2016年超硬材料聚晶金剛石及復合片行業分析報告一、行業主管部門、監管體制、主要法律法規及政策52、行業主要法律法規及政策5 (1)行業相關政策法規6 (2)下游能源領域相關政策法規8二、行業概況92、行業發展歷程113、行業特點及發展趨勢12 (1)復合超硬材料產業市場需求潛力巨大12 (2)油氣鉆頭用PDC的性能及穩定性在鉆探用復合片中要求最高133)從事油氣鉆頭用PDC領域企業的下游應用空間不斷增大144)行業下游客戶具有較高的黏性和穩定性14 (5)我國PDC產品具有較高的性價比優勢 (6)PDC產業在全球正逐步實現產業轉移4、行業競爭格局16三、行業進入壁壘172、客戶壁壘183、規模壁壘19四、行業市場發展概況202、復合超硬材料行業市場概況203、聚晶金剛石復合片行業市場概況211)油氣鉆頭用PDC市場規模23 (2)影響行業發展的主要因素24①油氣開采及消費規模持續增長24②鉆井及鉆機數不斷增加，鉆探深度不斷提高27③PDC鉆頭成為油氣用主流鉆頭292、頁巖氣領域303、煤田礦山領域314、機械加工領域32 (1)刀具用復合片32 (2)其他33水平和特點341)工藝技術342)材料配方352、行業經營模式363、行業區域性364、行業周期性、季節性37八、行業上下游的關系37 (1)單晶金剛石38 (2)硬質合金382、與下游關系40九、行業主要企業簡況40 (1)美國合成(USSynthetic)40 (2)元素六413)Megadiamond412、國內企業41 (1)鄭州新亞超硬復合材料有限公司41 (2)河南四方達超硬材料股份有限公司41十、影響行業發展的因素42 (1)國家產業政策推動聚晶金剛石制品行業繁榮發展42 (2)國內上游產業為本行業的快速發展創造有利條件43 (3)油氣用聚晶金剛石復合片下游行業需求旺盛44 (4)國際產業轉移為本行業及整個超硬材料行業均創造了更好的發展空間462、不利因素48 (1)與國際先進廠商仍然存在一定技術差距48 (2)全球經濟尚未完全復蘇51一、行業主管部門、監管體制、主要法律法規及政策聚晶金剛石及復合片屬于超硬材料行業。我國超硬材料行業的行政主管部指導行業結構調整、行業體制改革、技術進步和技術改造等工作。對超硬材料行業進行實際管理和協調的機構是中國機床工具工業協會超硬材料分會。中國機床工具工業協會超硬材料分會是由我國超硬材料及其制品行業的工業企業、科研、設計單位、高等院校及其他與超硬材料及制品密切相關的企業自愿參加的全國性的行業組織。它是不以盈利為目的，不受地區、部門、隸屬關系和所有制限制的經民政部批準設立的社會團體，其具體業務歸中國機床工具工業協會領導。目前，復合超硬材料及制品行業的市場化程度很高，政府部門和行業協會僅負責宏觀管理和政策指導，企業的生產運營和具體業務管理基本以市場化方2、行業主要法律法規及政策聚晶金剛石作為新型、高技術含量的復合超硬材料，是我國新材料產業的能源和新能源汽車等戰略性新興產業的基礎保障，是實施國民經濟和國防建設重大工程的重要基礎，國家已先后頒布了多項政策法規來支持和推動該行業的發展。由于聚晶金剛石復合片是油氣、礦山鉆頭的重要部件，國家出臺頒布的關于能源開發的多項政策法規也為本行業的發。 (1)行業相關政策法規2006年2月，國務院發布了《國家中長期科學和技術發展規劃綱要 (2006-2020年)》，提出要重點研究開發滿足國民經濟基礎產業發展需求的高性能復合材料及大型、超大型復合結構部件的制備技術，高性能工程塑料，輕質高強金屬和無機非金屬結構材料，高純材料，稀土材料，石油化工、精細化工及催化、分離材料，輕紡材料及應用技術，具有環保和健康功能的綠色材料2011年6月，國家發改委、科技部、工信部、商務部、知識產權局聯合發布的《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南(2011年度)》中，將新型超硬材料及設備作為新材料產業的重要部分，列為優先發展的高技術產2011年7月，國家科學技術部發布的《國家“十二五”科學技術發展規劃》中提出要大力發展新型功能與智能材料、先進結構與復合材料、納米材型電子功能材料、高溫合金材料等關鍵基礎材料。實施高性能纖維及復合材料、先進稀土材料等科技產業化工程。