01 超硬材料行業(yè)處于發(fā)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
       超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(yīng)用于復(fù)合材料、無機非金屬材料、硬質(zhì)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(xiàn)穩(wěn)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(yīng)用于砂輪、鋸片等，PCD應(yīng)用于刀具、石油鉆頭，CVD金剛石應(yīng)用于拉絲模、刀具等，高端 CVD金剛石應(yīng)用于電子器件、航天等領(lǐng)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(fù)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(huán)境下制成的復(fù)合材料，復(fù)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(fù)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(zhì)合金襯底層在高溫高壓下燒 結(jié)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(fù)合片逐漸消耗。在煤田礦山開采過程中，金剛石復(fù)合片起到同樣的作用。PCD刀具的耐用度較硬質(zhì)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(fā)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(chǎn)，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(yè)領(lǐng)域地位突出
       金剛石單晶在建材石材領(lǐng)域需求穩(wěn)步增加，建材石材類產(chǎn)品跟基建投資及房地產(chǎn) 開發(fā)投資關(guān)聯(lián)密切。2020年以來我國基建和房地產(chǎn)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(fù)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(chǎn)開發(fā)投資則是近年來國內(nèi)建筑業(yè)增長的主要驅(qū)動力，2016年開始的新一輪高景氣仍在持續(xù)，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(xù)；PMI建筑業(yè)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(qū)間，帶動了金剛石單晶的需求。

我國經(jīng)濟進入高質(zhì)量發(fā)展階段，在新型城鎮(zhèn)化建設(shè)等宏觀政策的支持下，基礎(chǔ)設(shè) 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(jīng)濟復(fù)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(chǎn)景氣度持續(xù)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。我國人造金剛石單晶產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量90%以上，因此在國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈率先恢復(fù)后，2020年下半年超硬刀具類產(chǎn)品受益于出口訂單旺盛，金剛石單晶產(chǎn)品出現(xiàn)供不應(yīng)求，導(dǎo)致價格上漲，促進國內(nèi)金剛石單晶類產(chǎn)品進入新一輪增長。
      勘探采掘領(lǐng)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(jīng)濟的穩(wěn)步增長，礦產(chǎn)資源的需求量不斷擴大，未來伴隨我國經(jīng)濟繼續(xù)增長以及新興市場的崛起，礦產(chǎn)資源的消耗將會長時間維持較高增速。過去十年，我國主要礦產(chǎn)資源開采量整體從高速增長階段過渡至穩(wěn)步發(fā)展階段。2020年原煤產(chǎn)量 39 億噸， 同比增長1.4%；原油產(chǎn)量1.95億噸，同比增1.6%；天然氣產(chǎn)量1925 億立方米， 同比增長9.8%；其他十種有色金屬產(chǎn)量為0.62億噸，同比增5.5%。但我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(chǎn)量穩(wěn)步增長。
      全球礦產(chǎn)資源勘探形勢趨于緊張，淺部地層的礦產(chǎn)資源已基本開采殆盡，深部找 礦已成為地質(zhì)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(chǎn)品，因此在深部探礦中應(yīng)用廣泛。隨著勘探深度和難度的增加，金剛石單晶鉆的經(jīng)濟性優(yōu)勢將進一步彰顯出來，具有廣闊前景。
      1.3. 下游制造業(yè)升級，金剛石微粉發(fā)揮重要作用
