超硬材料行業研究報告1.

超硬材料行業處于發展期，前景廣闊1.1.

超硬材料指硬度可以與金剛石相比擬的材料硬材料是一種重要的工程材料，通常是指硬度達到莫氏硬度最高值

10

或接近

10

的材料，主要應用于復合材料、無機非金屬材料、硬質合金的加工，作為一種重要的

功能材料。目前常見的超硬材料有金剛石（天然金剛石和人造金剛石）、立方氮化硼等。目前常見的超硬材料有金剛石（天然金剛石和人造金剛石）、立方氮化硼(PCBN)

等。其中

PCBN具有高硬度、高耐磨性且高溫下表現穩定，主要用于制造各類刀具；

金剛石又分為單晶金剛石、聚晶金剛石(PCD)和

CVD金剛石，單晶金剛石應用于砂

輪、鋸片等，PCD應用于刀具、石油鉆頭，CVD金剛石應用于拉絲模、刀具等，高

端

CVD金剛石應用于電子器件、航天等領域。超硬材料也可以分類為單晶超硬材料

和聚晶超硬材料(也稱“復合超硬材料”)，單晶超硬材料包含單晶金剛石、單晶立方

氮化硼等，特點是硬度高但尺寸小；聚晶金剛石/立方氮化硼是用單晶金剛石/立方氮

化硼為主要原料，添加金屬和非金屬粘接劑在高溫高壓環境下制成的復合材料，復合

超硬材料雖然硬度和耐熱度稍差，但其切割面積較大、耐磨性更好。復合超硬材料主要用于石油天然氣、煤田礦山、汽車等。石油天然氣用聚晶金剛

石是由小金剛石顆粒和粘接劑混合組成的切削層和硬質合金襯底層在高溫高壓下燒

結合成，該材料具有很高的強度、硬度和耐磨性，將該材料鑲嵌于石油、天然氣鉆頭

上，是鉆頭上起到切削和掘進的核心部件，在鉆頭掘進的過程中，金剛石復合片逐漸

消耗。在煤田礦山開采過程中，金剛石復合片起到同樣的作用。PCD刀具的耐用度

較硬質合金刀具壽命高幾十倍，主要加工對象為有色金屬、非金屬材料等。由于汽車

發動機活塞的群部、銷孔和化油器等部件含硅量一般在

10%以上，硬度較大，且大

多采用流水線批量生產，這使得合金刀具的性價比較低，金剛石刀具適用性良好。1.2.

金剛石單晶在工業領域地位突出金剛石單晶在建材石材領域需求穩步增加，建材石材類產品跟基建投資及房地產

開發投資關聯密切。2020

年以來中國基建和房地產投資保持高速增長趨勢，其中基

建投資從

2003

年的

1.37

萬億元增長至

2020

年的

18.82

萬億元，年復合增長率為

15.77%；“十四五”期間有望保持

4-5%增速，到

2025

年達到

23

萬億以上。而房地

產開發投資則是近年來國內建筑業增長的主要驅動力，2016

年開始的新一輪高景氣

仍在持續，新開工面積維持達到

22

億平以上、施工面積增加至

87

億平以上，新一

輪竣工周期延續；PMI建筑業分項自

2011

年以來除新冠疫情影響外長時間維持在

50%

以上的擴張區間，帶動了金剛石單晶的需求。中國經濟進入高質量發展階段，在新型城鎮化建設等宏觀政策的支持下，基礎設

施和房屋改造升級周期來臨。海外在新冠疫情后將基建作為推動經濟復蘇的重要手段，

同時在貨幣較為寬松以及疫情增加居民對房屋需求的支撐下，房地產景氣度持續提升，

帶動建材石材加工和工程施工用金剛石工具的市場需求。中國人造金剛石單晶產量占

全球總產量

90%以上，因此在國內產業鏈率先恢復后，2020

年下半年超硬刀具類產

品受益于出口訂單旺盛，金剛石單晶產品出現供不應求，導致價格上漲，促進國內金

剛石單晶類產品進入新一輪增長。勘探采掘領域金剛石單晶需求提升。礦物勘探開采是金剛石的另一主要需求，隨

著全球經濟的穩步增長，礦產資源的需求量不斷擴大，未來伴隨中國經濟繼續增長以

及新興市場的崛起，礦產資源的消耗將會長時間維持較高增速。過去十年，中國主要

礦產資源開采量整體從高速增長階段過渡至穩步發展階段。2020

年原煤產量

39

億噸，

同比增長

1.4%；原油產量

1.95

億噸，同比增

1.6%；天然氣產量

1925

億立方米，

同比增長

9.8%；其他十種有色金屬產量為

0.62

億噸，同比增

5.5%。但中國及全球

均面臨主要礦物開采品位下降的情況，需采掘更多的原礦量以保持產量穩步增長。全球礦產資源勘探形勢趨于緊張，淺部地層的礦產資源已基本開采殆盡，深部找

礦已成為地質找礦探礦的方向。金剛石大單晶因在堅硬巖層中效率大幅高于其他產品，

因此在深部探礦中應用廣泛。隨著勘探深度和難度的增加，金剛石單晶鉆的經濟性優

勢將進一步彰顯出來，具有廣闊前景。1.3.

