号的占比约为 81.25%；其中2019年末用于培育钻石的压 机数量为 1500 台左右（对应约 130 万克拉/年产能），我们预计 2020-2021 年以中南钻石和黄河旋风为主的厂商开始产能扩张，并 将原有部分工业钻石的产能向培育钻石切换，到 2021 年年中全国 培育钻石的六面顶压机产能将达到3000 台左右，其中新增产能中多 为650 型号以上产能。出19;国大巧内六而咽H机睛产IE摩何（白）3M30002 3002O1X)0 IOMD育料未"：单宣证卷苛亢鼠新部G 20:讯于4#帖石约衣声n仄机氨量fll再（台）申南钻王贵国佐国?金刚石力*唯石g责料来用：华支if*蹄章翻耨塔培育钻石需求增速显著 从行业生命周期判断，培育钻石目前处于高速增长的初期。根据Bain 咨询，2019年全球天然原钻产量为 1.39亿克拉，而培育钻石产量为 600 万克拉左右，渗透率约为4.3%； 2020 年天然原钻产量约下滑 2800 万克拉至1.11 亿克拉，而培育 钻石预计增长 15%左右至 750 万克拉，渗透率达到 6%。<nj华宜1上寺用工曲M"钻石行业稳定发展，培育钻石加速渗透 全球钻石珠宝市场规模 庞大，消费需求稳步增长。根据 DeBeers 发布的全球钻石珠宝行业 报告，2019 年全球钻石珠宝市场销售额从 2009 年的 591 亿美元 增长到2019 年的790 亿美元，年复合增长为 3.5%。全球钻石市 场 2020 年受到新冠疫情影响，根据 Bain 咨询发布的TheGlobalDiamondIndustry202021，2020 年原钻、抛光钻 石和钻石珠宝市场分别下滑 33%、22%和 15%，全球原钻市场销 售规模从2019 年的120 亿美元下滑到80 亿美元左右。而2020 年 3-4 季度下游消费的强劲复苏带动产业链库存快速下降，从最高点的 6500 万克拉下降到5200 万克拉。2021 年全球钻石消费持续复苏， 主要原钻生产厂商表现强劲，俄罗斯最大钻石生产厂商阿尔罗萨 2021 年上半年实现营收 1840 亿卢布，同比增长 156%；同时毛 钻价格同比上涨7%左右，反映全球钻石消费市场的修复。消费量保持稳步增长趋势，天告然 钻石价格在 2014-2015 年迎来拐点， 2015 年天然钻石价格稳步下降。随着全球范围内年轻一代逐步成长 为消费主力，90 后、00 后和 10 后消费群体对钻石珠宝的消费偏 好和购买习惯必将推动未来钻石珠宝消费需求的增长。 零售终端主 要集中在美国，中国近年来逐渐进入零售终端 培育钻石的下游为零 售终端以及相关的配套服务产业。根据全球钻石行业报告统计， 下游消费需求中占比最大的分别为自身消费、酬谢赠礼、结婚订婚等， 培育钻石作为钻石消费的新兴选择，由于其在品质、成本、环保和科 技等方面优势明显，下游消费市场现处于快速崛起状态。目前全球范 围内钻石消费最大的市场是美国，2020年以来，美国货币宽松，财 政失业救助支撑起美国国内的消费水平，钻石珠宝成为富裕阶层消费 的主要产品之一。2018 年美国钻石珠宝市场销售额为 360 亿美元， 全球占比为 46%，2019 年进一步提升 2PCT 至 48%。中国市场 为第二大消费市场，2018-2019 年销售额约100 亿美元，全球销售 占比在 15-16%，大幅落后于美国S 22：全球辣宝必曾总进入平B*K期£ 231 201。耳各市场站工酒费ft均f fl-:单宣证泰时霓创制部炉料蠡2t二好宝让卷崎它弱勘鄙国24：培rw石a游*泰及*售市月分率雷轩来岸：Mt4r- .堆玄证蒙4比期折部天然钻石行业经过一百多年的发展，目前已处于成熟阶段，消费 诉求主要侧重奢侈消费和价值收藏。培育钻石技术实现突破时间尚短， 行业处于发展初期，市场消费需求快速增长，供给能力与消费需求存 在一定差距，且培育钻石企业的研发实力、工艺水平和质量控制能力 要求都远高于一般人造金刚石企业，因此行业进入门槛较高，竞争相 对较小。 培育钻石市场未来空间广阔，中国将成为最主要市场 告 根据 ULTRAC 公司创始人 AndreyZharkov 在 2019 年培育钻石 特别论坛上的分享，2019 年全球毛坯培育钻石产量达600 万ct， 成品培育钻石约 200 万ct，产值约8 亿美元。根据2018 年全球 钻石行业报告预测，随着培育钻石合成技术不断提高，全球培育钻 石产量年均增长率将保持在 15%-20%，2030 年培育钻石产量规模 将达到 1000 万克拉至1700 万克拉，若考虑2/3 的损耗率，预计 2030 年全球培育钻石毛坯产量规模将达 3000-5100 万克拉。预计 2025 年全球/中国培育钻石毛坯市场规模可达 379/237 亿元，全 球培育钻石饰品市场规模可达 1324/828 亿元，2030 年全球/中国 培育钻石毛坯市场规模可达 744/558 亿元，全球培育钻石饰品市场规模可达2351/1763 亿元。 从消费结构来看，根据贝恩咨询2019 年全球钻石行业报告统计数据，全球培育钻石消费市场中，美国和 中国分别约占全球的 80%/10%。从产能结构来看，全球培育钻石总 产量中，中国占据主要产能，其次为印度、美国。