1. 工業(yè)金剛石：工業(yè)制備基礎(chǔ)產(chǎn)品，我國壟斷上游制造

       1.1. 工業(yè)金剛石產(chǎn)業(yè)鏈：上游中國壟斷，中游種類多，下游應(yīng)用廣

       上游：世界看中國，中國看河南。

       我國壟斷全球工業(yè)金剛石單晶+微粉制造，市場存量壓機 7000-9000 臺：我國自 2001 年突破工業(yè)金剛石關(guān)鍵粉末觸媒技術(shù)后，工業(yè)金剛石行業(yè)得到了快速發(fā)展，在以河南省為核心的多家工業(yè)金剛石企業(yè)，技術(shù)先進(jìn)、產(chǎn)能充足、產(chǎn)業(yè)鏈配套齊全，已 形成研發(fā)、生產(chǎn)一體化的超硬材料產(chǎn)業(yè)集群，根據(jù)超硬材料網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，我國目前行業(yè)存量壓機 1-1.2 萬臺，其中用于工業(yè)金剛石 7000-9000 臺；根據(jù)磨料磨具網(wǎng)數(shù)據(jù)顯 示，2020年我國工業(yè)金剛石總產(chǎn)量 200 億克拉（工業(yè)金剛石單晶+金剛石微粉+金剛石復(fù)合片），其中工業(yè)金剛石單晶+微粉 145 億克拉，壟斷全球 95%工業(yè)金剛石原料 市場份額。

       技術(shù)突破致價格下跌，近些年受下游需求旺盛+培育鉆石產(chǎn)能擠壓顯著上漲。工 業(yè)金剛石早期由歐美等國家壟斷，產(chǎn)品價格居高不下，可達(dá) 100 美元/克拉；中南鉆 石于 2001 年通過自主研發(fā)突破了關(guān)鍵粉末觸媒技術(shù)，開啟了人造金剛石快速發(fā)展道路，產(chǎn)品因產(chǎn)量大幅提升價格快速下降，2015 年前后跌至 0.1 元/克拉，多家工業(yè)金 剛石企業(yè)迎來“至暗時刻”；2020 年起，受光伏、消費電子、新能源汽車制造等高端制造領(lǐng)域快速增長需求，以及培育鉆石對工業(yè)金剛石帶來的產(chǎn)能擠壓，工業(yè)金剛石供不 應(yīng)求產(chǎn)品價格上漲，后續(xù)有望維持高位甚至進(jìn)一步上升。

       中游：金剛石工具制造企業(yè)，大行業(yè)，小公司

       中游環(huán)節(jié)主要為各類金剛石工具制造企業(yè)，通過將工業(yè)金剛石經(jīng)過破碎、與硬質(zhì) 合金結(jié)合、聚晶等多種工藝，打造多種金剛石工具，如金剛線、金剛砂輪、金剛砂帶、 金剛石復(fù)合片等，廣泛用于下游多種切割、磨削、鉆探、拋光等場景。該產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié) 分類雜、產(chǎn)品形態(tài)多，使用范圍廣，故行業(yè)集中度較低，行業(yè)里多為小規(guī)模公司。

       下游：多種高端制造核心零部件，CVD 法有望進(jìn)一步拓展終端應(yīng)用場景。

       目前金剛石終端應(yīng)用仍以傳統(tǒng)建筑石材切割為主，占據(jù)銷售額的 50%，規(guī)模 22 億；機械、電子板塊增幅快（包含光伏切割、消費電子切割，現(xiàn)階段占比 28%，規(guī)模 13 億），未來有望成為工業(yè)金剛石需求重要增長領(lǐng)域；資源開采/地質(zhì)鉆探主要使用 工業(yè)金剛石與硬質(zhì)合金構(gòu)成的復(fù)合片（市場份額 17%，規(guī)模 8 億），隨油服/礦山開 采市場增長；未來 CVD 法生產(chǎn)的工業(yè)金剛石，可用于半導(dǎo)體領(lǐng)域的集成電路芯片、 散熱片等，以及軍工的導(dǎo)彈整流罩、紅外光學(xué)窗口等。

       1.2. 自然界最硬物質(zhì)，高端金剛石工具進(jìn)口替代空間大

       金剛石：自然界最硬物質(zhì)，人工制造打開應(yīng)用空間。金剛石俗稱“金剛鉆”， 是鉆石的原身，它是由碳元素組成的礦物，是碳元素的同素異形體，在地球深部高壓、高溫條件下形成一種由碳元素組成的單質(zhì)晶體。金剛石具有很高的硬度和耐磨 性，是目前自然界中最硬的物質(zhì)。