下游制造業升級，金剛石微粉發揮重要作用機械制造產業升級帶動金剛石微粉需求不斷增加。機械、汽車制造、家電制造等

告

細分行業的產業升級帶動了對高端金剛石工具的需求。汽車行業精密加工領域目前已

廣泛使用人造金剛石工具，高端金剛石工具可以滿足汽車制造過程中切削、打磨、拋

光等多工序高精密的需求。近年來全球汽車行業受到貿易戰及新冠疫情影響，2021

年隨著全球主要國家經濟復蘇，汽車產銷量將恢復增長，中國汽車產量由

2011

年

1842

萬輛上升到

2020

年的

2532

萬輛，整體呈上升趨勢。隨著國內新型工業化和城

鎮化進程的加快發展，居民消費不斷升級，未來中國汽車市場仍有較大的增長空間。家電尤其制冷家電業是人造金剛石磨具和刀具的主要應用領域之一。家用空調、

冰箱所使用壓縮機的三大部件活塞、氣缸、上下軸承座主要使用金剛石工具進行加工。

中國家用空調和冰箱的產量在消費升級以及出口量不斷增長的背景下，分別從

2011

年的

11001

萬臺和

7882

萬臺增長到

2020

年的

14491

萬臺和

8443

萬臺。2020

年以

來家電出口大幅增長帶動國內家電制造業重回高速增長。光伏和

LED領域快速發展帶動金剛石微粉需求高增。光伏發電和

LED照明所用

單晶硅、多晶硅、藍寶石以及其他光電磁性材料的切割加工是金剛石微粉應用需求增量最大的領域。

告

2019

年光伏在國內補貼退出的驅動下快速進入平價上網階段，市場

需求驅動光伏裝機量重新進入高增階段，全球新增裝機分別為

116.9GW、134GW，

2021年雖然受到硅料產能限制，裝機量仍將有望實現

15%左右的增長達到

155-160GW；2022

年在硅料產能瓶頸逐步解除之后，2022-2025年全球新增裝機量

將達到

25%的復合增速，到

2025

年新增裝機量達到

400GW。2021

年

166、182、

210

單片硅片消耗金剛石量分別為

1.8/2.4/2.8

米/片，隨著金剛線直徑逐步減少，單位損耗逐步增加，單位功率硅片消耗的金剛線增加，目前

1W166、182

和

210

單晶

硅片對應金剛線消耗量分別為

0.285m、0.34m和

0.28m，210

單晶與

166

硅片單位

需求基本相同，而182硅片需求增長

15%左右；我們預計光伏金剛線需求量將從2020

年

5000

萬公里左右增長到

2025

年的

13500

萬公里。MINILED時代來臨，藍寶石切割金剛石微粉需求爆發。2020

年中國

LED行業

總產值達到

7013

億元，同比有所下滑，但近十年來總體仍保持較快增長態勢。LED照明產品已經逐步替代傳統的白熾燈和熒光燈，正處于持續爆發增長階段。以蘋果公

司、華為以及小米公司為代表的科技巨頭紛紛推出

MINILED背光產品的電腦和顯示

器，售價在

1.5

萬-10

萬之間，燈珠數量在

1.2

萬-10

萬顆，2021

年

MINILED正式進

入爆發期。MINILED有望成為在通用照明之后

LED重要驅動力，藍寶石襯底的需求

量有望從

2020

年的

4200

萬片左右增長至

2023

年的

6000

萬片左右，年復合增長率

約為

12.6%。2.