掌握新材料的設計、制備加工、高效利用、安全服役、低成本循環再利用等關鍵技術，提高關鍵材料的供給能力，搶占新材料應用技術和高端制造2011年12月，國家發改委、商務部發布了《外商投資產業指導目錄 (2011年修訂)》，將超硬晶體、超硬復合材料等高新技術有色金屬材料以及鉆探用高性能金剛石鉆頭的生產均列入鼓勵外商投資產業目錄。2012年1月，國家工信部發布了《新材料產業“十二五”發展規劃》，指出材料工業是國民經濟的基礎產業，新材料是材料工業發展的先導，是重要的戰略性新興產業。規劃中提出要鞏固人造金剛石和立方氮晶體和非線性晶體等人工晶體技術優勢，大力發展功能耐磨、散熱、透光、抗輻射等功能性器件的高效精密超硬材料制品列為重點鼓勵發展的產品；同時對于與超硬材料相關產業鏈產品和裝備也列入重點發展內容，如將超硬材料用大型壓機列為重點鼓勵發展的新型無機非金屬材料關鍵裝備，將黃色透明、雜質含量少、高硬度、高耐磨、高熱導率金剛石單晶列為重點鼓勵發展的產品。2012年7月，國務院印發了《“十二五”國家戰略性新興產業發展規功能材料、先進結構材料和復合材料，同時積極發展高純石墨、人工晶體、超硬材料及制品；加快突破新材料先進加工制造技術和裝備，推進高性能復合材料、先進結構材料、新型功能材料開發和產業化；到2020年，力爭使新能源、新材料、新能源汽車產業成為國民經濟先導產業。 (2)下游能源領域相關政策法規2010年10月，中共十七屆中央委員會第五次全會批準了《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》，提出要加大石油、天然氣資源勘探開發力度，穩定國內石油產量，促進天然氣產量快速增長，推進煤層氣、頁巖氣等非常規油氣資源開發利用。2012年9月，國務院發布了《全國海洋經濟發展“十二五”規劃》，提出要加大海洋油氣勘探力度，穩步推進近海油氣資源開發，加強勘探開發全過程監管和風險控制。提高渤海、東海、珠江口、北部灣、鶯歌海、瓊東南等海域現有油氣田采收率，加大專屬經濟區和大陸架油氣勘探開發力度。依靠技術進步加快深水區勘探開發步伐，提高深遠海油氣產量。到2015年，爭取實12億噸，新增海上天然氣探明儲量4000億—5000億立方米；海上油氣產量達到6000萬噸油當量2013年1月，國務院印發了《能源發展“十二五”規劃》，指出要加快常規油氣勘探開發，按照穩定東部、加快西部、發展南方、開拓海域的原則，圍繞新油氣田規模高效開發和老油氣田采收率提高兩條增儲穩產、天然氣快速發展；強調加快海上油氣資源勘探開發，堅持儲近用遠原則，重點提高深水資源勘探開發能力；到2015年，新增石油探明地質儲量65億噸以上，產量穩定在2億噸左右；新增常規天然氣探明地質儲量35萬億立方米，產量超過1300億立方米；將石油對外依存度控制在61％以二、行業概況超硬材料是指硬度可與金剛石相比擬的材料，目前使用的超硬材料主要是金剛石與立方氮化硼。超硬材料行業包括單晶超硬材料行業(單晶金剛石/立方氮化硼材料)和復合(聚晶)超硬材料行業，而復合超硬材料主要是指以金剛石和立方氮化硼等單晶超硬材料為主要原料，添加金屬或非金屬粘結劑通過超高壓高溫燒結工藝制成的聚晶復合材料，其廣泛應用于機械、冶金、地質、石油、煤炭、石材、木材、建筑、汽車、家電、電子信息、航天航空、國防軍工等領域。與傳統硬質合金相比，復合超硬材料在硬度、摩擦系數、加工精度與使用壽命方面具有明顯優勢；與單晶超硬材料相比，復合超硬材料晶粒呈無序排列，因此其不僅具有單晶超硬材料所固有的卓越性能，還具有在不同晶面上的強度、硬度、耐磨性有較高一致性的各向同性優點以及在生產制造中的一些優良特性，其對于技術水平和加工工藝精度等方面也具有更高的要求。復合超硬材料主要包括聚晶金剛石(PCD)、聚晶立方氮化硼 (PCBN)及復合片。聚晶金剛石和聚晶金剛石復合片及制品，是超硬材料中技術含量較高、工藝加工水平要求較高的產品之一，其中聚晶金剛石復合片 (polycrystallinediamondcompact，PDC)是一種材料，是通過將金剛石微粉與硬質合金基體在高溫高壓下燒結，是石油鉆頭、天然氣鉆頭、煤田礦山鉆頭、高端機床加工切削刀具等工具的核心部件，廣泛應用于石油、天然氣、頁巖氣、地質、煤田的開采鉆探及非鐵金屬及合金、硬質合金、石墨、塑料、橡膠、陶瓷和木材等材料的切削加工等多個領域。2、行業發展歷程復合超硬材料中聚晶金剛石的特性類似于天然“卡布納多”(Carbonado)金剛石，這種金剛石具有很高的硬度、強度和耐磨性，在自然界中較為稀少。