超硬材料網(wǎng)

金剛石單晶

       中國為全球第一大生產(chǎn)國，行業(yè)需求穩(wěn)定提升
       我國人造金剛石行業(yè)經(jīng)過50多年發(fā)展，從無到有、由弱變強(qiáng)，目前處于快速發(fā)展期。金剛石分為人造金剛石和天然金剛石，但天然金剛石礦藏稀少且成本昂貴，促使科學(xué)家探尋金剛石工業(yè)化制造模式。1954 年美國 G.E.公司（即現(xiàn)在的 D.I.公司）研制成功了世界上第一顆人造金剛石，我國則在 1963 年成功研制出第一顆人造金剛石。1965 年，由鄭州磨料磨具磨削研究所自主研發(fā)的我國第一臺(tái)人造金剛石合成設(shè)備——六面頂壓機(jī)投產(chǎn)使用，其生產(chǎn)效率較原來國外研發(fā)的兩面頂壓機(jī)提高近 20 倍。從 2000 年開始，中國一直是全球金剛石單晶生產(chǎn)和消費(fèi)大國，截至目前，我國金剛石單晶產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的90%以上。2001 年至 2019 年，我國金剛石單晶產(chǎn)量由 16 億克拉增加至 142 億克 拉，增長了 7.9 倍；金剛石單晶出口量增長至 31.82 億克拉，較 2001 年增長了 20.21 倍。

       我國金剛石單晶的生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品品質(zhì)已達(dá)到世界先進(jìn)水平。我國人造金剛石產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展與合成壓機(jī)大型化、硬質(zhì)合金頂錘優(yōu)質(zhì)化、粉末觸媒和間接加熱工藝的工業(yè)化等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)步密不可分。隨著對(duì)人造金剛石合成設(shè)備、原輔材料、合成工藝等方面不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)和有效控制，我國六面頂壓機(jī)合成人造金剛石技術(shù)與國際先進(jìn)技術(shù)水平的差距逐漸縮小，且生產(chǎn)成本明顯低于國際水平。根據(jù)《2019 年中國磨料磨具工業(yè)年鑒》相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2018 年行業(yè)內(nèi)主要生產(chǎn)商金剛石單晶產(chǎn)量約為 149 億克拉、產(chǎn)值約為 35 億元。
       金剛石單晶在傳統(tǒng)加工領(lǐng)域保持重要地位，目前我國金剛石單晶行業(yè)發(fā)展較為成熟，供需兩旺。金剛石單晶主要用于制造鋸切工具和鉆進(jìn)工具，在材料的中粗加工中應(yīng)用普遍，終端應(yīng)用領(lǐng)域側(cè)重工程施工、資源開采等領(lǐng)域。隨著我國基建和房地產(chǎn)投資規(guī)模不斷擴(kuò)大，建材石材加工和工程施工用金剛石工具的市場(chǎng)需求將不斷增長，從而帶動(dòng)磨削級(jí)單晶、鋸切級(jí)單晶以及金剛石復(fù)合材料市場(chǎng)需求的持續(xù)穩(wěn)定增長。我國礦產(chǎn)開采數(shù)量和深度增加，也促使金剛石單晶在勘探采掘領(lǐng)域需求提升。2018-2020 年以來，金剛石單晶市場(chǎng)呈現(xiàn)供需兩旺態(tài)勢(shì)，其中 2017 年和 2018 年由于線鋸用微粉市場(chǎng)需求爆發(fā)式增長帶動(dòng)金剛石單晶需求明顯增長，金剛石單晶市場(chǎng)出現(xiàn)供不應(yīng)求情況，2019 年隨著線鋸用微粉市場(chǎng)需求趨于平穩(wěn)，金剛石單晶市場(chǎng)呈現(xiàn)供需平衡態(tài)勢(shì)。
       金剛石單晶行業(yè)市場(chǎng)集中度高，CR4 超過 70%。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國金剛石單晶行業(yè)發(fā)展比較成熟，市場(chǎng)集中度較高，競(jìng)爭(zhēng)格局相對(duì)穩(wěn)定，中南鉆石、黃河旋風(fēng)、豫金剛石、力量鉆石等主要金剛石單晶供應(yīng)商的產(chǎn)銷規(guī)模約占行業(yè)產(chǎn)銷總規(guī)模的70%以上，市場(chǎng)集中度高。