培育鉆石成為超硬材料的絕對主角培育鉆石是一種依靠超硬材料工業高科技生產工藝誕生的品種，主要是為現代工

業中，硬質材料的切磨、加工所使用的刀具這個目的開發的，它以更高的硬度戰勝了

一代超硬材料——硬質合金，更低廉的價格取代了二代超硬材料——天然鉆石，與立

方氮化硼一起，成為了超硬材料的絕對主角。主要的應用就是

PCD（聚合金剛石）

復合片刀具，就是將極小顆粒（2～30μm）的金剛石粉末與結合劑，在高溫高壓下

燒結，再經過切割、焊接、刃磨，就可以派上大用場。培育鉆石目前已成為全球鉆石消費的新興選擇之一，在品質、價格、環保和科技

等方面具有顯競爭優勢。隨著培育鉆石合成技術不斷提高、成本及價格快速下降，以

及市場消費理念和消費習慣改變，培育鉆石的市場關注度和市場需求顯著提升，已成

為人造金剛石行業最重要的發展方向之一。在現代工業加工領域，由于對人造金剛石

的需求數量、品種、質量的不斷提高，原來只能作為工業材料的人造金剛石終于大

規模達到珠寶級應用的水平。培育鉆石與天然鉆石性質相同且更具優勢。培育鉆石作為一種人工合成的鉆石，

產品在晶體結構完整性、透明度、折射率、色散等方面可與天然鉆石相媲美，作為鉆

石消費領域的新興選擇，可用于制作鉆戒、項鏈、耳飾等各類鉆石飾品及其他時尚消

費品。培育鉆石越來越被市場認可2012-2015

年培育鉆石就已經在全球珠寶消費市場出現，但產品品質較差、價格

優勢不明顯；2017

年以來施華洛世奇、戴比爾斯等國際珠寶巨頭進軍培育鉆石飾品

市場，加上美國聯邦貿易委員會（FTC）為培育鉆石正名等因素推動，培育鉆石在行

業組織建立、技術規范制定、合成及鑒定技術提升、產能規模和市場份額提高等方面

明顯進步，培育鉆石得到大眾的認可。2019

年之后培育鉆石的接受度已經提升至較

高水平，生產成本大幅下降，培育鉆石的優勢逐步凸顯，認可度加速提升；2020

年

下游加工環節受到疫情影響，一定程度干擾了培育鉆石的爆發過程，2021

年疫情影響逐步消除，行業進入加速階段。培育鉆石性能媲美天然鉆石培育鉆石為人工培育出的與天然鉆石相同的真鉆石。目前市場上的偽鉆石主要有

偽鉆石（假鉆石）和仿鉆石（鋯石和莫桑石等）兩種，而真鉆石包括天然鉆石和人工

培育鉆石。兩者的差異僅在于形成環境，天然鉆石形成于地殼運動、衛星撞擊等天然

環境，培育鉆石是模仿天然鉆石形成環境制備而成的鉆石。培育鉆石與天然鉆石化學成分、物理性質相同，在晶相特性方面可能有所不同。

主要由于天然鉆石形成環境更為復雜。天然鉆石的晶相結構大致有

13

種，常見結構

為八面體、菱形十二面體或兩者的聚形、三角薄片雙晶等，而培育鉆石的結晶特征主

要有立方體、立方八面體等；但晶相方面差異并不影響其光學及物理方面性能，僅在

切磨方面成本有所不同。鉆石與合成立方氧化鋯主要區別在硬度。硬度決定鉆石與人造立方氧化鋯切割后腰棱的

差別，由于鉆石的硬度高于合成立方氧化鋯，所以鉆石切割后其腰棱必須是磨砂的，而合成

立方氧化鋯是帶有平行光排列的拋光痕跡。在顯微鏡觀察下，鉆石的內部包體豐富而合成鋯

石比較干凈，少有包體特征。合成立方氧化鋯與鉆石是不同的物質。鉆石與莫桑石的主要區別在于折射率。莫桑石的折射率遠高于鉆石，表現出的火彩是鉆

石的

3

倍，所以可以感受到莫桑石火彩更為濃烈艷麗，而鉆石火彩溫柔內斂。在放大鏡觀察

下可以明顯看出莫桑石的腰部內全反射影像呈現四線效果，而鉆石全反射影像只有兩條線。培育鉆石更為環保相對于天然鉆石開采，培育鉆石無需采掘，可以保護地表環境，大幅減少土地消