       工業(yè)金剛石原料：分為金剛石單晶及金剛石微粉兩種形態(tài)

       工業(yè)金剛石產(chǎn)品類型為金剛石單晶和金剛石微粉。金剛石單晶產(chǎn)品根據(jù)顆粒形貌 和應(yīng)用領(lǐng)域不同可進(jìn)一步細(xì)分為磨削級單晶、鋸切級單晶和大單晶，金剛石微粉產(chǎn)品 根據(jù)顆粒形貌和應(yīng)用領(lǐng)域不同可進(jìn)一步細(xì)分為研磨用微粉、線鋸用微粉和其他工具用 微粉。

       金剛石工具按照使用方式一般可劃分為鋸切工具、磨削工具和鉆進(jìn)工具。金剛石 工具廣泛應(yīng)用于石材、玻璃、陶瓷、硅片、硬質(zhì)金屬、合金、寶石、瑪瑙、玉器等各 類材料的切、削、磨、鉆，其終端應(yīng)用已涵蓋建材石材、裝備制造、汽車制造、家用 電器、電子電器、清潔能源、勘探采掘等諸多領(lǐng)域。

       傳統(tǒng)金剛石工具市場份額不斷提升，高端金剛石工具仍需進(jìn)口。國產(chǎn)金剛 石工具在技術(shù)工藝水平和中低端產(chǎn)品質(zhì)量方面與國際企業(yè)基本持平，建筑石 材、光伏硅片加工領(lǐng)域發(fā)展迅速，國內(nèi)產(chǎn)品取代進(jìn)口并大量出口；但半導(dǎo)體精 密加工中聚晶立方氮化硼（PCBN）、聚晶金剛石（PCD）加工仍以進(jìn)口為主， 而航空航天等行業(yè)的應(yīng)用剛剛起步?？傮w上，中國超硬材料在精加工方面與國 外先進(jìn)水平相比仍有較大發(fā)展空間。

       1.3. 高溫高壓法制備磨削/切割工具，CVD 法適用半導(dǎo)體+軍工

       全球人造金剛石行業(yè)主要有高溫高壓法（HTHP）和化學(xué)氣相沉積法（CVD） 兩大類生產(chǎn)方法，目前國內(nèi)人造金剛石產(chǎn)品生產(chǎn)主要采用高溫高壓法（HTHP）， 兩種技術(shù)形成優(yōu)勢互補、協(xié)同發(fā)展的良性局面。

       高溫高壓法：壟斷我國現(xiàn)階段工業(yè)金剛石產(chǎn)能

       高溫高壓法合成人造金剛石的過程如下：由石墨粉、金屬觸媒粉和添加劑按照 原材料配方所規(guī)定的比例混合后再經(jīng)過造粒、靜壓、真空還原、檢驗、稱重等工序 制作成石墨芯柱，然后將石墨芯柱與復(fù)合塊、輔件等密封傳壓介質(zhì)組裝在一起形成 可用于合成金剛石單晶的合成塊，之后放入六面頂壓機內(nèi)進(jìn)行加溫加壓并長時間保持恒定，待晶體生長結(jié)束后停熱卸壓并去除密封傳壓介質(zhì)取得合成柱，之后進(jìn)行提純處理和分選檢測獲得金剛石單晶。

       CVD 法：量產(chǎn)+成本下降難突破，未來應(yīng)用范圍大

       CVD 法（化學(xué)氣相沉淀）鉆石是以一塊天然鉆裸石為母石，利用高純度甲烷、 加上氫、氮等氣體輔助，在微波爐中以高壓方式，讓甲烷中與鉆石一樣的碳分子不 斷累積到鉆石原石上，經(jīng)過一層層增生，可形成大至 10 克拉之透明鉆石；該法能夠 制備純度較高、尺寸較大的金剛石顆粒和金剛石膜，具有更高的利用價值，同時隨 著技術(shù)的進(jìn)步，可以工業(yè)化生產(chǎn)的尺寸也顯著擴大，應(yīng)用價值持續(xù)提升，應(yīng)用領(lǐng)域 也進(jìn)一步拓展，未來有望廣泛應(yīng)用于電子器件、激光器、導(dǎo)彈、航天等領(lǐng)域。

