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 復合超硬材料發(fā)展歷程

      復合超硬材料行業(yè)的產生與發(fā)展得益于20世紀50年代，通用電氣公司(GE)成功研制人造金剛石，這一時期屬于初步研發(fā)階段，具有技術水平低，生產規(guī)模小的特點。

       此后，在1977年GE公司又開發(fā)出金剛石燒結體(PCD)和立方氮化硼(PCBN)，并制造成刀片，使得金剛石超硬材料得到迅速發(fā)展，技術水平顯著上升，應用領域擴展到鉆探工具和切削工具。目前，聚晶金剛石復合片的技術工藝已經十分成熟，可以滿足各種地質勘探工作，大大提高了油氣勘探工作的工作效率。

       相對于國外超硬材料行業(yè)的發(fā)展，我國超硬材料行業(yè)起步較晚，直到1963年才研制成功人造金剛石。
       
       早期人造金剛石主要應用于磨料，2000年前后我國超硬材料行業(yè)迎來了第一次產業(yè)大發(fā)展，傳統(tǒng)的片狀工藝被升級為粉末工藝，使得金剛石的成本大幅下降。此后中國的金剛石產量快速上升，年產量約占世界總產量的80%。

       近幾年來，由于我國金剛石行業(yè)六面頂壓機的大型化進展迅速，超硬材料行業(yè)迎來了第二次產業(yè)大發(fā)展，金剛石生產成本進一步降低，產品質量、工藝技術均接近國際水平。國產金剛石復合片在切削刀、煤田、礦山具等領域逐步替代進口金剛石復合片，國產高端石油復合片打入國際市場，出口量不斷增加。

復合超硬材料市場規(guī)模及行業(yè)未來發(fā)展前景

       隨著下游應用市場需求的不斷擴大，復合超硬材料下游需求呈現(xiàn)較快增長的態(tài)勢。前瞻產業(yè)研究院的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，目前國內超硬材料與制品產值大約在1:3-1:6之間，隨著下游復合超硬材料制品市場規(guī)模的不斷增長，復合超硬材料的市場需求隨之擴大，其中高品級金剛石的市場需求占整個市場的比例大約為60-70%。

       首先，石油/天然氣鉆頭用PCD復合片的市場容量和需求主要由下游油氣鉆頭市場需求量決定，而油氣鉆頭需求量主要由油氣市場需求和油氣開采企業(yè)開采計劃決定。

       統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2009年我國石油產量為18,949萬噸，消費量卻高達38,384.5萬噸，石油對外依賴性強。《中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》中明確指出要加大石油勘探開發(fā)力度，穩(wěn)定國內石油產量。

       另一方面，中國天然氣產量和消費量總體呈增長趨勢。數(shù)據(jù)顯示，2005年到2011年我國天然氣產量一直呈現(xiàn)高速增長趨勢。2011年我國天然氣產量增長迅猛，產量占全球天然氣總產量的3.1%，達到1,025億立方米，同比增長8.12%。

       隨著我國油氣產量的不斷增長，對于油氣用金剛石復合片的需求量也表現(xiàn)出旺盛的需求。目前，油氣用PCD復合片全球市場規(guī)模約為110億元人民幣，我國市場空間大約為14億元人民幣，發(fā)展?jié)摿薮蟆?br />
       根據(jù)美國能源署(EIA)公布的《2011年全球頁巖氣資源初步評估》報告，中國是全球頁巖氣儲量最多的國家，可采儲量約為36.1萬億立方米，遠高于世界其他國家。進入“十二五”，我國將頁巖氣勘探開發(fā)作為國家能源戰(zhàn)略的重要發(fā)展領域之一，在《中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》中指出“退佃煤層氣、頁巖氣等非常規(guī)油氣資源開發(fā)利用”，在《頁巖氣發(fā)展規(guī)劃(2011-2015年)》明確目標要“力爭到2020年產量達到600-1,000億立方米”。所以，隨著頁巖氣開發(fā)利用的深入，油氣用PCD復合片必將迎來新的發(fā)展機遇，市場規(guī)模將進一步擴大。

       其次，煤田/礦山工具用PCD復合片的市場需求主要受煤炭的開采量影響。國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，我國從1990年到2009年煤炭的產量和消費量都呈現(xiàn)不斷增長的態(tài)勢，產消基本平衡。2011年我國原煤總產量達到35.2億噸，同比增加8.7%。在煤炭產量的不斷帶動下我國礦用金剛石復合片市場規(guī)模不斷擴大，礦山用復合片全球市場規(guī)模近200億元，中國市場規(guī)模約為20億元。

       再次，PCD高品級拉絲模胚受線材在工業(yè)生產和工程建設中需求量巨大的帶動，市場容量可觀，但由于PCD 拉絲模坯的生產成本和售價較高，目前僅有部分對拉絲效果、精度要求較高的終端用戶選用PCD 拉絲模坯，市場容量有待進一步擴大。

復合超硬材料行業(yè)重點企業(yè)競爭力分析

       縱觀全球復合超硬材料市場，高端市場主要被美、日等國的大型集團所壟斷，代表企業(yè)有元素六公司(Element Six)、美國DI公司、日本住友和韓國日進公司。這些企業(yè)在中高端產品上技術先進、工藝成熟，大多使用大噸位的兩面頂合成設備生產人造金剛石，而且在國際市場上具有良好的企業(yè)聲譽和品牌優(yōu)勢。

       我國復合超硬材料行業(yè)與先進國家相比存在一定的技術差距，尤其是高端復合超硬材料方面。在高端復合超硬材料行業(yè)的企業(yè)數(shù)量并不多，主要競爭企業(yè)有四方達、深圳海明潤、鄭州新亞、黃河旋風、河南亞龍和鄭州三磨所，這些企業(yè)具備生產中高端金剛石復合片的技術和工藝，產品質量過硬，在國內外市場上擁有良好的聲譽和穩(wěn)定的客戶，是我國復合超硬材料領域的優(yōu)質企業(yè)。但由于產品品質等諸多因素尚未打入中高端復合超硬材料市場主流供應商行列，需要持續(xù)加大資金投入和技術研發(fā)力度，提升產品品質，與國外大型廠商進行全面競爭，爭奪利潤水平更高的高端復合超硬材料市場。

       現(xiàn)階段，我國復合超硬材料行業(yè)的發(fā)展有兩方面優(yōu)勢。

       其一，我國復合超硬材料行業(yè)的產業(yè)鏈已經形成一定規(guī)模，在原材料采購方面擁有本土優(yōu)勢。上游人造金剛石行業(yè)是復合超硬行業(yè)的主要原材料，對本行業(yè)的影響巨大。我國金剛石產量自上世紀90年代開始進入高速增長期，2001年年產16億克拉，2009年產量達到54億克拉，成為世界上最大的超硬材料生產、消費和出口國，人造金剛石總產量占全球的90%以上，到2011年我國人造金剛石年產量已經達到110億克拉，金剛石產量的迅猛發(fā)展為金剛石復合片行業(yè)的發(fā)展奠定了良好的基礎。

       其二，中國擁有相對較低的生產制造成本，所以產品進入國際市場擁有低價優(yōu)勢，較易取得市場份額。隨著技術研發(fā)和生產工藝的持續(xù)改進，復合超硬材料性價比逐漸體現(xiàn)，硬質合金、高速鋼逐漸被金剛石替代，市場需求不斷擴大，我國金剛石復合片產業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展的時機已經成熟。