耗、碳排放（為天然鉆石開采的

1/2）以及水資源利用（僅為天然鉆石的

1/7）等；

且在勞工保護方面大幅優于天然鉆石開采，培育鉆石在廠房內極少發生安全事故。培

育鉆石的保護地表環境、減少碳排放的綠色、可持續發展理念完全契合目前國家提出

的扎實做好碳達峰和碳中和工作部署要求。培育鉆石價格更具競爭力天然鉆石具有稀缺性，成本高于培育鉆石，因此在各方面屬性相同時，培育鉆石

的價格競爭力優勢明顯。2017

年四季度以來，培育鉆石價格不斷下降，2020

年四季

度零售價下降到天然鉆石

35%，較

2017

年下降

30PCT；批發價在

2018

年第四季度

下降到天然鉆石的

20%，此后基本維持穩定。2020-2021

年隨著大顆粒培育鉆石（5

克拉以上）加速規模化量產，單克拉的生產成本繼續大幅下降，而純凈度、色度等性

質仍在大幅提升。我們認為未來無論是零售價還是批發價相較于天然鉆石都仍有較大

下降空間。2020

年力量鉆石的銷售價格在

272

元/克拉，合計約

40

美元/克拉，若按照原鉆

成本占鉆石總成本的

20%預測，培育鉆石成品鉆石的成本在

200

美元/克拉，大幅低

于天然鉆石。目前主要鉆石廠商的培育鉆石銷售價格僅為天然鉆石的

20%-30%左右。

DeBeers旗下培育鉆石品牌

Lightbox目前產品促銷價格僅為天然鉆石的

10%左右，

其

1/2

克拉

LabGrown項鏈僅銷售

425

美元，1

克拉產品銷售價格在

1500

美元左右

（不考慮顆粒大小、色彩、純凈度等對價值量的影響）。培育鉆石具有更高的可控性培育鉆石是在實驗室中通過科學方法人工合成相對于天然鉆石形成的不可控過

程，其成色、尺寸、顏色等均可通過優化合成方法和技術實現，因而產品種類多樣，

滿足下游不同需求。例如，通過特定的工藝控制，培育鉆石可以合成自然界中罕見的

藍色、粉色等彩色鉆石，但其售價也相對更高。2.1.

培育鉆石技術壁壘高培育鉆石工藝技術來源于工業科技的進步，一方面需要強大的壓力產生裝置，另

一方面需要可承受巨大壓力的容器材料，也就是高溫高壓法的原理。之后隨著微波技

術的成熟，將高純甲烷氣體在高溫下微波電離出不帶電荷等離子化的碳和氫原子，然后讓碳原子在溫度較低的底層基片上吸附結晶生長，也就是后來的化學氣相沉積法

告

（CVD法）的原理。

培育鉆石的技術壁壘體現在三個方面，首先因為培育鉆石和工業金剛石不同，其

生產周期很長，如果沒有相對的數量，比如

1000-2000

臺以上，即使廠家擁有相關

的一些技術，也無法打開市場，其次行業屬于重資本投入型，短期之內沒有足夠資金

支持的話，不可能對現有的龍頭造成沖擊。第三在技術擴散方面，全市場對于原材料、

生產、工藝一體化深入了解的技術人員稀缺，技術擴散的進程會比工業金剛石的慢很

多。HPHT技術與

CVD技術對比高溫高壓(HPHT)技術：高溫高壓技術完全模擬天然鉆石的生長過程，在地上重現碳元素層

的反應并將石墨轉換成鉆石。HPHT法(溫度在

1400°C-1700°C、壓力在

5.2GPa-5.6GPa)合

成鉆石是指模擬天然鉆石生長的環境，在六面體高壓機內，以石墨、金剛石粉或石墨-金剛石

粉為碳源，在高溫高壓、金屬觸媒等生長環境中形成的等軸晶系晶質體。采用高溫高壓法生

產

20

克拉培育鉆石僅需要

2

周時間。生長過程就是頂壓機生長艙高溫區放入高純度的石墨作

碳源，在低溫區放置鉆石籽晶。在一定的溫度梯度驅動下，碳源從高溫處的高濃度區向對低

溫處的低濃度區擴散，在低溫區的鉆石籽晶處于過飽和而結晶，然后冷卻取出，采用濃硝酸

清除鉆石表面的雜質。化學氣相沉積(CVD)技術：通常是在高溫等離子的作用下，含碳氣體被離解，碳

原子在基底上沉積成鉆石膜。基底可以是非鉆石材料，但單晶鉆石通常是碳原子在鉆

石基底上沉積而形成。含碳氣體通常是指含氮、甲烷和氫的混合氣體，甲烷是合成鉆

石碳原子的來源，氮可以增加生長速度，氫可以抑制石墨的形成。通常

CVD合成鉆

石是在低壓高溫條件下進行，壓力一般小于一個大氣壓，溫度在

1000°C左右。兩種技術各有優勢，HTHP效率更高顏色更好，CVD純凈度更優。生產

1

克拉培育鉆石，

由于高溫高壓(HTHP)是碳原子與碳原子連接形成，所以生長周期僅需要數天。化學氣相沉積

(CVD)是在培育鉆石籽晶上將含碳氣體解離生長，逐漸堆積增生，這就需要數月的生長周期。

由于高溫高壓(HTHP)需要金屬觸媒作為溶劑參與反應，所以會對鉆石的純凈度產生一些影響，

化學氣相沉積(CVD)純凈度稍好。2.2.