       MPCVD 法是當(dāng)前世界上研究和制備金剛石薄膜的主流方法。MPCVD 法可以 制備面積大、均勻性好、純度高、結(jié)晶形態(tài)好的高質(zhì)量金剛石薄膜，適合在各種曲 面（異形表面）上涂復(fù)金剛石薄膜，能制備各種不同需要的金剛石薄膜制品。并且 可以原位實施基體與金剛石薄膜之間的中間層的多種不同處理工藝，適用性強。設(shè) 備具有使用操作簡便，能長期穩(wěn)定運行，生產(chǎn)的重復(fù)性好，能耗低，運行成本低的 優(yōu)點。

       兩種技術(shù)互補，協(xié)同發(fā)展：兩種生產(chǎn)方法采用不同的合成原理和合成技術(shù)，生 產(chǎn)出的產(chǎn)品類型和產(chǎn)品特點也各不相同，主要產(chǎn)業(yè)應(yīng)用也側(cè)重在不同的終端領(lǐng)域。 我國目前主要采用高溫高壓法（HTHP），在未來相當(dāng)長的時間內(nèi)，HTHP 和 CVD 將保 持共同發(fā)展的態(tài)勢，這是人造金剛石行業(yè)的基本特色。

       2. 需求：光伏高端制造需求向好，半導(dǎo)體/軍工未來空間大

       2.1. 現(xiàn)階段（高溫高壓法）：建筑、油服市場穩(wěn)健，光伏、消費電子 快速發(fā)展

       現(xiàn)階段工業(yè)金剛石行業(yè)規(guī)模約 45 億,其中產(chǎn)品 50%（約 22 億）下游應(yīng)用于建筑 石材切割，28%（約 13 億）用于高端制造、光伏、消費電子襯底切割，17%（約 8 億）用于資源開采、地質(zhì)勘探等； 傳統(tǒng)建筑石材用金剛石切割工具需求穩(wěn)定：通過切割、磨削等方式來加工石材 等產(chǎn)品，屬于工業(yè)金剛石傳統(tǒng)應(yīng)用加工領(lǐng)域，成本低廉，切割效果良好，是目前主 流的建材切割工具；在國家政策支持下，以及城市化進(jìn)程加速和住宅更新?lián)Q代的巨 大需求，中國建筑行業(yè)逆勢增長將進(jìn)一步激活，市場規(guī)模整體呈上升趨勢，預(yù)計到 2035 年，中國的城鎮(zhèn)化率達(dá) 75%，工業(yè)金剛石工具隨建筑工業(yè)發(fā)展平穩(wěn)增長。

       高端制造“汽車+N”市場大漲，“進(jìn)口替代+合金替代”共促放量：以工業(yè)金 剛石為原料制造的 PCD（聚晶金剛石）刀具/微鉆等產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于下游多種精密 機械加工，汽車、消費電子、鋼鐵加工、航空航天等多種領(lǐng)域，需求因 1、高端制 造需求增加促機床數(shù)量增加+開工率提升，機床升級+老舊替換共促行業(yè)進(jìn)入上行周 期，2、精細(xì)化生產(chǎn)對高性能刀具提出更多要求，超硬刀具取代硬質(zhì)合金刀具成發(fā)展 趨勢，3、我國“1+N”市場驅(qū)動超硬刀具行業(yè)強勢擴張共促放量。

       光伏大賽道，硅片切割精細(xì)化要求不斷提升：因度電成本不斷下降、綜合優(yōu)勢 明顯，加之全球能源政策利好，光伏發(fā)電量和滲透率在過去十年間增長迅猛，新增 裝機量 2010 年至 2020 年 10 年間增長將近 20 倍；預(yù)計 2030 年中國光伏新增裝機需 求達(dá) 416-537GW，CAGR 達(dá) 24%-26%；全球新增裝機需求達(dá) 1246-1491GW，CAGR 達(dá) 25%-27%，光伏裝機需求未來十年迎來十倍增長，擁有巨大的市場空間；金剛線 切割具有薄片化切割、減小切口損失、降低硅料損耗、提高加工效率、提高出片 率、降低污水及 COD 排放等優(yōu)勢，可以大幅降低硅片生產(chǎn)企業(yè)成本，提高硅片品 質(zhì)，未來金剛線需求有望隨硅片放量大幅增長。

