1、 http:/ 1/33 请务必阅读正文之后的免责条款部分 Table_main 行业研究类模板 深度报告 机械机械国防国防行业行业 报告日期：2022 年 6 月 7 日 工业工业金刚石：金刚石：光伏领域光伏领域需求需求旺旺，半导体、国防未来半导体、国防未来空间大空间大 工业金刚石行业深度 行业研究|机械国防行业|证券研究报告 行业观点行业观点 table_invest 行业行业评级评级 机械设备行业 买入 分析师：邱世梁分析师：邱世梁 执业证书号：S01 分分析师：王华君析师：王华君 执业证书号：S05 联系人：王洁若联系人：王洁若 Table_

2、relateTable_relate 相关报告相关报告 【培育钻石】行业【培育钻石】行业深度：深度：低渗透率，原石龙头成长空间大 【中兵红箭】深度【中兵红箭】深度：培育钻石+工业金刚石，兵器集团智能弹药龙头军民品双驱动 【黄河旋风】深度：【黄河旋风】深度：业绩反转向上，培育钻石+工业金刚石龙头再次崛起 【力量钻石】深度：【力量钻石】深度：培育钻石新秀崛起，快速扩张业绩弹性大 【四方达】深度【四方达】深度：CVD 培育钻石未来之星；复合超硬材料驶入快车道 工业金刚石工业金刚石：上游上游中国垄断、中游中国垄断、中游分类分类众多，下游应用场景多发展空间大众多，下游应用场景多发展空间大 1 1）产业链

3、：产业链：上游看中国，我国垄断全球 95%工业金刚石制造，目前工业金刚石单晶+微粉近150 亿克拉，掌握全球工业金刚石行业规则制定及产品定价权；中游因工业金刚石高硬度、耐高温等多个优异性能，制作成砂轮、切割线、刀具等多种形态产品，广泛应用于下游石油钻探、石材切割、光伏切割等市场，使用范围广、应用场景多。 2 2）高温高压法主供应高温高压法主供应，CVDCVD 法未来可期：法未来可期：目前工业金刚石主要由高温高压法制备，产品适用于多类钻探、切削工具；CVD 法工业金刚石因其射频大、耐高压、透波强等诸多声光热电领域优势，未来有望在半导体衬底、晶圆制备及红外光学窗口、武器装备方面有多种应用。 需求：

4、需求：短期光伏短期光伏+ +高端制造，长期四代半导体高端制造，长期四代半导体+ +军工军工，预计至，预计至 20252025 年年复合增速复合增速 1818% %- -2626% % 1 1）高端高端制造、制造、光伏光伏、消费电子快速上量、消费电子快速上量，预计至预计至 20252025 年需求年需求复合增速复合增速 1818% %- -26%26%：目前工业金刚石年市场需求约 45 亿元，其中建筑石材需求占比 50%（约 22 亿元） ，光伏/高端制造/消费电子占比 28%（约 13 亿元） ，资源开采占 17%（约 8 亿元） ，后期随“汽车+N”高端制造市场促超硬刀具/微钻需求上涨、“绿

5、电”光伏大赛道促金刚线切割快速放量、蓝宝石衬底受益消费电子不断攀升，预计 2025 年工业金刚石需求 88-114 亿元，复合增速 18%-26%。 2 2）未来半导体未来半导体+ +军工军工，材料引领变革材料引领变革：CVD 法工业金刚石因耐高温、射频大、耐高压等多项优异性能，未来有望在半导体散热片、晶圆制造领域大幅放量、在军工导弹整流罩、红外光学窗口、防弹领域也有大应用空间。如在半导体和国防领域规模推广，需求将上一大台阶。 供给供给：受受设备设备增加、增加、压机压机换新换新、工艺限制，、工艺限制，工业金刚石工业金刚石供不应求致价格进一步供不应求致价格进一步上涨上涨 1 1） 高温高压法高温

6、高压法工业金刚石工业金刚石制造制造： 根据超硬材料网数据显示， 行业目前存量压机 1-1.2 万台，其中用于工业金刚石 7000-9000 台，年扩产上限 1500 台（培育钻石+工业金刚石） ；扩产核心因素：压机数量增加（核心零部件铰链梁产能受限,压机扩产受制约） 、设备升级（显著提升单次产量，同比增长 75%） 、工艺升级（单炉时间缩短，单产值提升）共促发展。 2 2）竞争竞争格局：格局：中兵红箭、黄河旋风、力量钻石、豫金刚石供应我国超 73%高温高压法工业金刚石，前三家供应约 65%份额；后期随其他中小型企业的不断扩张，上述三家企业合计市占率预期将有所下降，预计至 2025 年市占率下降