培育鉆石行業產能集中在國內，全球需求快速增長培育鉆石產能大分部在中國受地理條件限制，天然金剛石產能主要集中在南非、扎伊爾等，而培育鉆石的產能大部分集中在中國。2020年全球培育鉆石產能約

600~700

萬克拉，其中中國產能達

300

萬克拉，遠超其他國

家，占比約

50%。其次為印度和美國，分別為

150

萬克拉和

100

萬克拉，合計占比

超

30%。其余產能分布在歐洲、中東、俄羅斯等地。經過近幾十年的發展，美國的

通用電氣和阿波羅、英國的第六元素、日本的住友、俄羅斯的新鉆科技、新加坡的

IIa科技等集團公司，在全球培育鉆石界都有了廣泛的知名度，比如

DiamondFoundry、

Lightbox、Diama、GEMESIS等培育鉆石品牌產品，正逐漸由國外市場向中國國內滲

透，和天然鉆石的市場一樣，在行情啟動之前就占領培育鉆石高端消費市場。國內鉆石產能則主要集中在寧波晶鉆、上海征世、華晶金剛石、中南鉆石、黃河旋風等企業。

告

從生產技術角度而言國內主要還是采用

HPHT法生產，而全球其他地區基本采用

CVD法生產鉆石。HPHT法在生產人造金剛石領域幾乎形成了壟斷，目前約占全球

HPHT法生產培育鉆石產能的

90%。根據中國機床工具工業協會超硬材料分會數據，目前國內生產人造金剛石的六面

頂壓機數量約為

10000

臺；截至

2020

年

3

月末，六面頂壓機中φ650（即活塞直徑

為

650mm、腔體為φ68mm×φ72mm）及以下型號的占比約為

81.25%；其中

2019

年末用于培育鉆石的壓機數量為

1500

臺左右（對應約

130

萬克拉/年產能），我們預

計

2020-2021

年以中南鉆石和黃河旋風為主的廠商開始產能擴張，并將原有部分工

業鉆石的產能向培育鉆石切換，到

2021

年年中全國培育鉆石的六面頂壓機產能將達

到

3000

臺左右，其中新增產能中多為

650

型號以上產能。1.

超硬材料行業處于發展期，前景廣闊1.1.

超硬材料指硬度可以與金剛石相比擬的材料硬材料是一種重要的工程材料，通常是指硬度達到莫氏硬度最高值

10

或接近

10

的材料，主要應用于復合材料、無機非金屬材料、硬質合金的加工，作為一種重要的

功能材料。目前常見的超硬材料有金剛石（天然金剛石和人造金剛石）、立方氮化硼等。目前常見的超硬材料有金剛石（天然金剛石和人造金剛石）、立方氮化硼(PCBN)

等。其中

PCBN具有高硬度、高耐磨性且高溫下表現穩定，主要用于制造各類刀具；

金剛石又分為單晶金剛石、聚晶金剛石(PCD)和

CVD金剛石，單晶金剛石應用于砂

輪、鋸片等，PCD應用于刀具、石油鉆頭，CVD金剛石應用于拉絲模、刀具等，高

端

CVD金剛石應用于電子器件、航天等領域。超硬材料也可以分類為單晶超硬材料

和聚晶超硬材料(也稱“復合超硬材料”)，單晶超硬材料包含單晶金剛石、單晶立方

氮化硼等，特點是硬度高但尺寸小；聚晶金剛石/立方氮化硼是用單晶金剛石/立方氮

化硼為主要原料，添加金屬和非金屬粘接劑在高溫高壓環境下制成的復合材料，復合

超硬材料雖然硬度和耐熱度稍差，但其切割面積較大、耐磨性更好。復合超硬材料主要用于石油天然氣、煤田礦山、汽車等。石油天然氣用聚晶金剛

石是由小金剛石顆粒和粘接劑混合組成的切削層和硬質合金襯底層在高溫高壓下燒

結合成，該材料具有很高的強度、硬度和耐磨性，將該材料鑲嵌于石油、天然氣鉆頭

上，是鉆頭上起到切削和掘進的核心部件，在鉆頭掘進的過程中，金剛石復合片逐漸

消耗。在煤田礦山開采過程中，金剛石復合片起到同樣的作用。PCD刀具的耐用度

較硬質合金刀具壽命高幾十倍，主要加工對象為有色金屬、非金屬材料等。由于汽車

發動機活塞的群部、銷孔和化油器等部件含硅量一般在

10%以上，硬度較大，且大

多采用流水線批量生產，這使得合金刀具的性價比較低，金剛石刀具適用性良好。1.2.