       消費電子高景氣，藍(lán)寶石切割需求旺盛：隨著 LED 廠商大幅擴產(chǎn)、智能手機用 攝像頭保護(hù)玻璃、指紋識別保護(hù)鏡片的規(guī)模擴大，全球消費電子市場擴大+藍(lán)寶石在 智能設(shè)備領(lǐng)域滲透率的增加，藍(lán)寶石襯底需求高景氣發(fā)展；金剛線作為其核心切割 耗材，需求同步大幅增加。 碳化硅襯底：新能源車+光伏需求崛起，國產(chǎn)替代有望突破，未來金剛石線切割 新市場。 綜合考慮下游各細(xì)分子行業(yè)發(fā)展增速，預(yù)計至 2025 年工業(yè)金剛石需求端合計約 88-114 億元，復(fù)合增速 18%-26%。（報告來源：未來智庫）

       2.2. 中長期（CVD 法）：第四代半導(dǎo)體材料應(yīng)用廣，軍用未來可期

       CVD 法制備人造金剛石因其耐高壓、大射頻、低成本、耐高溫等諸多優(yōu)勢，被 普遍認(rèn)為是制備下一代高功率、高頻、高溫及低功率損耗電子器件最優(yōu)材料；CVD 法 人造金剛石根據(jù)原子排列方式不同又分為多晶金剛石及單晶金剛石，其中多晶金剛石 多用于半導(dǎo)體領(lǐng)域熱沉材料的制造（散熱片），單晶金剛石因其原子規(guī)則排列、一致 性強等優(yōu)勢，有望在半導(dǎo)體襯底等多種領(lǐng)域大幅應(yīng)用。

       單晶人造金剛石：第四代“終極半導(dǎo)體”晶圓制造：半導(dǎo)體材料是制作半導(dǎo)體器件 和集成電路的電子材料，目前第三代寬禁帶材料主要為碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、 氮化鋁（ALN）、氧化鎵（Ga2O3）等，近 10 年世界各國陸續(xù)布局、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程快速 崛起；展望未來，CVD 法人造金剛石可通過晶圓拼接方式制作大面積單晶晶圓，作 為半導(dǎo)體芯片襯底可完全解決散熱問題及利用金剛石的多項超級優(yōu)秀的物理化學(xué)性 能，制造第四代“終極半導(dǎo)體”。

       半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈：襯底為技術(shù)壁壘最高環(huán)節(jié)，價值量占比 40%-50%。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè) 鏈由襯底、外延構(gòu)成基礎(chǔ)材料，通過芯片設(shè)計、制造、封測分裝，最終應(yīng)用于新能源、 電子等諸多領(lǐng)域。其中襯底的制造是產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)壁壘最高、價值量最大環(huán)節(jié)，襯底材 料選擇將成為未來新一代半導(dǎo)體發(fā)展重要方向。 耐高壓、大射頻、低成本、耐高溫，多重特性助推金剛石成下一代半導(dǎo)體材料： 金剛石禁帶寬度 5.5 eV 超現(xiàn)有氮化鎵、碳化硅等，載流子遷移率也是硅材料的 3 倍， 同時金剛石在室溫下有極低的本征載流子濃度，且具備優(yōu)異的耐高溫屬性?；谶@些 優(yōu)異的性能參數(shù)，金剛石被認(rèn)為是制備下一代高功率、高頻、高溫及低功率損耗電子 器件最有希望的材料。

       現(xiàn)階段大尺寸單晶金剛石晶圓制備技術(shù)主要有同質(zhì)外延生長、馬賽克拼接以及異 質(zhì)外延生長等方法，通過高能粒子轟擊、拼接生長以及其他襯底緩沖層生長等方式， 實現(xiàn)單晶金剛石晶圓的大尺寸制備。

       半導(dǎo)體景氣高漲，帶動上游材料市場需求擴張：在 5G、物聯(lián)網(wǎng)、汽車、云計算 等需求的帶動下，半導(dǎo)體市場需求持續(xù)增長，中國大陸半導(dǎo)體材料市場規(guī)模從 2016 年起逐年增長，2017 年達(dá)到 76 億美元，2020 年增 長至 97.83 億美元，2017-2020 年復(fù)合增長率為 7.8%；2020 年中國大陸半導(dǎo)體材料市場 規(guī)模超過韓國成為全球第 二，同比增速為 19.45%，是全球僅有的兩個增長市場之一，2021 年中國大陸半導(dǎo)體 材料市場規(guī)模達(dá)到 119 億美元，同比增長 21.94%。