從上世紀60年代起美國與蘇聯的科學家就嘗試人工合成GE了由硬質合金支撐的聚晶金剛石復合片并于1972-1973年正式用于商品化生產，成為材料科學領域具有劃時年GE公司正式向市場提供專用于石油、天然氣的PDC系列產品——過卓有成效的研發工作，其PDC鉆頭的鉆井效果顯著提升，從而使PDC鉆頭在石油、天然氣鉆井中得到廣泛應用，美國合成公司也于1997年成為了用于PDC鉆頭領域的領頭企業。我國于1987年成功研制PDC并逐步進入鉆井市場，此后我國超硬材料企業對PDC的制造技術作了持續不斷的改進，使PDC的性能有了長足的1985年我國四川石油管理局與美國克里斯坦森(EastmanChristensen)公司合資建立了川石—克里斯坦森金剛石鉆頭公司，1994年新疆石油管理局與Halliburton的SecurityDBS公司合資建立了新疆—帝陛艾斯鉆頭工具公司，這兩家企業都利用了國外成熟的PDC鉆頭制造技術，有力地促進了我國PDC鉆頭的制造與應用技術的進步，使PDC鉆頭在我國各大油田得以推廣和普及。與此同時，在國內少數幾家擁有領先技術和生產工藝的PDC生產廠商堅持不懈地研究和創新下，國產PDC產品的質量和可靠性不斷提升，與國外產品差距逐步縮小，較好的滿足了國內外鉆頭制造商對于硬地層、夾層、深井等難鉆地層鉆頭用高端PDC的需求，使我國在復合超硬材料行業中的PDC領域逐漸具備了與國際先進廠商抗衡的實力3、行業特點及發展趨勢石油和天然氣鉆頭用聚晶金剛石復合片行業及具體細分市場具有如下特 (1)復合超硬材料產業市場需求潛力巨大復合超硬材料與單晶超硬材料和硬質合金材料相比均具有明顯的性能優勢，未來超硬材料的不斷升級以及高端制造產業的興起將為復合超硬材料帶來巨大的市場空間。在材料升級換代方面，復合超硬材料工具對于傳統硬質合金PDC頭近幾年正不斷替換硬質合金鉆頭。根據為300億元，按照20%的產品替換率估算，復合超硬材料2015年的替換市場空間將達到00億元。從國內發展來看，國家“十二五”規劃將高端制造產業列為重要的國民支柱產業，未來精密機械、高端汽車、電子信息、航天航空、國防軍工等高精度領域的需求有望保持強勁增長，精密加工部件的整體剛性需求將為復合超硬材料產業創造 (2)油氣鉆頭用PDC的性能及穩定性在鉆探用復合片中要求最高PDC可用于石油、天然氣、煤田、礦山等各領域的鉆探鉆頭，通過充當鉆頭切削齒進行地層巖石的吃入和剪切。在所有鉆探用復合片中，對油氣鉆頭用PDC的性能及穩定性的要求處于最高水平，這一方面是因為油氣開采的地質條件相對惡劣，在切削齒吃入和剪切巖石時需要較大的壓力和切削力，會產生較高的溫度和較大的沖擊載荷，當沖擊碎裂和熱加速磨損等破壞形式同時起損或碎裂。因此，油氣鉆頭用PDC的耐磨性、抗比其他領域用PDC要高出很多；另一方面，鉆井投資是油田開發投資的重要部分，鉆井作業的持續穩定直接影響到鉆井成本乃至整個油田開發成本，同批次之間以及每一批次之間PDC性能指標的一致性和穩定性對于鉆井作業的持續穩定進行具有重要影響。鑒于油氣鉆頭用PDC的性能指標及品質穩定性要求較其他領域用PDC要高出很多，其技術難度及生產工藝也更為復雜，我國目前只有一小部累的復合超硬材料生產企業能夠生產出高品質的產品并參與到國際市場競爭 (3)從事油氣鉆頭用PDC領域企業的下游應用空間不斷增大由于從事油氣鉆頭用PDC研發、生產的企業在技術水平、品質控制方面在復合超硬材料領域均處于較為領先的地位，因此其可以較為順暢的在下游不同應用領域進行擴展，不斷提升其市場空間。一方面，除油氣鉆頭用PDC外，復合超硬材料還被廣泛應用于機械、冶金、地質、石油、煤炭、石材、建筑等傳統領域以及電子信息、航天航空、國防軍工等高技術領域，使用其制成的工具包括煤田礦山PDC鉆頭，超硬刀具、金剛石拉絲模、金剛石噴砂噴嘴等，從而使企業下游具有更大的市場空另一方面，頁巖氣等非常規油氣開采技術的突破和開發，使得6,000億立方米，可采儲量2,000億立方米并實現頁巖氣產量65億立方米，力爭2020年頁巖氣產量達到600-1,000億立方米。 (4)行業下游客戶具有較高的黏性和穩定性油氣鉆頭用PDC生產廠商的下游客戶主要是從事PDC鉆頭生產及油氣田鉆井服務的公司，其在選擇PDC供應商后一般具有較強的黏性，不會輕易更換供應商，這主要是由油氣鉆井成本和鉆井安全性兩方面因素決定的。