      機械制造產(chǎn)業(yè)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 細分行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級帶動了對高端金剛石工具的需求。汽車行業(yè)精密加工領(lǐng)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(yè)受到貿(mào)易戰(zhàn)及新冠疫情影響，2021年隨著全球主要國家經(jīng)濟復(fù)蘇，汽車產(chǎn)銷量將恢復(fù)增長，我國汽車產(chǎn)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(nèi)新型工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程的加快發(fā)展，居民消費不斷升級，未來我國汽車市場仍有較大的增長空間。

家電尤其制冷家電業(yè)是人造金剛石磨具和刀具的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。家用空調(diào)、 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。我國家用空調(diào)和冰箱的產(chǎn)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(nèi)家電制造業(yè)重回高速增長。
      光伏和LED領(lǐng)域快速發(fā)展帶動金剛石微粉需求高增。光伏發(fā)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(yīng)用需求增量最大的領(lǐng)域。2019年光伏在國內(nèi)補貼退出的驅(qū)動下快速進入平價上網(wǎng)階段，市場 需求驅(qū)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(chǎn)能限制，裝機量仍將有望實現(xiàn) 15%左右的增長達到 155-160GW；2022 年在硅料產(chǎn)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(fù)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(yīng)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(yù)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(fā)。2020 年我國 LED 行業(yè) 總產(chǎn)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(tài)勢。LED 照明產(chǎn)品已經(jīng)逐步替代傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈，正處于持續(xù)爆發(fā)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(chǎn)品的電腦和顯示器，售價在1.5 萬-10萬之間，燈珠數(shù)量在1.2 萬-10萬顆，2021年 MINILED正式進 入爆發(fā)期。MINILED有望成為在通用照明之后LED重要驅(qū)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(fù)合增長率 約為 12.6%。

02培育鉆石成為超硬材料的絕對主角

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(zhì)、價格、環(huán)保和科技 等方面具有顯競爭優(yōu)勢。隨著培育鉆石合成技術(shù)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(xí)慣改變，培育鉆石的市場關(guān)注度和市場需求顯著提升，已成 為人造金剛石行業(yè)最重要的發(fā)展方向之一。在現(xiàn)代工業(yè)加工領(lǐng)域，由于對人造金剛石的需求數(shù)量、品種、質(zhì)量的不斷提高，原來只能作為工業(yè)材料的人造金剛石終于大規(guī)模達到珠寶級應(yīng)用的水平。
      培育鉆石與天然鉆石性質(zhì)相同且更具優(yōu)勢。培育鉆石作為一種人工合成的鉆石， 產(chǎn)品在晶體結(jié)構(gòu)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(lǐng)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(jīng)在全球珠寶消費市場出現(xiàn)，但產(chǎn)品品質(zhì)較差、價格 優(yōu)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(lián)邦貿(mào)易委員會（FTC）為培育鉆石正名等因素推動，培育鉆石在行 業(yè)組織建立、技術(shù)規(guī)范制定、合成及鑒定技術(shù)提升、產(chǎn)能規(guī)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(jīng)提升至較高水平，生產(chǎn)成本大幅下降，培育鉆石的優(yōu)勢逐步凸顯，認可度加速提升；2020年下游加工環(huán)節(jié)受到疫情影響，一定程度干擾了培育鉆石的爆發(fā)過程，2021年疫情影響逐步消除，行業(yè)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(huán)境，天然鉆石形成于地殼運動、衛(wèi)星撞擊等天然環(huán)境，培育鉆石是模仿天然鉆石形成環(huán)境制備而成的鉆石。