       5G 信息化發(fā)展促新材料研發(fā)緊迫性提升：隨著 5G 通訊時代全面展開，金剛石 單晶材料在半導(dǎo)體、高頻功率器件中的應(yīng)用日益凸顯，目前全球各國都在加緊金剛石 在半導(dǎo)體領(lǐng)域的研制工作，其中日本已成功研發(fā)超高純 2 英寸金剛石晶圓量產(chǎn)方法， 其存儲能力相當(dāng)于 10 億張藍(lán)光光盤。金剛石單晶及制品是超精密加工、智能電網(wǎng)等 國家重大戰(zhàn)略實施及智能制造、5G 通訊等產(chǎn)業(yè)群升級的重要材料基礎(chǔ)，相關(guān)技術(shù)的 突破與產(chǎn)業(yè)化對于智能制造、大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)自主安全具有重大意義。

       市場規(guī)模測算：假設(shè) 1：假設(shè)半導(dǎo)體材料隨下游半導(dǎo)體市場快速增長，考慮到在新能源、互聯(lián)網(wǎng)、 云計算、數(shù)據(jù)中心、消費電子等諸多領(lǐng)域信息化發(fā)展對半導(dǎo)體的龐大需求，預(yù)計至 2025 年半導(dǎo)體材料同比增速在 10%-15%之間； 假設(shè) 2：現(xiàn)階段半導(dǎo)體材料市場結(jié)構(gòu)可分為晶圓制造材料和封裝材料，其中晶圓 制造材料占比 63%、封裝材料占比 37%，假設(shè)后期該比例不發(fā)生明顯變化； 假設(shè) 3：根據(jù)美國 Akhan 半導(dǎo)體公司預(yù)測數(shù)據(jù)顯示，假設(shè)未來單晶金剛石大尺寸 晶圓成本顯著下降，金剛石晶圓因其優(yōu)異性能逐漸放量并占據(jù)相應(yīng)市場份額，滲透率 隨產(chǎn)能建設(shè)不斷提升，至 2025 年滲透率達(dá) 10%。 綜上，預(yù)計至 2025 年單晶金剛石晶圓市場需求 65.4 億美元，2022-2025 年累計 需求 138 億美元，折合人民幣 963 億元。

       多晶人造金剛石因散熱性強、成本低、尺寸大，有望應(yīng)用于大功率散熱片：多晶 金剛石作為大功率芯片、電子器件散熱片方面具備高性能優(yōu)勢，未來隨產(chǎn)量提升+成 本下降有望在半導(dǎo)體散熱片領(lǐng)域得到大規(guī)模應(yīng)用。目前元素六公司已實現(xiàn) 4 英寸電子 級多晶金剛石的商業(yè)化量產(chǎn)，國際最大制備尺寸可達(dá) 8 英寸，隨著 MPCVD 技術(shù)的改 善升級有望與現(xiàn)存的 8 英寸半導(dǎo)體晶圓制造產(chǎn)線兼容，最終實現(xiàn)多晶金剛石熱沉材料 在半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化應(yīng)用推廣。

       新一代國防軍工防御品：CVD 法制備的工業(yè)金剛石因其高硬度、強導(dǎo)熱率與紅 外透光率等優(yōu)異性能，未來有望在軍事上有諸多用途。如用于抗熱沖擊、耐高溫的 導(dǎo)彈整流罩；紅外透光率高、激光折射損耗度低的紅外光學(xué)窗口；高強度、高硬度 等性能可用于單兵防彈衣以及坦克、艦艇等外層防護(hù)層，軍事上 CVD 法工業(yè)金剛石 應(yīng)用空間大。

       以光學(xué)窗口應(yīng)用為例，金剛石性能優(yōu)異，應(yīng)用于紅外窗口可以提高武器裝備的 性能，具有很高的軍事應(yīng)用價值。金剛石硬度最硬，機械性能好，可以承受極端戰(zhàn) 場條件下高速雨滴和沙粒的沖刷及由于高速飛行引起的氣動加熱和熱震等；金剛石 熱導(dǎo)率最高，可減輕噪聲，促進(jìn)武器裝備效能的發(fā)揮；金剛石還擁有理想的紅外透 過能力，是現(xiàn)有紅外窗口理想的保護(hù)層或替代材料；除此之外,金剛石對于硅、鍺來 說，是增透膜材料,因此可以有效地減小硅、鍺在 8~14μm 波長內(nèi)的反射，提升武器 裝備的性能。