首先，鉆井在油氣開發中的作用非常重要，在某些油田投資開發中，鉆井投資占投資開發的35%-40%，而鉆頭作為鉆井作業中最重要的工具，其工作性能直接影響到鉆井作業的成本和效率，從而決定了開發成本和日后產出的效益，而PDC的質量又直接影響到鉆頭的性能和鉆探的速度及進程；其次，油氣鉆探屬于特殊作業領域，具有風險高、投資高的特點，因此其對于包括鉆頭在內的鉆井主材的安全性和可靠性要求極高，使油氣鉆頭廠商在鉆井時承擔著較高的責任與風險，從而使得PDC作為鉆頭核心部件有著極為苛刻的準入條件。在鉆井過程中PDC的非正常破損率被要求降到零。，PDC供應商才能進入鉆頭廠商的供應鏈體系。出于鉆井工作的高成本、高風險以及更換供應商成本等考慮，下游鉆頭廠商一旦確定PDC供應商，一般不會輕易更換，具有較高的黏性。 (5)我國PDC產品具有較高的性價比優勢復合超硬材料由于技術含量高、生產工藝復雜，價格相對較為昂貴，國內企業通過提升工藝技術、降低成本，在性價比上具有較強的競爭實力。國產PDC價格約為進口PDC的1/4。另一方面，原油等大宗商品價格的階段性下降將給油氣開采行業帶來較氣鉆頭用PDC生產企業的產品性價比優勢將會得到突顯。 (6)PDC產業在全球正逐步實現產業轉移的先進廠商則占領了全球聚晶金剛石復合片及制品的絕大部分市場份額，特別是高端油氣鉆頭用PDC生產技術一直以來都掌握在歐美廠商手中，然而PDC斷的改進，使PDC的性能有了長足的進步，少數優秀企業經過經驗積累和技術開發已經完全自C和品質得到了全球大型石油設備生產廠商的認可，并越來越多的作為鉆頭的在此背景下，我國優秀PDC生產商開始越來越多的與國外企業共同參與國際市場競爭，并使PDC產業呈現出向中國轉移的態勢。4、行業競爭格局在復合超硬材料制品領域，目前國內具有一定實力的企業主要包括鄭州新亞、海明潤、四方達等，其中鄭州新亞、海明潤主營油氣鉆頭用聚晶金剛石復合片，四方達復合超硬材料主要產品包括油氣鉆頭用復合片、礦山用復PCD場來看，主要歐美發達國家的先進復合超硬材料廠商在技術研發能力、工藝加工水平、產品性能指標全球較大的市場份額。我國少數優秀復合超硬材料制造企業經過幾十年的技術研發積累和生產工藝研究，其產品已經具備了一定的國際市PDC六額，國內企業僅占約3%。但隨著近幾年來國內企業的產品性能不斷提升，其在全球的市場份額也在逐步擴大。公司自成立以來就以研發生產油氣鉆頭用PDC為主營業務，在該行業具有較強的技術積累和一定的市場規模，已經能夠在油氣用PDC產品領域與國外企業形成競爭，在國內處于行業領先地位。三、行業進入壁壘復合超硬材料具有較高的技術含量，特別是油氣鉆頭用PDC，其主要用于油氣勘探和開采，其使用的地質條件在所有鉆采作業中最為惡劣，因此對于PDC的各項性能指標和質量要求也較高，準入條件較為苛刻。為了滿足和達到油氣鉆頭用PDC的質量指標要求，生產廠商往往需要在材料學、金屬學及熱處理、物理學、高分子材料學等學科上具有較強的技術基礎，并通過多年的研發及生產經驗積累，一方面在基礎技術上進行課題攻關和技術創新，另一方面在生產工藝和設備選型上進行大量的生產試驗和經驗總結，才能在材料運用、配方合成、精密加工等方面滿足生產高品質PDC的要求，同時由于下游應用領域的快速發展，下游客戶的產品也在不斷更新換代，進而對與之配套的復合超硬材料不斷提出新的要求，生產廠商需要具備較強的技術跟進能力，包括與客戶聯合研制新產品、新工藝等，從而滿足客戶新產品需目前，我國能夠生產油氣鉆頭用PDC特別是高端PDC產品的企業相對較少，對于新進入者來說，由于其缺少在材料運用和配方合成方面的基礎技術質量穩定性及良品率問題也將嚴重影響其產品的品質和成本，從而對其構成了較強的技術壁壘。2、客戶壁壘油氣鉆探屬于特殊作業領域，其具有風險高、投資高的特點，對于鉆井主材的安全性和可靠性要求極高，使得石油鉆頭及設備廠商在鉆井作業中往往承擔著較高的責任與風險，因此其對PDC的質量及穩定性也要求極高，其在鉆井過程中的非正常破損率被要求降到零，并且由于PDC的質量直接關系到鉆頭的性能和鉆探的速度及進程，因此PDC對于鉆井作業的成本和效率以及投資開發成本和日后產出的效益也具有重要影響；另一方面，由于下游領域的不斷變化發展，客戶對于供應商的技術跟進能力和新產品研發能力也具有極高要并對其管理體系、技術水平、研發能力、生產能力進行全面考察，同長期的小批量供貨測試，最終才能將其評為合格供應商，將其納入證周期往往需要2-3年時間。