金剛石單晶在工業領域地位突出金剛石單晶在建材石材領域需求穩步增加，建材石材類產品跟基建投資及房地產

開發投資關聯密切。2020

年以來中國基建和房地產投資保持高速增長趨勢，其中基

建投資從

2003

年的

1.37

萬億元增長至

2020

年的

18.82

萬億元，年復合增長率為

15.77%；“十四五”期間有望保持

4-5%增速，到

2025

年達到

23

萬億以上。而房地

產開發投資則是近年來國內建筑業增長的主要驅動力，2016

年開始的新一輪高景氣

仍在持續，新開工面積維持達到

22

億平以上、施工面積增加至

87

億平以上，新一

輪竣工周期延續；PMI建筑業分項自

2011

年以來除新冠疫情影響外長時間維持在

50%

以上的擴張區間，帶動了金剛石單晶的需求。中國經濟進入高質量發展階段，在新型城鎮化建設等宏觀政策的支持下，基礎設

施和房屋改造升級周期來臨。海外在新冠疫情后將基建作為推動經濟復蘇的重要手段，

同時在貨幣較為寬松以及疫情增加居民對房屋需求的支撐下，房地產景氣度持續提升，

帶動建材石材加工和工程施工用金剛石工具的市場需求。中國人造金剛石單晶產量占

全球總產量

90%以上，因此在國內產業鏈率先恢復后，2020

年下半年超硬刀具類產

品受益于出口訂單旺盛，金剛石單晶產品出現供不應求，導致價格上漲，促進國內金

剛石單晶類產品進入新一輪增長。勘探采掘領域金剛石單晶需求提升。礦物勘探開采是金剛石的另一主要需求，隨

著全球經濟的穩步增長，礦產資源的需求量不斷擴大，未來伴隨中國經濟繼續增長以

及新興市場的崛起，礦產資源的消耗將會長時間維持較高增速。過去十年，中國主要

礦產資源開采量整體從高速增長階段過渡至穩步發展階段。2020

年原煤產量

39

億噸，

同比增長

1.4%；原油產量

1.95

億噸，同比增

1.6%；天然氣產量

1925

億立方米，

同比增長

9.8%；其他十種有色金屬產量為

0.62

億噸，同比增

5.5%。但中國及全球

均面臨主要礦物開采品位下降的情況，需采掘更多的原礦量以保持產量穩步增長。全球礦產資源勘探形勢趨于緊張，淺部地層的礦產資源已基本開采殆盡，深部找

礦已成為地質找礦探礦的方向。金剛石大單晶因在堅硬巖層中效率大幅高于其他產品，

因此在深部探礦中應用廣泛。隨著勘探深度和難度的增加，金剛石單晶鉆的經濟性優

勢將進一步彰顯出來，具有廣闊前景。1.3.

