我國(guó)金剛石業(yè)經(jīng)過(guò)六十年的發(fā)展，已經(jīng)從當(dāng)初單純?yōu)闈M(mǎn)足石油開(kāi)采、冶金、地質(zhì)勘探需求的研發(fā)，發(fā)展到在機(jī)械制造、建筑工程、電子工程、環(huán)境工程以及聲、光、電、熱等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。我國(guó)金剛石產(chǎn)量已占到全球95%以上，是當(dāng)之無(wú)愧的生產(chǎn)大國(guó)。如何突破我國(guó)金剛石業(yè)“大而不強(qiáng)”的發(fā)展瓶頸，需要從宏觀國(guó)家政策到企業(yè)策略各方面的努力，其中很重要的一環(huán)就是建立健康的發(fā)展環(huán)境和模式。

       01、政策環(huán)境

       政策護(hù)航，金剛石行業(yè)前景廣闊

       金剛石行業(yè)是超硬材料行業(yè)的重要組成部分，是國(guó)家政策支持和鼓勵(lì)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的“新型功能材料產(chǎn)業(yè)”。近年  來(lái)，在國(guó)家一系列行之有效的政策支持下，我國(guó)超硬材料取得了令人矚目的成績(jī)，后疫情時(shí)代，金剛石、培育鉆石等超硬材料經(jīng)       濟(jì)反彈強(qiáng)勁，科技創(chuàng)新水平再創(chuàng)新高，在半導(dǎo)體等領(lǐng)域的超精密加工環(huán)節(jié)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。

金剛石行業(yè)相關(guān)政策（2020-2022年）

       02、技術(shù)環(huán)境

       HTHP法和CVD法技術(shù)互補(bǔ)，協(xié)同發(fā)展

       人造金剛石主要有高溫高壓法（HTHP）和化學(xué)氣相沉積法（CVD）兩大類(lèi)生產(chǎn)方法，目前國(guó)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)形成了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、協(xié)同發(fā)展的良性局面。

       （1）高溫高壓（HTHP）法：工業(yè)金剛石應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，市場(chǎng)需求大，我國(guó)擁有上游定價(jià)權(quán)

       高溫高壓法合成人造金剛石的過(guò)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(guò)造粒、靜壓、真空還原、檢驗(yàn)、稱(chēng)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(jī)內(nèi)進(jìn)行加溫加壓并長(zhǎng)時(shí)間保持恒定，待晶體生長(zhǎng)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(cè)獲得金剛石單晶。

       我國(guó)是全球第一大人造金剛石生產(chǎn)國(guó)，壟斷了全球 95%工業(yè)金剛石領(lǐng)域市場(chǎng)份額，具有 HTHP 法工業(yè)金剛石定價(jià)權(quán)。根據(jù)超硬材料網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)目前行業(yè)存量壓機(jī) 1-1.2 萬(wàn)臺(tái)，其中用于工業(yè)金剛石 7000-9000 臺(tái)；根據(jù)磨料磨具網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，2020 年我國(guó)工業(yè)金剛石總產(chǎn)量 200 億克拉，其中工業(yè)金剛石單晶+微粉 145 億克拉，其中金剛石單晶及微粉產(chǎn)量達(dá) 145 億 克拉，寶石級(jí)單晶 244 萬(wàn)克拉，金剛石復(fù)合片 587 萬(wàn)片。工業(yè)金剛石下游需求平穩(wěn)，產(chǎn)能供應(yīng)充足。

       （2）CVD法：工業(yè)金剛石功能性應(yīng)用領(lǐng)域潛力大

       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，讓甲烷中與碳分子不斷累積到鉆石原石上，經(jīng)過(guò)一層層增生，可形成大至10克拉；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(jià)值，同時(shí)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(kuò)大，應(yīng)用價(jià)值持續(xù)提升，應(yīng)用領(lǐng)域也進(jìn)一步拓展，未來(lái)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）上涂覆金剛石薄膜，能制備各種不同需要的金剛石薄膜制品。并且可以原位實(shí)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(qiáng)。設(shè)備具有使用操作簡(jiǎn)便，能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，生產(chǎn)的重復(fù)性好，能耗低，運(yùn)行成本低的優(yōu)點(diǎn)。

       CVD金剛石開(kāi)發(fā)潛力巨大。人造金剛石不僅限于工業(yè)金剛石，還可作為高新技術(shù)材料在半導(dǎo)體、光學(xué)、量子技術(shù)等工業(yè)領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用空間。與 HTHP 法相比，CVD 法合成金剛石 具有尺寸大、低雜質(zhì)濃度、高結(jié)晶質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，在大尺寸、高純度金剛石制備與摻雜研究方面 優(yōu)勢(shì)更明顯，電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)等方面性能優(yōu)異，是具有巨大開(kāi)發(fā)潛力的功能性材料。

       我國(guó)目前主要采用高溫高壓法（HTHP），這種方法壟斷了我國(guó)現(xiàn)階段工業(yè)金剛石的產(chǎn)能，但在展望未來(lái)，HTHP和CVD將保持共同發(fā)展的態(tài)勢(shì)。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(lèi)型和產(chǎn)品特點(diǎn)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。最終金剛石技術(shù)會(huì)趨于HTHP法和CVD法兩種技術(shù)互補(bǔ)且協(xié)同發(fā)展。