金剛石微粉

       光伏+電子產(chǎn)業(yè)應(yīng)用空間廣闊，下游需求放量
       金剛石微粉普遍應(yīng)用于材料的精細(xì)加工，是國產(chǎn)替代進(jìn)口的成功典范。在工業(yè)生產(chǎn)端，通用機(jī)械、汽車制造、家電制 造等細(xì)分行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)導(dǎo)致機(jī)械制造行業(yè)對(duì)高端金剛石工具需求不斷增加。目前汽車行業(yè)精密加工領(lǐng)域已廣泛使用人造金剛石工具，包括汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、缸體、缸蓋，汽車輪轂，變速箱齒輪，殼體，曲軸和凸輪軸等均需使用金剛石磨具或刀具進(jìn)行加工。家用空調(diào)、冰箱所使用壓縮機(jī)的三大部件活塞、氣缸、上下軸承座等也主要使用金剛石工具進(jìn)行加工，全球 70%以上的壓縮機(jī)生產(chǎn)企業(yè)在中國，市場(chǎng)上約 90%的壓縮機(jī)產(chǎn)自中國。之前我國工業(yè)金剛石受制于國外的供給，隨著我國金剛石工具產(chǎn)品質(zhì)量提升，目前已全面替代國外金剛石工具產(chǎn)品，是超硬材料精密加工中替代國外產(chǎn)品的成功范例。
       清潔能源行業(yè)技術(shù)替代，金剛石微粉市場(chǎng)需求快速增長。水電、風(fēng)電、核電、光伏發(fā)電和 LED 照明等清潔能源領(lǐng)域 均需使用金剛石工具，其中光伏發(fā)電和 LED 照明對(duì)金剛石工具的需求最為廣泛。單晶硅領(lǐng)域金剛石線鋸切割技術(shù) 2017 年已全面取代碳化硅砂漿切割技術(shù)，2018 年多晶硅切片基本從砂漿切片向金剛石線轉(zhuǎn)換，金剛石線鋸在多晶硅片切割領(lǐng)域滲透率快速提高使得金剛石線鋸市場(chǎng)需求在 2018 年繼續(xù)大幅增長。“光伏 531 新政”對(duì)光伏補(bǔ)貼規(guī)模進(jìn) 行調(diào)整導(dǎo)致光伏裝機(jī)量較預(yù)期下降，2019 年國內(nèi)金剛石線鋸市場(chǎng)需求出現(xiàn)短期階段性回落。金剛石微粉銷售情況有階段性波動(dòng)，但市場(chǎng)需求呈現(xiàn)穩(wěn)中有升態(tài)勢(shì)。金剛石工具加速滲透消費(fèi)電子領(lǐng)域，作為功能性材料在高科技產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景廣闊。

       金剛石微粉可用于生產(chǎn)藍(lán)寶石氧化鋯等新材料，在消費(fèi)電子產(chǎn)品部件上的應(yīng)用呈現(xiàn)逐年增加，加速金剛石工具在消費(fèi)電子領(lǐng)域的滲透。同時(shí)，人造金剛石具備優(yōu)異的聲、光、電、磁、熱等特殊性能，可作為超導(dǎo)材料、光功能材料、磁功能材料、生物醫(yī)藥材料、功能膜等應(yīng)用于電子電器、高端裝備制造、航空航天、醫(yī)療檢測(cè)及治療等高科技領(lǐng)域。多場(chǎng)景的應(yīng)用使金剛石微粉未來市場(chǎng)需求依然維持高景氣度，市場(chǎng)規(guī)模有望持續(xù)擴(kuò)大。

培育鉆石

       低滲透高增長，長坡厚雪好賽道
       培育鉆石行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程加快，大品牌紛紛布局培育鉆石飾品，迎來黃金發(fā)展期。隨著美國聯(lián)邦貿(mào)易委員會(huì)（FTC） 為培育鉆石正名，培育鉆石行業(yè)組織紛紛成立，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)逐漸規(guī)范。2021 年 3 月，國家珠寶玉石質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 (NGTC)推出實(shí)驗(yàn)室培育鉆石鑲嵌首飾證書。2012 年至 2015 年，培育鉆石已在部分國家時(shí)尚消費(fèi)市場(chǎng)零星出現(xiàn)。2016 年前后，我國生產(chǎn)的無色小顆粒培育鉆石開始小批量生產(chǎn)和銷售，但處于不斷探索和提升中。2018 年之后各大鉆石 知名品牌紛紛宣布推出培育鉆石系列珠寶，培育鉆石迎來發(fā)展黃金期。