出于鉆井工作的高投資、高風險以及更換期穩定的合作，一般不會輕易更換。對于新進入者來說，其具有較高的客戶壁決定：第一，油氣鉆頭PDC大部分市場份額為國際幾大油氣裝備制造廠商PDC生產企業具有一定的生產規模來保證其供；第二，國際大客戶一般采用低庫存策略，因此對交貨及時性具有較高要求，進而也使PDC生產企業要具備一定規模的庫存；第三，由于油氣鉆頭PDCPDC斷地提升產品場上的競爭力，進而使PDC生產企業必須長期持費用的投入并積極進行相關加工設備、檢測設備的升級換對于新進入來說，如果無法保證較大的生產能力和持續大量的研發投入，則其在客戶開發以及持續保持市場競爭力方面將存在比較大的困難。四、行業市場發展概況1、我國超硬材料行業市場概況作為為國民經濟各領域提供高效高精、節能環保材料與工具的新興行業，超硬材料行業被規劃為新材料產業六大領域之一，是國家重點發展的產業，其憑借具有其他材料無可比擬的優異力學、熱學、光學、聲學、電學和生物等性能，享有“材料之王”贊譽，不僅可加工世界上所有的已知材料，而且可制成性能極端的功能性器件，在諸多應用領域具有不可替代性。目前，超硬材料及制品已廣泛應用于軍工、航空航天、電子、機械、汽車、機床工具、精密制造、醫療、石材、建材、機場、清潔能源、高速鐵路、公路、石油與天然氣鉆井、地質勘探、煤炭及礦物采掘、救災搶險、家庭裝修等國計民生的各個領域。400億元，其支撐著各工業領域，特別是年我國超硬材料行業銷售收入增年增速逐步回升。材料比單晶超硬材料和硬質合金材料具有更加優良的特性，其在未來超硬材料的不斷升級以及高端制造產業的興起帶動下擁有巨大的市場空間。在對硬質合金材料的市市場總規模大概在300億元，并且將會保持20-25%的快速增長，按照20%的高端產品復合超硬材料對于硬質合金的替換空間大概在市場，預計2015年復合超硬材料對于硬質合金的替換空間大概在200億在高端制造產業方面，國家“十二五”規劃將其列為重要支柱性產業，未來其仍將是我國經濟發展的重要基礎產業，在精密機械、高端汽車、電子信空、國防軍工等高精度領域的需求帶動下，精密加工部件的整體剛性需求也將為復合超硬材料產業帶來巨大市場需求。3、聚晶金剛石復合片行業市場概況聚晶金剛石復合片屬于新型復合超硬材料，是《新材料產業“十二五”發展規劃》中多次提到要重點發展的產品，并且已成為油氣鉆頭、煤田礦山鉆頭、高端機床加工切削道具的核心部件，被廣泛應用于油氣井鉆進、航天工業、軸承工業、汽車加工等多個領域。擊性強、各向異性小、可加工性強等特點，因此擁有更加廣闊的應用前景。根據統計，聚晶金剛石復合片市場規模超過300億元，同時隨著我國水泥工業、冶金工業、有色工業、化工工業、建筑骨料產業、鐵路及公路交通建設、地質礦產勘探等相關產業的快速發展，國內PDC的需求還將以每年20%左右的速度遞增。五、行業發展前景及機遇由于油氣鉆頭用PDC在鉆探用PDC中技術含量要求最高，因此未來公司還將憑借領先的技術產品優勢以及良好的品牌知名度，不斷向頁巖氣、煤炭等勘探開采領域滲透，并向機械加工的復合超硬材料1)油氣鉆頭用PDC市場規模油氣鉆頭用PDC主要用作鉆頭的切削齒，是鉆頭的核心部件，因此PDC的市場前景與未來油氣開采規模的需求量息息相關。世界經濟發展對石油天然氣的依賴性較強，未來幾十年內市場對于油氣及油氣鉆頭需求仍將保持旺由于油氣用PDC在鉆井作業中屬于消耗品，因此PDC的用量與油氣鉆井作業的進尺有直接關系，根據Spears&Association發布的數據顯示，預計到2018年，全球油氣鉆井年進尺將達到865百萬英尺，我國油氣鉆井年進尺將達到1936百萬英尺。同時隨著鉆探難度的加大，單位進尺所消耗的C目前，國際市場對PDC鉆頭需求量較大，但中國產品的市場份額仍然較進，使PDC性能有了長足的進步并借此使國內企業市場份額占比獲得了一定提升，但是仍有較大比例市場份額被國外廠商所占據，未來隨著我國少數優秀企業生產的油氣鉆頭用PDC在性能上與國際先進廠商差距逐步縮小，產品性價比進一步提高，國內企業的國際競爭力也將進一步增強，從而使油氣鉆頭用PDC行業國際產業轉移步伐逐漸加快，并為優秀企業帶來巨大的市場空間。目前，國內已有少數優秀企業進入了國際石油鉆頭巨頭的供應鏈體系并成為其優質供應商。 (2)影響行業發展的主要因素①油氣開采及消費規模持續增長自2001年開始，發展中國家開始進入經濟快速增長期并主導著全球能源需求的增長，從2007年原油消費量首次超出產量以來，全球原油產銷始終存年，全球石油開采與消費的規模持續保持增長，消費量達到4185億噸，產量達到4133億噸。年以上，同時隨著全球經濟的持續復蘇以及新興發展中國家經濟快速增長帶來的能源消費需求，全球原油消費量和產量都仍將保持持續增長的態勢。根據美國能源信息年，全球原油產量將持續保持增長在全球能源需求持續增長的背景下，天然氣領域同樣呈現產量與消費量不球天然氣消費量達到335萬億立方米，產量達到337萬億立方米。按照2013年已探明的天然氣可采儲量1857萬億立方米計算，未來天然氣儲量仍0年以上。增長，根據BP，而原油產量僅為208億噸，能源對外依存度較高。面對我國能源資源短缺，常規化石能源可持續供應能力不足的問題，國務院印發了《能源發展“十二五”規劃》，指出要立足國內資源石油對外依存度控制在61%以內快西部、發展南方、開拓海域的原則，圍繞新油氣田規模高效開發和老油氣田采收率提高兩條主線，鼓勵低品位資源開發，推進原油增儲穩產、天然氣快速發展；強調加快海上油氣資源勘探開發，堅持儲近用遠原則，重點提高深水資源勘探開發能力；到2015年，新增石油探明地質儲量65億噸以上，產量穩定在2億噸左右；新增常規天然氣探明地質儲量35萬億立方米，產量超過1,300億立方②鉆井及鉆機數不斷增加，鉆探深度不斷提高從而帶動設備需求量的增長。根據Spears&Association發布的數據預測，到2018年，全球鉆機數將達到5,537個，而鉆井數將達到118,193個。化下，也將不斷積極進行新鉆井的鉆采工作，以達到在2015年，新增石油探明地質儲量65億噸以上，產量穩定在2億噸左右的目標。根據Spears&Association發布25,667個高。隨著全球經濟的快速發展，淺表地層的礦產資源已經開發到了極限，地質找礦逐漸由過去的至超深部，井井深一般在1,000至2,000米，如今4,000至5,000米井深已成為主度為4,972英尺，而到2013年平均每個鉆井的進尺深度達到了7,193英尺，增加了4467%。鉆井深度的提高也進一步加大了對于鉆頭及石油用復合片的③PDC鉆頭成為油氣用主流鉆頭PDC鉆頭具有耐磨性好、作業效率高、壽命長等特點，目前已經成為了油氣領域主要應用的鉆頭。用于油氣鉆頭的PDC與傳統硬質合金相比具有如PDC持更好，井下工作時間更長的特點，可以使更換鉆頭的頻率更低，使鉆機空PDC快，可降低鉆井時間，降低整體鉆井成本。目前美國的PDC鉆頭技術已經使得PDC鉆頭能夠在堅硬、腐蝕性巖層PDC014PDC油與天然氣鉆井工作量已經達到總左右。2、頁巖氣領域頁巖氣是指儲存于富有機質泥頁巖及其夾層中，以吸附或游離狀態為主要近幾年，美國頁巖氣勘探開發技術突破，產量快速增長，對國際天然氣市場及世界能源格局產生重大影響，世界主要資源國都加大了對頁巖氣的勘探開發力度。高品質、高穩定性、高可靠性PDC為解決頁巖氣資源的勘探與開采難題奠定了非常重要的基礎，對于探明更多的可采儲量具有非常重要的經濟意義和戰略意義，同時伴隨著未來頁巖氣的大規模開采，將為PDC帶來一個全新的巨大市場。美國是世界上頁巖氣資源勘探開發最早的國家，頁巖氣的成功開大產氣國，也使美國天然氣消費長期依賴進口的局面產量接近500億立方米，占美國天然氣總量的8%以上，其中，僅NewarkEast頁巖氣田的年產量就達217億立方米，而在2009年美國頁巖已進入頁巖氣開發的快速發展階段，預計到2015年，美國頁巖氣的年產量將根據我國《頁巖氣“十二五”規劃》的目標，到2015年，我國將探明頁巖氣地質儲量6,000億立方米，可采儲量2,000億立方米并實現頁巖氣產量65億立方米，在基本摸清頁巖氣資源情況、勘探開發技術取得突破基礎上，計劃于“十三五”期間，進一步加大投入，大幅、南華北、松遼、準噶爾、吐哈、塔里木、渤海灣等勘探開發，建成新的頁巖氣勘探開發區，力爭2020年頁巖氣產量達到600-1,000億立方米。未來頁巖氣能源的不斷發展，將為下游市場的發展提3、煤田礦山領域與油氣鉆頭用PDC相比，應用于煤田/礦山鉆采作業的PDC性能要求略低，主要是因為煤田礦山作業地層較淺，地質情況與油氣開采作業的地質情況相比較好，對鉆頭的使用壽命和耐磨性能等各方面的要求也相對較低。