      培育鉆石與天然鉆石化學(xué)成分、物理性質(zhì)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(huán)境更為復(fù)雜。天然鉆石的晶相結(jié)構(gòu)大致有13種，常見結(jié)構(gòu) 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(jié)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(xué)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(qū)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(nèi)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(zhì)。
      鉆石與莫桑石的主要區(qū)別在于折射率。莫桑石的折射率遠高于鉆石，表現(xiàn)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(nèi)斂。在放大鏡觀察下可以明顯看出莫桑石的腰部內(nèi)全反射影像呈現(xiàn)四線效果，而鉆石全反射影像只有兩條線。
      培育鉆石更為環(huán)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(huán)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(yōu)于天然鉆石開采，培育鉆石在廠房內(nèi)極少發(fā)生安全事故。培育鉆石的保護地表環(huán)境、減少碳排放的綠色、可持續(xù)發(fā)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(yōu)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(fā)價在 2018 年第四季度下降到天然鉆石的20%，此后基本維持穩(wěn)定。2020-2021 年隨著大顆粒培育鉆石（5克拉以上）加速規(guī)?；慨a(chǎn)，單克拉的生產(chǎn)成本繼續(xù)大幅下降，而純凈度、色度等性質(zhì)仍在大幅提升。我們認為未來無論是零售價還是批發(fā)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(yù)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(chǎn)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(chǎn)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(xué)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(yōu)化合成方法和技術(shù)實現(xiàn)，因而產(chǎn)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(shù)壁壘高
      培育鉆石工藝技術(shù)來源于工業(yè)科技的進步，一方面需要強大的壓力產(chǎn)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(shù)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(jié)晶生長，也就是后來的化學(xué)氣相沉積法（CVD法）的原理。培育鉆石的技術(shù)壁壘體現(xiàn)在三個方面，首先因為培育鉆石和工業(yè)金剛石不同，其生產(chǎn)周期很長，如果沒有相對的數(shù)量，比如1000-2000臺以上，即使廠家擁有相關(guān)的一些技術(shù)，也無法打開市場，其次行業(yè)屬于重資本投入型，短期之內(nèi)沒有足夠資金支持的話，不可能對現(xiàn)有的龍頭造成沖擊。第三在技術(shù)擴散方面，全市場對于原材料、生產(chǎn)、工藝一體化深入了解的技術(shù)人員稀缺，技術(shù)擴散的進程會比工業(yè)金剛石的慢很多。
      HPHT 技術(shù)與 CVD 技術(shù)對比
      高溫高壓(HPHT)技術(shù)：高溫高壓技術(shù)完全模擬天然鉆石的生長過程，在地上重現(xiàn)碳元素層的反應(yīng)并將石墨轉(zhuǎn)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(huán)境，在六面體高壓機內(nèi)，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(huán)境中形成的等軸晶系晶質(zhì)體。采用高溫高壓法生產(chǎn) 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(qū)放入高純度的石墨作碳源，在低溫區(qū)放置鉆石籽晶。在一定的溫度梯度驅(qū)動下，碳源從高溫處的高濃度區(qū)向?qū)Φ蜏靥幍牡蜐舛葏^(qū)擴散，在低溫區(qū)的鉆石籽晶處于過飽和而結(jié)晶，然后冷卻取出，采用濃硝酸 清除鉆石表面的雜質(zhì)。
      化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)：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?；卓梢允欠倾@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(shù)各有優(yōu)勢，HTHP效率更高顏色更好，CVD純凈度更優(yōu)。生產(chǎn)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(shù)天?；瘜W(xué)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(shù)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(yīng)，所以會對鉆石的純凈度產(chǎn)生一些影響，化學(xué)氣相沉積(CVD)純凈度稍好。