7、至 60%；综合考虑扩产计划，预计行业总产值至 2025 年达 103 亿元，复合增速 23%。 4 4）结论结论一：一：因扩产速度有限，扩产受限+产能挤压+需求增加，现有市场供不应求可能导致价格进一步上涨，工业金刚石未来盈利能力有望进一步提升；结论结论二二：CVD 法工业用途仍在研发阶段，后期稳定量产+价格下降，具备明显性能优势及成本优势后，有望在半导体、国防军工等领域打开大发展空间。 竞争竞争格局格局：中兵红箭中兵红箭为为工业工业金刚石龙头金刚石龙头，黄河旋风、黄河旋风、力量钻石力量钻石布局较少布局较少 我们详细比较了三大龙头优劣势，详见正文。我们认为我们详细比较了三大龙头优劣势，详见正文

8、。我们认为中兵红箭被低估：中兵红箭被低估： （1 1）中兵红箭中兵红箭：抗抗风险能力风险能力强强：国企+现金多负债少+工艺技术好+工业金刚石行业龙头地位稳固，存量压机最多产能大；改善改善空间大：空间大：压机结构改善+工艺改善+CVD 法技术储备最先进公司之一+金刚石涨价， 长期业绩弹性大， 被明显低估被明显低估； 黄河旋风、 力量钻石工业金刚石布局较少， 四方达 CVD法未来有望生产应用于半导体、军工领域工业金刚石。 投资建议：投资建议：工业金刚石工业金刚石发展发展空间大空间大中兵红箭中兵红箭、黄河旋风、力量、黄河旋风、力量钻石钻石、四方达四方达 工业金刚石发展空间大，重点推荐中兵红箭、黄河旋

9、风、力量钻石、四方达。 （1）中兵红箭：全球培育钻石原石+工业金刚石双龙头，军工业务将扭亏，业绩弹性大； （2）黄河旋风：业务高景气，历史包袱逐步卸载，利息和减值有望改善，业绩反转向上； （3）力量钻石：行业新秀崛起，短期业绩增幅大。 （4）四方达：CVD 法人造金刚石未来之星 风险风险提示：提示：竞争格局竞争格局变化和盈利能力波动变化和盈利能力波动、CVDCVD 法技术突破法技术突破的风险的风险 table_page 行业行业深度报告深度报告 http:/ 2/33 请务必阅读正文之后的免责条款部分 投资投资案件案件 投资建议投资建议 工业金刚石发展空间大，重点推荐中兵红箭、黄河旋风、力量钻

10、石、四方达；工业金刚石发展空间大，重点推荐中兵红箭、黄河旋风、力量钻石、四方达；中兵红箭培育钻石原石+工业金刚石双龙头，军工业务将扭亏，业绩弹性大；黄河旋风历史包袱逐步卸载，利息和减值有望改善，业绩反转向上；力量钻石行业新秀崛起，短期业绩增幅大；四方达 CVD 法人造金刚石未来之星。 关键假设、驱动因素与主要预测关键假设、驱动因素与主要预测 传统油服市场持续回暖、“汽车+N”高端制造市场快速增长促超硬刀具/钻头超行业增速上涨；光伏“绿电”大赛道，金刚石线切割受益硅片放量；消费电子蓝宝石衬底切割需求旺盛；未来 CVD 法人造金刚石有望引领半导体、军工材料行业变革。 我们与市场的观点的差异我们与市

11、场的观点的差异 （1） 市场担心市场担心工业工业金刚石金刚石盈利能力盈利能力不足不足，后期面临降价的风险后期面临降价的风险。 需求：传统切割市场+光伏、消费电子、高端制造大放量+未来 CVD 法人造金刚石半导体、军工领域应用，工业金刚石应用空间广，新材料有望引领行业变革，预计至 2025 年行业需求 88-114 亿元，复合增速 18%-26%；供给：（1）中国供应全球超 95%工业金刚石，基本为高温高压法制造，2021 年工业金刚石单晶+微粉产量约 150 亿克拉；（2）扩产核心因素：压机数量提升+新型号大压机单次产量增加+工艺提升导致单炉时间缩短，共促行业发展； （3）中兵红箭、黄河旋风、

12、力量钻石占我国约 65%培育钻石原石制造市场份额，预计至 2025 年合计市占率下降至 60%，考虑各家扩产情况，预计 2025 年高温高压法工业金刚石行业总供给达 103 亿，2022-2025 复合增速 23%。 供需格局：因扩产速度有限，扩产受限+产能挤压（压机产能转至培育钻石）+需求增加，现有市场供不应求可能导致价格进一步上涨，未来工业金刚石盈利能力有望向培育钻石看齐。 （2） 市场市场担心担心 CVD 法快速放量，颠覆现有工业金刚石供应格局法快速放量，颠覆现有工业金刚石供应格局。 我们我们认为认为：高温高压法和 CVD 法因技术路径及原理不同，其产品适用范围也有显著区别：高温高压法产