在全球钻石消费市 场需求稳步增长、天然钻石市场供给日益减少的背景下，培育钻石市 场迎来快速崛起的新契机，将展现出更好的成长性。培育钻石作为全 球钻石消费的新兴选择之一，在品质、价格、环保和科技等方面具有 明显竞争优势。随着培育钻石合成技术不断提高、市场消费理念和消 费习惯改变，培育钻石的市场关注度和市场需求显著提升，已成为人 造金刚石行业最重要的发展方向之一。3. 我国超硬材料上市公司及行业领导者我国基本主导着全球超硬材料市场，人造金刚石销量占全球市 场的 90%以上，立方氮化硼占全球市场的 70%以上。我国超硬材料 行业产品质量从整体上已经达到国际先进水平，但占据的市场份额大 部分为中低端市场，高端市场依然被欧美、日韩等发达国家占据，产 品单价和附加值较高，该市场的高端依然由英国的元素六公司、美国 的合锐公司、韩国的日进公司所主导。在高速、高效、高精度和绿色 加工成为主流趋势的情况下，产品品级和附加值不断提升，产品应用 领域的不断扩大，预计未来市场规模有望进一步扩大。河南省是国内 培育钻石企业重要聚集地，河南省占到全国的 80%以上，其中郑州 市、许昌市、南阳市、商丘市等地存在集人造金刚石研发、生产和销 售于一体的金刚石产业集群，涌现出中南钻石、黄河旋风、豫金刚石、力量钻石、惠丰钻石、联合精密等一批知名的金刚石生产企业，河南 省人造金刚石产业链完整、配套齐全，具有明显的地域优势。 中兵 红箭（中南钻石） 公司超硬材料业务主要产品为人造金刚石和立方 氮化硼单晶及聚晶系列产品、复合材料、培育钻石、 高纯石墨及制 品等。根据公司披露，公司在人造金刚石产销量和综合竞争实力均全 球排名第一。超硬材料业务业绩贡献主要公司为中南钻石公司，报告 期内实现营业收入 13.56 亿元（+65.37%）净利润 3.42 亿元 （+132.65%）毛利率 36.39%（+6.88pcts），收入占总营收比例 （47.07%，+11.70pcts）提升较大。中南钻石是超硬材料行业头部 优质企业，其主导产品工业金刚石产销量及市场占有率连续多年稳居 世界首位。当前，公司掌握了“20-50 克拉培育金刚石单晶”合成 技术，20-30 克拉培育钻石可批量化稳定生产。CVD 培育钻石产品 制备技术达到了国际主流水平。掌握了厘米级高温高压法 CVD 晶种 制备技术，为拓展功能金刚石应用奠定了基础。公司超硬材料作为公 司当前主要利润贡献板块，拥有超硬材料产品全流程技术优势，作为 国内领先的培育钻石生产商，受益于大克拉培育钻石技术的成熟以及 行业内国际奢侈品珠宝厂商加大培育钻石布局主动引导消费习惯，有 望持续扩大市场空间规模。2019 年公司投入年产12 万克拉高温高 压法宝石级培育金刚石生 告 产线建设项目，预计 2022 年10 月 达产。 黄河旋风 公司主要从事硬材料及制品，超硬复合材料及制品 等生产，主要产品覆盖金刚石（如工业级金刚石、宝石级金刚石）、 金属粉末、超硬合材料（复合片）、超硬刀具、金刚石线锯等。公司于 2015 年实现了“宝石级金刚石系列产品开发与产业化”项目的 产业化和市场化批量生产，目前公司用培育钻石生产的 3-5 克拉首 饰在国内外拥有了稳定的市场。2020 年公司营业总收入 24.51 亿 元，同比下降15.91%，主要受收入下降、计提减值损失和处臵老旧 资产等因素影响，其中金刚石、培育钻石等超硬材料收入 11.84 亿 元，约占公司营业收入 66%；2020 年公司归母净利润-9.8 亿元， 主要受此前收购名匠智能业务拖累，公司于 2020 年已出售名匠智 能全部股权，2021 年公司重新聚焦超硬材料主业，Q1 公司营收达 6.31 亿元，同比增长 56%，同时利润端扭亏为盈，归母净利润达1029 万元。图25：黄河说风2<O162021H1营收及然比川遂"业总极人亿元，左甜】-百收增建（*.小）2G162017 301R 2019 MM 2021H1翼科*碑：毕宣证军U亢创斯卦阿26：贵河旋风却1M2D21H1电号片剥润归理而利洞（亿元）曹竹来娥:华宝证辜崎化翻if"图Z7:公司202Q+*加A入介尊£ 28;公号产昂木泰国曹料朱X：争亡证篆屯宽也新坏市内泉身:华豆证乐峭叱创依父公司技术积累深厚，未来聚焦培育钻石主业发展。公司目前在培育钻石方面从研发到量产有 20 年的技术沉淀优势，公司研发技术还在迭代升级中，在工艺控制、现场管控、品质管理、原辅材料一致性管 控、设备运行稳定性管控等方面已形成体系，并在人才培养方面逐步 形成梯队优势。根据公司业绩说明会披露，2020 年公司的培育钻石 量占全球培育钻石销售市场的 20%左右，其中高端品质占 50%以上， 未来公司将聚焦培育钻石等超硬材料主业发展。 力量钻石（拟上市） 力量钻石是国内超硬材料主流供应商，培育钻石营收增长迅速。力量 钻石主要从事人造金刚石产品研发、生产和销售，目前拥有金刚石单 晶、金刚石微粉和培育钻石三大核心产品体系。公司在普通金刚石单 晶合成技术的基础上，通过优化成核控制技术、高压晶型控制技术、 高效新型提纯技术、异型单晶分选检测技术等核心技术，在特种异型 金刚石单晶产品领域取得技术突破，成为