      2.2. 培育鉆石行業(yè)產(chǎn)能集中在國內(nèi)，全球需求快速增長
      培育鉆石產(chǎn)能大分部在中國
受地理條件限制，天然金剛石產(chǎn)能主要集中在南非、扎伊爾等，而培育鉆石的產(chǎn)能大部分集中在中國。2020年全球培育鉆石產(chǎn)能約600~700萬克拉，其中中國產(chǎn)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(chǎn)能分布在歐洲、中東、俄羅斯等地。
經(jīng)過近幾十年的發(fā)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(chǎn)品，正逐漸由國外市場向中國國內(nèi)滲 透，和天然鉆石的市場一樣，在行情啟動之前就占領(lǐng)培育鉆石高端消費市場。國內(nèi)鉆石產(chǎn)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(fēng)等企業(yè)。從生產(chǎn)技術(shù)角度而言國內(nèi)主要還是采用 HPHT 法生產(chǎn)，而全球其他地區(qū)基本采用 CVD 法生產(chǎn)鉆石。HPHT 法在生產(chǎn)人造金剛石領(lǐng)域幾乎形成了壟斷，目前約占全球 HPHT法生產(chǎn)培育鉆石產(chǎn)能的 90%。

根據(jù)中國機床工具工業(yè)協(xié)會超硬材料分會數(shù)據(jù)，目前國內(nèi)生產(chǎn)人造金剛石的六面 頂壓機數(shù)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(shù)量為 1500 臺左右（對應(yīng)約 130 萬克拉/年產(chǎn)能），我們預(yù)計 2020-2021 年以中南鉆石和黃河旋風(fēng)為主的廠商開始產(chǎn)能擴張，并將原有部分工 業(yè)鉆石的產(chǎn)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(chǎn)能將達到 3000 臺左右，其中新增產(chǎn)能中多為 650 型號以上產(chǎn)能。
      培育鉆石需求增速顯著
      從行業(yè)生命周期判斷，培育鉆石目前處于高速增長的初期。根據(jù) Bain 咨詢，2019 年全球天然原鉆產(chǎn)量為 1.39 億克拉，而培育鉆石產(chǎn)量為 600 萬克拉左右，滲透率約 為 4.3%；2020 年天然原鉆產(chǎn)量約下滑 2800 萬克拉至 1.11 億克拉，而培育鉆石預(yù)計 增長 15%左右至 750 萬克拉，滲透率達到 6%。

鉆石行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，培育鉆石加速滲透
全球鉆石珠寶市場規(guī)模龐大，消費需求穩(wěn)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(fù)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(guī)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(fù)蘇帶動產(chǎn)業(yè)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(xù)復(fù)蘇，主要原鉆生產(chǎn)廠商表現(xiàn)強勁，俄羅斯最大鉆石生產(chǎn)廠商阿爾羅薩 2021年上半年實現(xiàn)營收1840 億盧布，同比增長 156%；同時毛鉆價格同比上漲7%左右，反映全球鉆石消費市場的修復(fù)。消費量保持穩(wěn)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(wěn)步下降。隨著全球范圍內(nèi)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(xí)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(guān)的配套服務(wù)產(chǎn)業(yè)。目前全球范圍內(nèi)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(yè)救助支撐起美國國內(nèi)的消費水平，鉆石珠寶成為富 裕階層消費的主要產(chǎn)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(yè)經(jīng)過一百多年的發(fā)展，目前已處于成熟階段，消費訴求主要側(cè)重奢 侈消費和價值收藏。培育鉆石技術(shù)實現(xiàn)突破時間尚短，行業(yè)處于發(fā)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(yè)的研發(fā)實力、工藝水平和質(zhì)量控制能力要求都遠高于一般人造金剛石企業(yè)，因此行業(yè)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(jù) ULTRAC 公司創(chuàng)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(chǎn)量達 600 萬 ct，成品培育鉆石約 200 萬 ct，產(chǎn)值約 8 億美元。隨著培育鉆石合成技術(shù)不斷提高，全球培育鉆石產(chǎn)量年均增長率將保持在 15%-20%，2030 年培育鉆石產(chǎn)量規(guī)模將 達到 1000 萬克拉至 1700 萬克拉，若考慮 2/3 的損耗率，預(yù)計 2030 年全球培育鉆石毛坯產(chǎn)量規(guī)模將達 3000-5100 萬克拉。預(yù)計 2025 年全球/中國培育鉆石毛坯市場規(guī)?？蛇_ 379/237 億元，全球培育鉆石飾品市場規(guī)?？蛇_ 1324/828 億元，2030 年全 球/中國培育鉆石毛坯市場規(guī)?？蛇_ 744/558 億元，全球培育鉆石飾品市場規(guī)?？蛇_ 2351/1763 億元。