       培育鉆石進(jìn)出口金額增速快，滲透率提升，需求快速爆發(fā)。根據(jù)印度鉆石進(jìn)出口的數(shù)據(jù)，從 2018 年開始至今，印度培育鉆石進(jìn)出口金額均呈現(xiàn)出增長的態(tài)勢(shì)，進(jìn)口金額從 0.08 億美元增長至 1.03 億美元，年復(fù)合增長率為 6.46%。出 口金額從 0.14 億美元攀升至 1.46 億美元, 年復(fù)合增長率為 5.96%。從 2020 年 4 月開始，進(jìn)出口金額展現(xiàn)出爆發(fā)性 的增長態(tài)勢(shì)。2018 年印度培育鉆石的進(jìn)口額和出口額的滲透率分別是 0.54%和 0.69%。2020 年進(jìn)口額和出口額的滲透率分別達(dá)到了 6.95%和 5.40%。進(jìn)出口額滲透率均有大幅提升。印度是全球鉆石的主要加工地，其進(jìn)出口數(shù)據(jù)一定 程度上反映了鉆石的供需格局，雖然目前培育鉆石的滲透率依然較低，但近幾年呈現(xiàn)明顯的提升態(tài)勢(shì)，隨著需求的快 速爆發(fā)，培育鉆石的滲透率還將繼續(xù)提升。
       中國占據(jù)全球培育鉆石的一半產(chǎn)能，高溫高壓法具有明顯的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。2020 年中國培育鉆石產(chǎn)量占全球培育鉆石產(chǎn)量 49.7%，且 90%生產(chǎn)商使用 HPHT 方法，歐美地區(qū)和印度則主要使用 CVD 法，其中美國產(chǎn)量占比約為 10%-15%， 印度產(chǎn)量占比約為 15%-20%。目前我國大部分培育鉆石均通過高溫高壓法進(jìn)行生產(chǎn)，高溫高壓法生產(chǎn)成本相較 CVD 法要低很多，因此我國生產(chǎn)的培育鉆石在價(jià)格方面擁有明顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。未來五年培育鉆石產(chǎn)量會(huì)持續(xù)上升，預(yù)計(jì)到 2025 年，中國占全球培育鉆石原石比例將達(dá)到 80%。

       中國培育鉆石市場(chǎng)滲透率低，鉆石品類和培育鉆石均有較大的滲透率提升空間。根據(jù)《2019 年全球鉆石行業(yè)報(bào)告》 的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，美國和中國目前占領(lǐng)培育鉆石消費(fèi)市場(chǎng)的前兩名，分別約占全球市場(chǎng)的 80%和 10%。從鉆石品類來看，目前所有鉆石產(chǎn)品在中國市場(chǎng)的滲透率是 30%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國市場(chǎng)的 70%，而我國鉆石珠寶在婚嫁市場(chǎng)的滲透率對(duì)比美國和日本也相對(duì)較低。根據(jù)戴比爾斯公布的《2018 年鉆石洞察報(bào)告》，2012 年我國類屬婚嫁需求的鉆石珠寶銷售額占總銷售額的 23%，這一比例在 2017 年的時(shí)候增長到了 28%，鉆石珠寶在我國婚嫁市場(chǎng)的滲透率正在逐步提升。未來，我國鉆石市場(chǎng)還將會(huì)有數(shù)倍的提升空間，對(duì)應(yīng)培育鉆石的市場(chǎng)滲透率也有很高的提升空間。
       培育鉆石在中國的品類知曉度低，消費(fèi)者教育剛剛起步。根據(jù)專家調(diào)研，培育鉆石在美國的知曉度可以達(dá)到的 70%-80%，甚至更高，美國作為最大的鉆石市場(chǎng)，也是最大的培育鉆石市場(chǎng)，市場(chǎng)內(nèi)包含一些專門做培育鉆石的品牌以及一部分國際國內(nèi)知名天然鉆石連鎖品牌，例如 Signet，開始切入培育鉆石賽道，終端品牌的布局使消費(fèi)者教育更加充分，消費(fèi)者對(duì)培育鉆石的認(rèn)知度快速提升。中國培育鉆石和美國比存在量級(jí)方面的差異。中國在零售端目前還未出現(xiàn)大型連鎖品牌對(duì)培育鉆石進(jìn)行線下布局和消費(fèi)者教育，也缺乏較大型的企業(yè)在市場(chǎng)中投入較大額的廣告以及市場(chǎng)營銷預(yù)算來培育市場(chǎng)，消費(fèi)者教育處于剛剛起步階段，預(yù)估中國培育鉆石品類知曉度為 5%到 10%，一二線城市培育鉆石品類知曉度更高，但是對(duì)比美國的培育鉆石品類知曉度，我國還有非常大的提升空間。