煤炭作為一種重要的礦物能源，在全球一次能源的消耗量中占據了較大的比例，根BP為383億噸油當量，僅次于石油。因此，應用于煤田/礦山領域的PDC也具億噸，按照2013年的煤炭產量計算，現有儲量可供開采100年以上。根據美國能源信息管理局發布的報告預測，至2040年，全球煤炭消耗量都將持續保持增長我國能源狀況具有“富煤、缺油、少氣”的特點，煤炭工業已經成為關系國家經濟命脈和能源安全的重要基礎產業。我國經濟保持平穩較快發展，對煤炭的需求量也一直處于快速增長的態勢，根據煤炭工我國煤炭消費量將達到50億噸，期間復合增長率為476%。根據統計顯示，全球煤田礦山用PDC市場規模近200億元，我國市場20億元。4、機械加工領域 (1)刀具用復合片D煤炭、石材、建筑等傳統領域以及電子信息、航天航空、國防軍工等高隨著下游市場的快速增長，刀具用復合片市場的需求量也在迅速增加超硬刀具的高效高精加工能力突顯出超硬刀具的加工優勢，預計其將成為流。國外部分國家已經開始大規模投入使用PCD/PCBN刀具，超硬刀具已經占到刀具市場份額的30%以上。目刀具基本上各占1/2。 (2)其他在機械加工領域，聚晶金剛石除應用于超硬刀具外，還用于拉絲模坯以及PCD拉絲模的主要原材料，用于拉制銅、鋁、不銹鋼及各種合金線材，其使用壽命為硬質合金拉絲模的100-300倍，且所拉線材的尺寸均勻，光潔度高，產出量大，該產品比傳統材料制作的，因此主要是應用在對加工產品尺寸、精度要求較高的領域；聚晶金剛石噴嘴由聚晶金剛石嘴芯和外套(金屬或塑料)組成，聚晶金剛石是噴嘴的耐磨工作部位，由其制成的噴嘴具有極高的耐磨性和性能，其壽命是碳化硼噴嘴的10-20倍，是硬質合金(鎢鋼)噴嘴的100-200倍，氧化鋁200倍以上，未來巨大的工業噴嘴、噴砂市場將為其帶來廣闊的市場空間。六、行業利潤水平的變動趨勢及原因在超硬材料行業中，復合超硬材料是整個產業鏈中價值較高的一環。由于油氣鉆探領域的地質環境最為惡劣，其對產品品質、性能及生產企業的原材料控制、技術研發水平、加工工藝、檢測工藝等均有較高要求，進而使得鉆探用復合片具有較高的附加價值；另一方面，油氣鉆井作業具有高成本和高風險的特點，這使得下游客戶對于產品的性能品質非常關注，而對于價格的敏感度相對其他鉆探領域較低，從而保障了該我國高端油氣鉆頭用PDC生產企業的上游產業鏈較為健全，單晶金剛石及硬質合金等原材料供應量充足。少數優秀企業的技術研發能力、生產工藝水平和產品性能品質的不斷提高，進一步保障了產品的利潤空間，使得產品毛利率能夠持續保持較高水平。為鉆頭鉆井過程中的切削齒部件，可以大大提高鉆井效率。由于材料本身性能存在局限性，需要通過不斷改進加工工藝或材料配方以提高和完善產品的性能，以達到不同應用環境的需要，因此，聚晶金剛石復合片的制造工藝和材料配方成為本行業企業的核心技術所在。 (1)工藝技術目前行業內沒有統一衡量聚晶金剛石復合片質量的標準，但是有研究和實驗表明，抗沖擊性、耐磨性和耐熱性這三個技術指標直接影響到復合片性能的好壞。工藝技術的核心是平衡三個性能指標以提升聚晶金剛體性能。DC的金剛石晶體間的燒結助劑會影響其熱擴散性，在高溫常壓下容易導致金剛石石墨化，石墨膨脹會破壞金剛石顆粒間的結合，導致PDC的耐磨性和抗沖擊性降低，因此一般PDC使用溫度不能超過700C。工藝技術上主要通過原料優化、工藝改進及后期表面處理加以對于耐磨性，工藝技術上主要通過加大金剛石的體積比和致密度，優化原料配方、加工工藝改進及后期表面處理等方式加以改進提為了提高金剛石和硬質合金基體的抗沖擊性，可通過改變兩者的界面形態，增大兩者之間的接觸面，如波紋形、齒形等，提高兩者的結合強度，降低殘余應力，保證復合片的抗沖擊性，從而提高復合片產品的質量。 (2)材料配方目前本行業原材料市場是公開透明的，原材料的品級僅對產品性能有一定的影響，原材料(包括選型和配比)與工藝技術的配合對產品的品質有著重大影響，尋找適合公司生產工藝的原材料，提高機械加工水平，才能有效A金剛石要有良好的潤濕性，能夠牢固粘結金剛石；B、線性膨脹系數與金剛石接近，以降低溫差應力；CD量低，以減少高溫對金剛石的損傷。鈷是金屬中與碳相容性最好的金屬之一，能夠潤濕金剛石和石，因此長期以來，國內的PDC企業都使用鈷作為粘接劑。