       3. 供給：高溫高壓法至 2025 年供給復(fù)合增速 23%，CVD法突破后有望放量

       3.1. 競爭格局：中兵紅箭、黃河旋風(fēng)、力量鉆石、豫金剛石供應(yīng)我國 超 65%高溫高壓法工業(yè)金剛石

       中兵紅箭、黃河旋風(fēng)、力量鉆石、豫金剛石四家為行業(yè)龍頭高溫高壓法工業(yè)金 剛石供應(yīng)商，供應(yīng)我國現(xiàn)階段超 73%工業(yè)金剛石，其中前三家供應(yīng)約 65%份額。行 業(yè)增速主要由 1、壓機數(shù)目擴張，2、設(shè)備大型化帶來的單次產(chǎn)量提升，3、工藝升 級單來的單單爐時間縮短共同促進(jìn)。豫金剛石后期可能面臨退市等經(jīng)營管理風(fēng)險， 本文主要通過討論前三家企業(yè)產(chǎn)值增加情況，分析行業(yè)整體供給情況。

       3.2. 高溫高壓法擴產(chǎn) 3 大因素：壓機數(shù)量增加、設(shè)備升級、工藝提升

       我國現(xiàn)階段產(chǎn)工業(yè)金剛石基本由高溫高壓制備法壟斷，壓機數(shù)量提升、生產(chǎn)工 藝提升及設(shè)備更新升級等成為行業(yè)擴產(chǎn)主要決定因素。 工業(yè)金剛石行業(yè)擴產(chǎn)決定因素有三：一是單壓機數(shù)量的擴產(chǎn)提升，通過線性增 加壓機數(shù)目增加產(chǎn)量產(chǎn)值；二是設(shè)備升級，通過淘汰 650 等老舊型號設(shè)備，更換 850 等型新款設(shè)備，合成腔室大型化促進(jìn)單次產(chǎn)量上漲；三是隨著技術(shù)水平的提 升，特等品產(chǎn)出占比提升，產(chǎn)品單克拉平均價格上漲，三者共促工業(yè)金剛石制造行 業(yè)有效擴張。

       擴產(chǎn)決定因素之一：壓機數(shù)量增加，核心零部件“鉸鏈梁”產(chǎn)能有限。根據(jù)超硬 材料協(xié)會網(wǎng)顯示，目前我國壓機設(shè)備制造商包括國機精工、洛陽啟明、天寶恒祥、 桂林桂冶、博泰圣莎拉等，其行業(yè)年壓機產(chǎn)能上限約 1500 臺。

       鉸鏈梁：鍛造鉸鏈梁性能更高，核心零部件擴產(chǎn)受限。按制作方法分類，鉸鏈 梁分為鍛造法和鑄造法，其中鍛造法制備鉸鏈梁剛性和強度大幅高于鑄造法產(chǎn)品， 在提升壓機使用壽命，增加壓機穩(wěn)定性方面具有明顯優(yōu)勢，有效加速壓機大型化進(jìn) 程。我國目前鉸鏈梁主要由二重（德陽）重型裝備有限公司具備萬噸水壓機等核心 鍛造能力的八大重工企業(yè)制造，其在生產(chǎn)鉸鏈梁的產(chǎn)能上擴張較緩慢，限制了鉸鏈 梁的大規(guī)模放量，導(dǎo)致全市場六面頂壓機年產(chǎn)臺數(shù)有限。

       擴產(chǎn)決定因素之二：設(shè)備大型化有效提升單次產(chǎn)量。 壓機腔體變大有效提升單壓機產(chǎn)能產(chǎn)值。以 650/850 壓機對比為例，壓機單爐 制備產(chǎn)品時間約 20 分鐘左右（壓機開工后 365 天 24 小時不間斷運轉(zhuǎn)），單日產(chǎn)出 72 爐工業(yè)金剛石產(chǎn)品；因壓機大型化導(dǎo)致合成腔室增加，單爐產(chǎn)量有顯著提升，單 月產(chǎn)量從 80 克拉提升至 140 克拉；參考超硬材料網(wǎng)產(chǎn)品均價 0.3 元/克拉，推測得出 650 型壓機單日產(chǎn)值 1728 元，年產(chǎn)值約 63 萬元；850 型壓機單日產(chǎn)值 3024 元，年 產(chǎn)值約 110 萬元，同比上漲 75%，壓機大型化有效提升產(chǎn)量及產(chǎn)值。