13、品耐磨性及硬度高，生长速度快价格低廉，适用于各类切割、磨削类耗材工具；CVD 法金刚石膜具备良好的散热性、耐高压、透波率，未来在半导体领域及军工红外光学窗口等方面有着良好应用，二者技术互补，协同发展。 中兵红箭：抗风险能力强：国企+现金多负债少+工艺技术好+工业金刚石行业龙头地位稳固，存量压机最多产能大；改善空间大：压机结构改善+工艺改善+CVD 法技术储备最先进公司之一+金刚石涨价，长期业绩弹性大，被明显低估；黄河旋风、力量钻石工业金刚石布局较少，四方达 CVD 法长期应用于半导体、军工领域可期。 股价上涨的催化因素股价上涨的催化因素 工业金刚石下游需求大幅提升；CVD 法技术突破，产品可广

14、泛应用于半导体、军工等领域。 投资风险投资风险 CVD 法技术突破带来竞争格局变化风险、下游高端制造不及预期风险。 qRoRpOoNxPmRnPtQzQoMrQbR8Q7NtRqQpNtReRoOpRjMoOxO8OpPuNMYoMnRuOpNmP table_page 行业行业深度报告深度报告 http:/ 3/33 请务必阅读正文之后的免责条款部分 正文正文目录目录 1. 工业金刚石：工业制备基础产品，我国垄断上游制造工业金刚石：工业制备基础产品，我国垄断上游制造 . 5 1.1. 工业金刚石产业链：上游中国垄断，中游种类多，下游应用广 . 5 1.2. 自然界最硬物质，高端金刚石工具进口

15、替代空间大 . 7 1.3. 高温高压法制备磨削/切割工具，CVD 法适用半导体+军工 . 11 2. 需求：光伏高端制造大放量，中长期展望半导体需求：光伏高端制造大放量，中长期展望半导体/军工军工 . 13 2.1. 现阶段（高温高压法） ：建筑、油服市场稳健，光伏、消费电子快速发展 . 13 2.2. 中长期（CVD 法） ：第四代半导体材料应用广，军用未来可期 . 15 3. 供给：高温高压法至供给：高温高压法至 2025 年供给复合增速年供给复合增速 23%，CVD 法突破后有望放量法突破后有望放量 . 20 3.1. 竞争格局：中兵红箭、黄河旋风、力量钻石、豫金刚石供应我国超 65%

16、高温高压法工业金刚石 . 20 3.2. 高温高压法扩产 3 大因素：压机数量增加、设备升级、工艺提升 . 21 3.3. 高温高压法工业金刚石：预计 2022-2025 年供给复合增速为 23% . 24 4. 重点推荐中兵红箭、黄河旋风、力量钻石，四方达重点推荐中兵红箭、黄河旋风、力量钻石，四方达 . 27 4.1. 中兵红箭：培育钻石+工业金刚石，兵器集团智能弹药龙头军民品双驱动 . 30 4.2. 黄河旋风：业绩反转向上，培育钻+工业金刚石高景气 . 31 4.3. 力量钻石：超硬材料新秀崛起，快速扩张业绩弹性大 . 31 4.4. 四方达：CVD 人造金刚石未来之星，复合超硬材料驶入

17、快车道 . 31 5. 风险提示：竞争格局变化、盈利能力波动风险提示：竞争格局变化、盈利能力波动 . 32 图目录图目录 图 1：工业金刚石产业链总览图：上游中国垄断，下游广泛应用建材、光伏、高端制造领域，未来有望向半导体、军工扩产 . 5 图 2：2020 年我国工业金刚石单晶及微粉总产量 145 亿克拉 . 6 图 3：2020 年以来工业金刚石单价已累计上涨 60% . 6 图 4 :工业金刚石下游市场规模（单位：亿元） . 7 图 5：工业金刚石下游市场消耗数量（单位：亿克拉） . 7 图 6：金刚石具有很高的硬度和耐磨性，是目前自然界中最硬的物质 . 8 图 7：金刚石工具相比普通硬

18、质合金工具具有显著性能优势 . 9 图 8：高温高压法合成人造金刚石的工艺流程 . 11 图 9：CVD 法合成人造金刚石的工艺流程 . 12 图 10：半导体 3 代材料发展历程，目前碳化硅、氮化镓为第三代半导体主要材料 . 15 图 11：各种半导体材料的物理特性，金刚石在耐高温、功率大、耐高压等方面具有显著优势 . 16 图 12：日本成功研发超高纯 2 英寸金刚石晶圆量产 . 17 图 13：2021 年中国大陆半导体市场规模 119 亿美元 . 17 图 14：金刚石散热衬底提升氮化镓功率处理，降低成本、尺寸及重量 . 18 图 15：金刚石在国防军工领域的应用 . 19 图 16：