      從消費結(jié)構(gòu)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(chǎn)能結(jié)構(gòu)來看，全球培育鉆石總產(chǎn)量中，中國占據(jù)主要產(chǎn)能，其次為印度、美國。在全球鉆石消費市場需求穩(wěn)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(xiàn)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(zhì)、價格、環(huán)保和科技等方面具有明顯競爭優(yōu)勢。隨著培育鉆石合成技術(shù)不斷提高、市場消費理念和消費習(xí)慣改變，培育鉆石的市場關(guān)注度和市場需求顯著提升，已成為人造金剛石行業(yè)最重要的發(fā)展方向之一。

03 我國超硬材料上市公司及行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者

我國基本主導(dǎo)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。我國超硬材料行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量從整體上已經(jīng)達到 國際先進水平，但占據(jù)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(fā)達國家占據(jù)，產(chǎn)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(dǎo)。在高速、高效、高精度和綠色加工成為主流趨勢的情況下，產(chǎn)品品級和附加值不斷提升，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，預(yù)計未來 市場規(guī)模有望進一步擴大。河南省是國內(nèi)培育鉆石企業(yè)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(fā)、生產(chǎn)和銷售于一體的金剛石產(chǎn)業(yè)集群，涌現(xiàn)出中南鉆石、黃河旋風(fēng)、豫金剛石、力量鉆石、惠豐鉆石、聯(lián)合精密等一批知名的金剛石生產(chǎn)企業(yè)，河南省人造金剛石產(chǎn)業(yè)鏈完整、配套齊全，具有明顯的地域優(yōu)勢。
      中兵紅箭（中南鉆石）
      公司超硬材料業(yè)務(wù)主要產(chǎn)品為人造金剛石和立方氮化硼單晶及聚晶系列產(chǎn)品、復(fù) 合材料、培育鉆石、高純石墨及制品等。根據(jù)公司披露，公司在人造金剛石產(chǎn)銷量 和綜合競爭實力均全球排名第一。超硬材料業(yè)務(wù)業(yè)績貢獻主要公司為中南鉆石公司，報告期內(nèi)實現(xiàn)營業(yè)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(yè)頭部優(yōu)質(zhì)企業(yè)，其主導(dǎo)產(chǎn)品工業(yè)金剛石產(chǎn)銷量及市場占有率連續(xù)多年穩(wěn)居世界首位。
      當(dāng)前，公司掌握了“20-50 克拉培育金剛石單晶”合成技術(shù)， 20-30 克拉培育鉆石可批量化穩(wěn)定生產(chǎn)。CVD 培育鉆石產(chǎn)品制備技術(shù)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(shù)，為拓展功能金剛石應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。公司超硬材料作為公司當(dāng)前主要利潤貢獻板塊，擁有超硬材料產(chǎn)品全流程技術(shù)優(yōu)勢，作為國內(nèi)領(lǐng)先的培育鉆石生產(chǎn)商，受益于大克拉培育鉆石技術(shù)的成熟以及行業(yè)內(nèi)國際奢侈品珠寶廠商加大培育鉆石布局主動引導(dǎo)消費習(xí)慣，有望持續(xù)擴大市場空間規(guī)模。告 2019 年公司投入年產(chǎn) 12 萬克拉高溫高壓法寶石級培育金剛石生產(chǎn)線建設(shè)項 目，預(yù)計 2022 年 10 月達產(chǎn)。
      黃河旋風(fēng)
      公司主要從事硬材料及制品，超硬復(fù)合材料及制品等生產(chǎn)，主要產(chǎn)品覆蓋金剛石 （如工業(yè)級金剛石、寶石級金剛石）、金屬粉末、超硬合材料（復(fù)合片）、超硬刀具、金剛石線鋸等。公司于 2015 年實現(xiàn)了“寶石級金剛石系列產(chǎn)品開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”項目的產(chǎn)業(yè)化和市場化批量生產(chǎn)，目前公司用培育鉆石生產(chǎn)的 3-5 克拉首飾在國內(nèi)外擁有 了穩(wěn)定的市場。2020 年公司營業(yè)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(chǎn)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(yè)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(yè)務(wù)拖累，公司于 2020 年已出售名匠智能全部股權(quán)，2021年公司重新聚焦超硬材料主業(yè)，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(shù)積累深厚，未來聚焦培育鉆石主業(yè)發(fā)展。公司目前在培育鉆石方面從研發(fā)到量產(chǎn)有20年的技術(shù)沉淀優(yōu)勢，公司研發(fā)技術(shù)還在迭代升級中，在工藝控制、 現(xiàn)場管控、品質(zhì)管理、原輔材料一致性管控、設(shè)備運行穩(wěn)定性管控等方面已形成體系， 并在人才培養(yǎng)方面逐步形成梯隊優(yōu)勢。根據(jù)公司業(yè)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(zhì)占50%以上，未來公司將聚焦培育鉆石等超硬材料主業(yè)發(fā)展。