       根據(jù)超硬材料協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，2021 年高溫高壓法設(shè)備中 650 及以下型號的壓機 占總數(shù)超 80%；隨著鉸鏈梁等規(guī)格不斷增大，現(xiàn)企業(yè)新增壓機主要為 850 型號，替 換原老舊 650 等型號，更有企業(yè)已經(jīng)儲備實驗 1 米缸徑壓機。 根據(jù)力量鉆石招股書顯示，已知壓機平均使用壽命為 10-15 年，隨著舊壓機逐 漸淘汰和新型號壓機的進(jìn)場，壓機大型化帶來的合成腔室大型化，對單次產(chǎn)量等方 面都有顯著的促進(jìn)，相關(guān)企業(yè)單壓機產(chǎn)值也隨設(shè)備更新不斷提升。

       擴產(chǎn)決定因素之三：技術(shù)升級促進(jìn)單爐時間縮短，進(jìn)一步提升單日產(chǎn)值。 單爐時間縮短促單日產(chǎn)量提升，有效提升單日總產(chǎn)量及產(chǎn)值。以 850 型壓機為 例，其生產(chǎn)一爐工業(yè)金剛石約需 20 分鐘，假設(shè)隨公司技術(shù)升級（壓力、溫控、觸媒 劑等技術(shù)進(jìn)步），單爐時間縮短至 15 分鐘，則單日可生產(chǎn)爐數(shù)從 72 提升至 96，年 產(chǎn)值從 110 萬提升至 147 萬，同比增長 33%，單次時間縮短對單壓機產(chǎn)值提升有顯 著貢獻(xiàn)。（報告來源：未來智庫）

       3.3. 高溫高壓法工業(yè)金剛石：預(yù)計 2022-2025 年供給復(fù)合增速為 23%

       我們通過分析中兵紅箭、黃河旋風(fēng)、力量鉆石相關(guān)情況，在合理假設(shè)的基礎(chǔ)上 有效測算高溫高壓法工業(yè)金剛石行業(yè)總產(chǎn)值增速。

       假設(shè) 1：高溫高壓法主供應(yīng)：考慮到我國高溫高壓法壟斷工業(yè)金剛石制造的現(xiàn) 狀，以及 CVD 法現(xiàn)階段技術(shù)不足，假設(shè)未來 3-5 年行業(yè)產(chǎn)能增加仍主要以高溫高壓 法為主，CVD 法對應(yīng)的產(chǎn)值貢獻(xiàn)對行業(yè)整體增幅影響小；

       假設(shè) 2：增加壓機數(shù)量：根據(jù)力量鉆石 3 月 26 日公告的募資說明書顯示，其擬 計劃募資 40 億元，其中約 30 億元用于六面頂壓機設(shè)備購置，計劃購置壓機總數(shù) 1800 臺，其中用于工業(yè)金剛石壓機 300 臺；項目建設(shè)期三年，則假設(shè)公司 2022- 2024 年年均增加 100 臺，力量鉆石工業(yè)金剛石收入由金剛石單晶及微粉構(gòu)成，微粉 部分由單晶打磨而成，部分由外采工業(yè)金剛石制備；黃河旋風(fēng)最新募資定增公告無 額外新增工業(yè)金剛石壓機計劃，假設(shè)根據(jù)公司正常生產(chǎn)經(jīng)營擴產(chǎn)需求，年均增加 100 臺；中兵紅箭根據(jù)公司自身需要及擴產(chǎn)節(jié)奏，結(jié)合公司目前已下訂單及行業(yè)供 給上限，預(yù)計公司 2022-2025 年年均新增 200 臺壓機。

       假設(shè) 3：技術(shù)提升+設(shè)備升級帶來單壓機產(chǎn)值提升：根據(jù)上文描述顯示，技術(shù)升 級+設(shè)備升級帶來的單壓機產(chǎn)值提升也是貢獻(xiàn)企業(yè)總產(chǎn)能的重要因素之一。根據(jù)超硬 材料網(wǎng)新聞顯示，850 型壓機單產(chǎn)效率同比 650 壓機效率增長 120%-150%；考慮到 多家企業(yè)淘汰型號為老舊低產(chǎn)值壓機，新晉型號為大腔體高產(chǎn)值壓機，我們預(yù)計各 家企業(yè)結(jié)合自身生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，平均單壓機產(chǎn)值均有穩(wěn)健提升。

       假設(shè) 4：老舊型壓機產(chǎn)能淘汰：壓機平均壽命約 10-15 年，考慮到中兵紅箭、 黃河旋風(fēng)均為上市多年老牌企業(yè)，其存量壓機平均壽命較長，每年約 5%淘汰率；力 量鉆石因其成立時間較短，現(xiàn)有存量壓機均為短期內(nèi)快速上量購置，淘汰壓機比例 較低，每年約 1%淘汰率。