       中國鉆石市場(chǎng)消費(fèi)需求強(qiáng)勁，培育鉆石未來發(fā)展前景廣闊。我國社會(huì)消費(fèi)品零售總額由 2001 年的 4.31 萬億元增長至2020 年的 39.2 萬億元，年復(fù)合增長率約為 12.33%，人均可支配收入提高推動(dòng)珠寶首飾消費(fèi)規(guī)模不斷增長。與全球消費(fèi)市場(chǎng)相比，我國鉆石類產(chǎn)品在整個(gè)珠寶首飾產(chǎn)品消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占比較低，未來鉆石消費(fèi)提升空間廣闊。鉆石品類滲透率的增長，疊加培育鉆石的滲透率提升，培育鉆石市場(chǎng)需求將有望實(shí)現(xiàn)更快增長。
       市場(chǎng)格局：供應(yīng)端市場(chǎng)集中度高，技術(shù)、資金、社會(huì)資源多重壁壘打造行業(yè)護(hù)城河
       人造金剛石行業(yè)市場(chǎng)化程度較高，行業(yè)集中化趨勢(shì)日漸顯現(xiàn)。低品級(jí)人造金剛石生產(chǎn)門檻較低，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝要求不高，各企業(yè)間的產(chǎn)品差異不大，競(jìng)爭(zhēng)較為激烈；以高品級(jí)金剛石單晶、高端金剛石微粉和大顆粒培育鉆石為代表的中高端產(chǎn)品對(duì)企業(yè)的研發(fā)實(shí)力、工藝水平和質(zhì)量控制提出了較高的要求，進(jìn)入門檻較高，競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)較小。隨著下游金剛石制品企業(yè)產(chǎn)品升級(jí)和應(yīng)用領(lǐng)域拓展，客戶對(duì)人造金剛石的品質(zhì)和極限性能的要求不斷提高，未來擁有強(qiáng)大產(chǎn)品研發(fā)實(shí)力、生產(chǎn)能力及質(zhì)量保證的大型企業(yè)，才能在競(jìng)爭(zhēng)中日益占據(jù)主導(dǎo)地位，積累競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)、擴(kuò)大經(jīng)營規(guī)模、 筑高行業(yè)門檻，行業(yè)集中化趨勢(shì)日漸顯現(xiàn)。
       力量鉆石上市后規(guī)模有望快速擴(kuò)張，人造金剛石三巨頭或?qū)⒆兂伤男↓埜?jìng)爭(zhēng)格局。位于河南的中南鉆石、黃河旋風(fēng)、 豫金剛石并稱為“人造金剛石三巨頭”，共同占據(jù)國內(nèi)約 80%的市場(chǎng)份額。目前力量鉆石整體規(guī)模位于中南鉆石、黃河旋風(fēng)、豫金剛石之后，根據(jù)中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)超硬材料分會(huì)統(tǒng)計(jì)，2019 年公司金剛石單晶產(chǎn)量在國內(nèi)人造金 剛石生產(chǎn)企業(yè)中排名第 4 位，公司產(chǎn)能規(guī)模和市場(chǎng)占有率相對(duì)較低，公司正采取差異化競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略逐步提高市場(chǎng)占有率。隨著力量鉆石上市后資本助力規(guī)模擴(kuò)張，人造金剛石巨頭或?qū)⒆兂伤男↓埞餐I(lǐng)行業(yè)發(fā)展的格局。

       技術(shù)、資金、社會(huì)資源多重壁壘，構(gòu)筑行業(yè)護(hù)城河。隨著金剛石下游應(yīng)用場(chǎng)景擴(kuò)寬，對(duì)人造金剛石的品質(zhì)和極限性能要求更高，需要金剛石生產(chǎn)企業(yè)擁有強(qiáng)大的資金和技術(shù)研發(fā)實(shí)力，同時(shí)具備大規(guī)模組織生產(chǎn)及統(tǒng)一供應(yīng)鏈管理的能力， 才能更好滿足下游企業(yè)的需求。高品質(zhì)培育鉆石產(chǎn)品的生產(chǎn)需要對(duì)基礎(chǔ)生產(chǎn)技術(shù)不斷優(yōu)化和提升，龍頭企業(yè)均經(jīng)歷了多年的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累，才能實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)培育鉆石的量產(chǎn)，因此行業(yè)技術(shù)壁壘較高；金剛石產(chǎn)品主要生產(chǎn)設(shè)備為六面頂壓機(jī)，單機(jī)設(shè)備采購價(jià)格在 200 萬以上，若實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)，需要成百上千臺(tái)設(shè)備的大量采購，形成了行業(yè)的資金壁壘；另外，高溫高壓法生產(chǎn)需要較高的溫度和較穩(wěn)定的電壓，若生產(chǎn)途中電壓不穩(wěn)則會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有很大的影響，因此還需要社會(huì)公共資源的支持。技術(shù)、資金和社會(huì)資源的多重壁壘，構(gòu)建了行業(yè)護(hù)城河，目前具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)的龍頭企業(yè)將更有望享受行業(yè)快速發(fā)展帶來的紅利。