下游制造業升級，金剛石微粉發揮重要作用機械制造產業升級帶動金剛石微粉需求不斷增加。機械、汽車制造、家電制造等

告

細分行業的產業升級帶動了對高端金剛石工具的需求。汽車行業精密加工領域目前已

廣泛使用人造金剛石工具，高端金剛石工具可以滿足汽車制造過程中切削、打磨、拋

光等多工序高精密的需求。近年來全球汽車行業受到貿易戰及新冠疫情影響，2021

年隨著全球主要國家經濟復蘇，汽車產銷量將恢復增長，中國汽車產量由

2011

年

1842

萬輛上升到

2020

年的

2532

萬輛，整體呈上升趨勢。隨著國內新型工業化和城

鎮化進程的加快發展，居民消費不斷升級，未來中國汽車市場仍有較大的增長空間。家電尤其制冷家電業是人造金剛石磨具和刀具的主要應用領域之一。家用空調、

冰箱所使用壓縮機的三大部件活塞、氣缸、上下軸承座主要使用金剛石工具進行加工。

中國家用空調和冰箱的產量在消費升級以及出口量不斷增長的背景下，分別從

2011

年的

11001

萬臺和

7882

萬臺增長到

2020

年的

14491

萬臺和

8443

萬臺。2020

年以

來家電出口大幅增長帶動國內家電制造業重回高速增長。光伏和

LED領域快速發展帶動金剛石微粉需求高增。光伏發電和

LED照明所用

單晶硅、多晶硅、藍寶石以及其他光電磁性材料的切割加工是金剛石微粉應用需求增量最大的領域。

告

2019

年光伏在國內補貼退出的驅動下快速進入平價上網階段，市場

需求驅動光伏裝機量重新進入高增階段，全球新增裝機分別為

116.9GW、134GW，

2021年雖然受到硅料產能限制，裝機量仍將有望實現

15%左右的增長達到

155-160GW；2022

年在硅料產能瓶頸逐步解除之后，2022-2025年全球新增裝機量

將達到

25%的復合增速，到

2025

年新增裝機量達到

400GW。2021

年

166、182、

210

單片硅片消耗金剛石量分別為

1.8/2.4/2.8

米/片，隨著金剛線直徑逐步減少，單位損耗逐步增加，單位功率硅片消耗的金剛線增加，目前

1W166、182

和

210

單晶

硅片對應金剛線消耗量分別為

0.285m、0.34m和

0.28m，210

單晶與

166

硅片單位

需求基本相同，而182硅片需求增長

15%左右；我們預計光伏金剛線需求量將從2020

年

5000

萬公里左右增長到

2025

年的

13500

萬公里。MINILED時代來臨，藍寶石切割金剛石微粉需求爆發。2020

年中國

LED行業

總產值達到

7013

億元，同比有所下滑，但近十年來總體仍保持較快增長態勢。LED照明產品已經逐步替代傳統的白熾燈和熒光燈，正處于持續爆發增長階段。以蘋果公

司、華為以及小米公司為代表的科技巨頭紛紛推出

MINILED背光產品的電腦和顯示

器，售價在

1.5

萬-10

萬之間，燈珠數量在

1.2

萬-10

萬顆，2021

年

MINILED正式進

入爆發期。MINILED有望成為在通用照明之后

LED重要驅動力，藍寶石襯底的需求

量有望從

2020

年的

4200

萬片左右增長至

2023

年的

6000

萬片左右，年復合增長率

約為

12.6%。從行業生命周期判斷，培育鉆石目前處于高速增長的初期。根據

Bain咨詢，2019

年全球天然原鉆產量為

1.39

億克拉，而培育鉆石產量為

600

萬克拉左右，滲透率約

為

4.3%；2020

年天然原鉆產量約下滑

2800

萬克拉至

1.11

億克拉，而培育鉆石預計

增長

15%左右至

750

萬克拉，滲透率達到

6%。鉆石行業穩定發展，培育鉆石加速滲透全球鉆石珠寶市場規模龐大，消費需求穩步增長。2019年全球鉆石珠寶市場銷售額從

2009

年的

591

億美元增長到

2019

年的

790

億美元，年復合增長為

3.5%。全球鉆石市場

2020

年受到新冠疫情影

響，2020

年原鉆、

拋光鉆石和鉆石珠寶市場分別下滑

33%、22%和

15%，全球原鉆市場銷售規模從

2019

年的

120

億美元下滑到

80

億美元左右。而

2020

年

3-4

季度下游消費的強勁復

蘇帶動產業鏈庫存快速下降，從最高點的

6500

萬克拉下降到

5200

萬克拉。2021

年

全球鉆石消費持續復蘇，主要原鉆生產廠商表現強勁，俄羅斯最大鉆石生產廠商阿爾

羅薩

2021年上半年實現營收1840

億盧布，同比增長

156%；同時毛鉆價格同比上漲

告

7%左右，反映全球鉆石消費市場的修復。消費量保持穩步增長趨勢，天然鉆石價格在

2014-2015年迎來拐點，2015

年天然鉆石價格穩步下降。隨著全球范圍內年輕一代逐步成長為消費主力，90

后、00

后和

10

后消費群體對鉆石珠寶的消費偏好和

購買習慣必將推動未來鉆石珠寶消費需求的增長。零售終端主要集中在美國，中國近年來逐漸進入零售終端培育鉆石的下游為零售終端以及相關的配套服務產業。目前全球范圍內鉆石消費最大的市場是美國，2020

年以來，美國貨幣寬松，財政失業救助支撐起美國國內的消費水平，鉆石珠寶成為富

裕階層消費的主要產品之一。2018

年美國鉆石珠寶市場銷售額為

360

億美元，全球

占比為

46%，2019

年進一步提升

2PCT至

48%。中國市場為第二大消費市場，

2018-2019

年銷售額約

100

億美元，全球銷售占比在

15-16%，大幅落后于美國。天然鉆石行業經過一百多年的發展，目前已處于成熟階段，消費訴求主要側重奢

侈消費和價值收藏。培育鉆石技術實現突破時間尚短，行業處于發展初期，市場消費

需求快速增長，供給能力與消費需求存在一定差距，且培育鉆石企業的研發實力、工

藝水平和質量控制能力要求都遠高于一般人造金剛石企業，因此行業進入門檻較高，

競爭相對較小。培育鉆石市場未來空間廣闊，中國將成為最主要市場根據

ULTRAC公司創始人

AndreyZharkov在

2019

年培育鉆石特別論壇上的分

享，2019

年全球毛坯培育鉆石產量達

600

萬

ct，成品培育鉆石約

200

萬

ct，產值約

8

億美元。隨著培育鉆石合成技術不斷提

高，全球培育鉆石產量年均增長率將保持在

15%-20%，2030

年培育鉆石產量規模將

達到

1000

萬克拉至

1700

萬克拉，若考慮

2/3

的損耗率，預計

2030

年全球培育鉆石

毛坯產量規模將達

3000-5100

萬克拉。預計

2025

年全球/中國培育鉆石毛坯市場規

模可達

379/237

億元，全球培育鉆石飾品市場規模可達

1324/828

億元，2030

年全

球/中國培育鉆石毛坯市場規模可達

744/558

億元，全球培育鉆石飾品市場規模可達

2351/1763

億元。從消費結構來看全球

培育鉆石消費市場中，美國和中國分別約占全球的

80%/10%。從產能結構來看，全

球培育鉆石總產量中，中國占據主要產能，其次為印度、美國。在全球鉆石消費市場

需求穩步增長、天然鉆石市場供給日益減少的背景下，培育鉆石市場迎來快速崛起的

新契機，將展現出更好的成長性。培育鉆石作為全球鉆石消費的新興選擇之一，在品

質、價格、環保和科技等方面具有明顯競爭優勢。隨著培育鉆石合成技術不斷提高、

市場消費理念和消費習慣改變，培育鉆石的市場關注度和市場需求顯著提升，已成為

人造金剛石行業最重要的發展方向之一。3.