       假設(shè) 5：市場份額：根據(jù)上文數(shù)據(jù)顯示，中兵紅箭、黃河旋風(fēng)、力量鉆石、豫 金剛石四家企業(yè) 2021 年占據(jù)工業(yè)金剛石制造行業(yè)總市場份額的 70%，其中前三家占 據(jù)約 65%市場份額；后期隨著河南省超硬材料產(chǎn)業(yè)集群打造及其他中小型企業(yè)的不 斷擴張，上述三家企業(yè)合計市占率預(yù)期將有所下降，預(yù)計至 2025 年市占率下降至 60%。

       綜上，我們得出： 力量鉆石：根據(jù) 3 月 26 日公告的募資報告，公司擬購置壓機總數(shù) 1800 臺，其 中用于工業(yè)金剛石壓機 300 臺，項目建設(shè)期分 3 年完成。假設(shè)工業(yè)金剛石壓機采購 及進(jìn)場為平均分配，年均新增壓機 100 臺，且壓機安裝完畢后磨合期較短，可直接 進(jìn)行工業(yè)金剛石生產(chǎn)，綜合推測公司 2022-2025 年工業(yè)金剛石收入復(fù)合增速 32%。

       黃河旋風(fēng)：公司最新定增募資計劃暫無工業(yè)金剛石產(chǎn)能添加，考慮公司日常正 常經(jīng)營擴產(chǎn)，假設(shè)未來年均增加 100 臺壓機用于工業(yè)金剛石擴產(chǎn)；公司為上市多年 老牌企業(yè)，其存量壓機平均壽命較長，每年存量壓機約 5%淘汰率，綜上預(yù)計公司 2022-2025 年工業(yè)金剛石收入復(fù)合增速 20%。

       中兵紅箭：中兵紅箭根據(jù)公司自身需要及擴產(chǎn)節(jié)奏，結(jié)合公司目前已下訂單及 行業(yè)供給上限，預(yù)計公司至 2025 年年均新增工業(yè)金剛石用壓機 200 臺；公司為上市 多年老牌企業(yè)，其存量壓機平均壽命較長，每年存量壓機約 5%淘汰率；綜上預(yù)計公 司 2022 至 2025 年工業(yè)金剛石收入復(fù)合增速 21%。

       綜上，2022-2025 年，行業(yè)主要工業(yè)金剛石供應(yīng)商中兵紅箭、黃河旋風(fēng)、力量鉆 石三家合計產(chǎn)值同比增速分別為 26%、23%、19%、17%，復(fù)合增速 22%；2021 年 上述三家企業(yè)工業(yè)金剛石制造總產(chǎn)值占市場 65%，至 2025 年合計市占率下降至 60%；可推測出我國工業(yè)金剛石制造行業(yè)總產(chǎn)值至 2025 年約 103 億元，2022-2025 年行業(yè)復(fù)合增速 23%。

       結(jié)論一：因擴產(chǎn)速度有限，擴產(chǎn)受限+產(chǎn)能擠壓+需求增加，現(xiàn)有市場供不應(yīng)求 可能導(dǎo)致價格進(jìn)一步上漲。工業(yè)金剛石作為價格由供需決定的工業(yè)原材料產(chǎn)品，目 前高溫高壓法工業(yè)金剛石因六面頂壓機擴張受限、下游培育鉆石需求旺盛致部分壓 機轉(zhuǎn)產(chǎn)，工業(yè)金剛石方面因高端制造等日益增長的需求無法有效滿足，價格因需求 增加+產(chǎn)能受擠壓有望進(jìn)一步上漲。

       結(jié)論二：CVD 法工業(yè)用途仍在研發(fā)階段，技術(shù)突破后應(yīng)用范圍廣。CVD 法制 備工業(yè)金剛石因其獨特聲光電熱等性質(zhì)，適用于多種半導(dǎo)體、國防裝備等領(lǐng)域，現(xiàn) 階段因技術(shù)限制，無法突破量產(chǎn)及價格下降等放量關(guān)鍵影響因素。后期穩(wěn)定量產(chǎn)+價 格下降，具備明顯性能優(yōu)勢及成本優(yōu)勢后，有望在半導(dǎo)體、國防軍工等領(lǐng)域打開大 發(fā)展空間。