隨著下游行業的快速發展，下游客戶對PDC等復合超硬材料的需求不斷變化，新技術和新工藝的開發和應用日益增加，如超高壓技術的使用對工因此，PDC行業中具有持續技術創新能力的企業更具競爭力。2、行業經營模式C完成產品生產的方式。在銷售環節，本行業內的企業在國內市場上一般采用其提供產品在海外市場上則采用“直銷+經銷”的銷售模式。目前，海外銷售的趨勢是國外市場大客戶由PDC生產企業直接銷售及服務，中小客戶則由相應的境外經銷商代理進行銷售及服務。3、行業區域性下游客戶主要為油氣裝備制造企業。一方面，油氣裝備制造企業主要分布在歐美、西亞、中國、俄羅斯，其中與油氣鉆頭用PDC行業直接相關的是斯、哈里伯頓、貝克休斯和國民油井四大公司，其占據了石油鉆井鉆頭領域大部分市場份額；另一方面，作為油氣鉆頭用PDC終端用戶的油氣開采企業則分布較為廣泛，目前這些企業的全球油氣開采活動主要分布在西亞、拉美、非洲、東歐、中亞等地，油氣鉆頭用PDC作為廣泛使用的油氣鉆井鉆頭，在油氣開采中發揮重要作用，是必不可少的消耗品，因此，油氣鉆頭用PDC產品的銷售不存在區域性問行業主要包括石油、天然氣等。一般來說，油氣開采業與原油價格正相關，這部分終端客戶對油氣鉆頭用PDC的需求變化將導致本行業存在著一定周期性。在季節性方面，油氣開采活動主要受到氣候、油氣鉆井計劃和采購預算管理等因素影響，全球范圍來看，油氣開采活動長期保持相對穩定，但我國石油單位在投資或采購項目立項審批等方面有一定規律，例如，油田單位的采購在下半年發生較多，給本行業經營造成季節性影響。八、行業上下游的關系本行業的上游行業主要包括金剛石微粉、硬質合金等原材料供應行業和生備供應行業以及電力等生產供應行業。由于本行業的產品應用領域主要為油氣鉆井鉆頭，因此與本行業相關的下游行業是油氣開采服務行業及開采設備中金剛石粉、金剛石微粉以及砂輪的供給主要受單晶金剛石供求的影響。本行業的另一個主要上游行業是硬質合金行業，用硬質合金作為基體，能夠使聚晶金剛石復合片具有足夠的強度和韌性。硬質合金是本行業企業生產材料中占比較大的部分，硬質合金主要由鎢和鈷組成，其價格主要受鎢和鈷價格的影響。 (1)單晶金剛石本行業的主要上游行業之一是單晶金剛石生產行業。單晶金剛石經粉碎、后，形成金剛石微粉，即PDC的主要原材料。目前，我國是世界上最大的金剛石單晶生產國，原材料供應充足，來中國人造金剛石的產量仍將以10％以上的速度增長。價格方面，隨著我國 (2)硬質合金硬質合金是本行業企業生產材料中比重較大的部分，其價格受主要組成部分碳化鎢和鈷價格的影響。碳化鎢和鈷的價格主要受礦產量、下游行業需求、生產能源耗費成本、冶煉技術水平等多種因素的綜合影響。據上60元/千克，隨后碳化鎢粉價格持續保持微幅震蕩下滑，截至2014年12月，碳化鎢粉平均價千克。鈷價格從2011年2月開始持續下跌，價格從333元/千克降至2013年12月的192元/千克。進入2014年后，鈷價格價格趨于平穩，并在2、與下游關系石油和天然氣是當今世界的主要能源，它在國民經濟中占據著非常重要的地位。目前石油是優質的動力燃料的原料，汽車、飛機、輪船等現代交通工具石油的產品作動力燃料的，新興的超音速飛機、導彈、火箭，也都以石油提煉出來的高級燃料為動力。石油也是提煉優質潤滑油和合成有機化工產品。目前，工業對石油的依賴程度依然很大，其年開采量和年消耗量在不升，同時石油也是世界各國重要的戰略儲備，短期的油價波動對于其開限，因此，油氣用聚晶金剛石復合片有著廣泛的市場應用前景，與此同材料下游應用市場也將更加廣闊。九、行業主要企業簡況隨著我國復合超硬材料產業的快速發展，部分優秀企業在油氣鉆頭用PDC的生產方面具備了一定的技術和工藝積累，近些年來，四方達也逐 (1)美國合成(USSynthetic)美國合成是世界油氣用PDC行業的龍頭企業，成立時間超過30年，總部位于美國猶他州，公司主要生產井下工具、鉆井鉆頭部件等產品。美國合成公司占全球油氣用PDC市場份額在2011年達到35%。 (2)元素六元素六集團(E6)是超硬材料生產商，總部位于盧森堡，主要制造工廠位于荷蘭、瑞典、南非和英國，其核心業務為超硬材料的合成和加工，產品包括人造金剛石和其他超硬材料，如立方氮化硼(CBN和PCBN)、聚晶金 Megadiamond是斯倫貝謝旗下公司，其主要從事超硬材料的設計和制產品廣泛應用于切削刀具、建筑、油氣鉆井和采礦應用。斯倫貝謝是全球業 (1)鄭州新亞超硬復合材料有限公司鄭州新亞復合