中國超硬材料上市公司及行業領導者中國基本主導著全球超硬材料市場，人造金剛石銷量占全球市場的

90%以上，

立方氮化硼占全球市場的

70%以上。中國超硬材料行業產品質量從整體上已經達到

國際先進水平，但占據的市場份額大部分為中低端市場，高端市場依然被歐美、日韓

等發達國家占據，產品單價和附加值較高，該市場的高端依然由英國的元素六公司、

美國的合銳公司、韓國的日進公司所主導。在高速、高效、高精度和綠色加工成為主

流趨勢的情況下，產品品級和附加值不斷提升，產品應用領域的不斷擴大，預計未來

市場規模有望進一步擴大。河南省是國內培育鉆石企業重要聚集地，河南省占到全國

的

80%以上，其中鄭州市、許昌市、南陽市、商丘市等地存在集人造金剛石研發、

生產和銷售于一體的金剛石產業集群，涌現出中南鉆石、黃河旋風、豫金剛石、力量

鉆石、惠豐鉆石、聯合精密等一批知名的金剛石生產企業，河南省人造金剛石產業鏈

完整、配套齊全，具有明顯的地域優勢。中兵紅箭（中南鉆石）公司超硬材料業務主要產品為人造金剛石和立方氮化硼單晶及聚晶系列產品、復

合材料、培育鉆石、

高純石墨及制品等。根據公司披露，公司在人造金剛石產銷量

和綜合競爭實力均全球排名第一。超硬材料業務業績貢獻主要公司為中南鉆石公司，

報告期內實現營業收入

13.56

億元（+65.37%）凈利潤

3.42

億元（+132.65%）毛

利率

36.39%（+6.88pcts），收入占總營收比例（47.07%，+11.70pcts）提升較大。

中南鉆石是超硬材料行業頭部優質企業，其主導產品工業金剛石產銷量及市場占有率

連續多年穩居世界首位。當前，公司掌握了“20-50

克拉培育金剛石單晶”合成技術，

20-30

克拉培育鉆石可批量化穩定生產。CVD培育鉆石產品制備技術達到了國際主

流水平。掌握了厘米級高溫高壓法

CVD晶種制備技術，為拓展功能金剛石應用奠定

了基礎。公司超硬材料作為公司當前主要利潤貢獻板塊，擁有超硬材料產品全流程技

術優勢，作為國內領先的培育鉆石生產商，受益于大克拉培育鉆石技術的成熟以及行

業內國際奢侈品珠寶廠商加大培育鉆石布局主動引導消費習慣，有望持續擴大市場空間規模。

告

2019

年公司投入年產

12

萬克拉高溫高壓法寶石級培育金剛石生產線建設項

目，預計

2022

年

10

月達產。黃河旋風公司主要從事硬材料及制品，超硬復合材料及制品等生產，主要產品覆蓋金剛石

（如工業級金剛石、寶石級金剛石）、金屬粉末、超硬合材料（復合片）、超硬刀具、

金剛石線鋸等。公司于

2015

年實現了“寶石級金剛石系列產品開發與產業化”項目

的產業化和市場化批量生產，目前公司用培育鉆石生產的

3-5

克拉首飾在國內外擁有

了穩定的市場。2020

年公司營業總收入

24.51

億元，同比下降

15.91%，主要受收入

下降、計提減值損失和處臵老舊資產等因素影響，其中金剛石、培育鉆石等超硬材料

收入

11.84

億元，約占公司營業收入

66%；2020

年公司歸母凈利潤-9.8

億元，主要

受此前收購名匠智能業務拖累，公司于

2020

年已出售名匠智能全部股權，2021

年

公司重新聚焦超硬材料主業，Q1

公司營收達

6.31

億元，同比增長

56%，同時利潤

端扭虧為盈，歸母凈利潤達

1029

萬元。公司技術積累深厚，未來聚焦培育鉆石主業發展。公司目前在培育鉆石方面從

研發到量產有

20

年的技術沉淀優勢，公司研發技術還在迭代升級中，在工藝控制、

現場管控、品質管理、原輔材料一致性管控、設備運行穩定性管控等方面已形成體系，

并在人才培養方面逐步形成梯隊優勢。根據公司業績說明會披露，2020

年公司的培

育鉆石量占全球培育鉆石銷售市場的

20%左右，其中高端品質占

50%以上，未來公

司將聚焦培育鉆石等超硬材料主業發展。力量鉆石（擬上市）力量鉆石是