      力量鉆石
      力量鉆石是國內(nèi)超硬材料主流供應(yīng)商，培育鉆石營收增長迅速。力量鉆石主要從事人造金剛石產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，目前擁有金剛石單晶、金剛石微粉和培育鉆 石三大核心產(chǎn)品體系。公司在普通金剛石單晶合成技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化成核控制技術(shù)、高壓晶型控制技術(shù)、高效新型提純技術(shù)、異型單晶分選檢測技術(shù)等核心技術(shù)， 在特種異型金剛石單晶產(chǎn)品領(lǐng)域取得技術(shù)突破，成為國內(nèi)較早實現(xiàn) IC 芯片超精加工 用特種異型八面體金剛石尖晶批量化生產(chǎn)的企業(yè)。公司經(jīng)過近 3 年的研發(fā)和測試，在高純超細球狀粉末觸媒技術(shù)、高真空階梯還原技術(shù)、微波提純技術(shù)等超細金剛石單晶核心生產(chǎn)技術(shù)方面取得突破，實現(xiàn) 400 目-1000 目超細金剛石單晶批量化生產(chǎn)。公司近幾年培育鉆石業(yè)務(wù)營收增長迅速，培育鉆石業(yè)務(wù)營收近三年分別為 3734.1 萬元、 3511.12 萬元、1302.61 萬元，營收占比分別為 15.72%、16.5%、6.58%，其中，2019 年培育鉆石業(yè)務(wù)收入實現(xiàn)翻番，增長 169.55%，公司在招股說明書中強調(diào)培育鉆石業(yè)務(wù)將發(fā)展成為公司未來重要的利潤增長點。

公司在培育鉆石業(yè)務(wù)上的投入不斷加大。公司 3 克拉、4 克拉、5 克拉及以上大 顆粒培育鉆石的產(chǎn)量、銷量占比明顯上升，大顆粒培育鉆石較高的銷售價格和毛利率預(yù)計為公司貢獻更高的利潤 。2018/2019/2020年毛利率分別為 48.49%/61.21%/66.88%。公司積極擴大產(chǎn)能，加大生產(chǎn)設(shè)備的資本性投入，六面頂壓機裝機數(shù)量從 2019 年 3 月末 273 臺增加至 2021 年 3 月 31 日 411 臺。

沃爾德
       沃爾德專注于超高精密、高精密超硬刀具及超硬材料制品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售業(yè) 務(wù)，主要產(chǎn)品及服務(wù)定位于全球高端刀具市場，同時致力于金剛石功能材料新興應(yīng)用 領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化。公司超硬刀具類產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于消費電子、汽車制造、航空航天、軌 道交通、核電、風(fēng)電等先進制造領(lǐng)域，形成了自超硬材料、加工設(shè)備、加工服務(wù)到高 端刀具的產(chǎn)品鏈，能夠為客戶提供優(yōu)質(zhì)的整體解決方案。公司金剛石功能材料產(chǎn)品已 開始用于高端醫(yī)療器件、光電子器件、高功率激光窗口、微波器件等前沿科技產(chǎn)業(yè)產(chǎn) 品的關(guān)鍵部件，同時也開始用于污水處理電極、裝飾用鉆石飾品等。2020 年，公司 營收 2.42 億元，同比下降 5.17%；歸母凈利潤 0.49 億元，同比下降 17.55%。2021 上半年，公司營收 1.50 億元，同比增加 41.70%；歸母凈利潤 0.31 億元，同比增加 14.42%。2016-2021Q2，公司綜合毛利率一直維持在約 50%的水平。
       四方達
       四方達主要從事聚晶金剛石(簡稱 PCD)及其相關(guān)制品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，產(chǎn)品 包括石油/天然氣鉆探用聚晶金剛石復(fù)合片、煤田及礦山用金剛石復(fù)合片、切削刀具 用金剛石復(fù)合片、聚晶金剛石拉絲模坯，截齒潛孔鉆頭公路齒、旋挖機齒、成品聚晶 金剛石模具、超硬刀具、金剛石砂輪等，形成了有自身特色的產(chǎn)品系列，由生產(chǎn)常規(guī) 產(chǎn)品向高端產(chǎn)品轉(zhuǎn)變，由簡單加工行業(yè)向高端加工制造業(yè)轉(zhuǎn)變；產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于石油 鉆探及礦山開采，機械、冶金、地質(zhì)、石材、建筑、電子信息、航天航空、國防軍工 等領(lǐng)域。公司產(chǎn)品遠銷歐洲、美洲、東南亞、非洲等四十多個國家和地區(qū)，具有一定 的國際知名度。2020 年，公司營收 3.18 億元，同比下降 36.45%；歸母凈利潤 0.75 億元，同比下降 35.62%。2021 上半年，公司營收 1.97 億元，同比增加 14.51%；歸母凈利潤 0.49 億元，同比增加 14.09%。2016-2021Q2，公司綜合毛利率一直維 持在約 23%的水平。
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