19、四家工业金刚石供应商总压机数目及工业金刚石压机数目（截至 2021 年底） . 20 图 17：核心企业超硬材料业务 2021 年收入（亿元） . 20 table_page 行业行业深度报告深度报告 http:/ 4/33 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图 18：核心企业工业金刚石业务 2021 年收入（亿元） . 20 图 19： 核心企业超硬材料业务 2021 年市场份额 . 21 图 20：核心企业工业金刚石 2021 年市场份额 . 21 图 21：压机数量提升、设备升级大型化、工艺提升共促行业产能扩张 . 21 图 22：主要六面顶压机供应商年压机产量 . 22 图 23：制约

20、产能扩张的核心瓶颈-铰链梁 . 22 图 24：压机腔体变大有效提升压机单炉产量 . 23 图 25：工艺提升促单炉时间缩短，同步提升压机产量产值 . 24 图 26：扩产受限+产能挤压+需求增加，供不应求可能导致价格进一步上涨 . 27 图 27：2021 年三家上市公司超硬材料及工业金刚石收入 . 29 图 28：三家公司 2021-2022 年工业金刚石业务收入及利润 . 29 图 29：力量钻石历史包袱小，毛利率/净利率最高 . 29 图 30：中兵红箭在手现金充足，扩产阻力小 . 29 表表目录目录 表 1：部分金刚石工具生产公司一览，大行业，小公司 . 7 表 2：金刚石单晶及微粉

21、产品的物理特性 . 9 表 3：金刚石工具分为锯切工具、磨削工具及钻进工具，用于机械制造、建材切割、石油钻探等多个领域 . 10 表 4：CVD 金刚石主要制备方法一览，目前 MPCVD 法为主流 . 12 表 5：HTHP 和 CVD 在合成技术、合成结果和产品应用等方面差异明显 . 13 表 6：需求端：传统建筑石材市场稳健、高端制造、光伏切割、蓝宝石衬底切割有望快速放量 . 14 表 7：CVD 法制备单晶金刚石和多晶金刚石性能差异 . 15 表 8：大尺寸单晶金刚石晶圆制备技术 . 17 表 9：预计至 2025 年单晶金刚石晶圆市场需求 65.4 亿美元 . 18 表 10：常用红外

22、窗口材料与金刚石的特性比较 . 19 表 11：我国六面顶压机性能不断提升：产品迭代速度加快 . 23 表 12：力量钻石工业金刚石业务收入测算，至 2025 年收入复合增速 32% . 25 表 13：黄河旋风工业金刚石业务收入测算，至 2025 年收入复合增速 20% . 25 表 14：中兵红箭工业金刚石业务收入测算，至 2025 年收入复合增速 21% . 26 表 15：高温高压法工业金刚石行业供给 2022-2025 年复合增速 23%（单位：亿元） . 26 表 16：中兵红箭、黄河旋风、力量钻石三家企业业务对比 . 28 表 17：中兵红箭、黄河旋风、力量钻石三家企业核心优势

23、. 30 table_page 行业行业深度报告深度报告 http:/ 5/33 请务必阅读正文之后的免责条款部分 1. 工业金刚石：工业工业金刚石：工业制备基础制备基础产品产品，我国垄断上游制造我国垄断上游制造 1.1. 工业工业金刚石产业链金刚石产业链：上游中国上游中国垄断垄断，中游，中游种类种类多，下游应用广多，下游应用广 图图 1：工业工业金刚石产业链总览图金刚石产业链总览图：上游中国垄断，下游广泛应用上游中国垄断，下游广泛应用建材建材、光伏、高端制造领域，未来有望向半导体、军工扩产、光伏、高端制造领域，未来有望向半导体、军工扩产 资料来源：岱勒新材/美畅股份/力量钻石招股说明书，浙商

24、证券研究所 上游上游：世界看中国，中国看河南。：世界看中国，中国看河南。 我国垄断全球我国垄断全球工业金刚石工业金刚石单晶单晶+微粉微粉制造制造，市场存量市场存量压机压机 7000-9000 台台：我国自2001 年突破工业金刚石关键粉末触媒技术后，工业金刚石行业得到了快速发展，在 table_page 行业行业深度报告深度报告 http:/ 6/33 请务必阅读正文之后的免责条款部分 以河南省为核心的多家工业金刚石企业，技术先进、产能充足、产业链配套齐全，已形成研发、生产一体化的超硬材料产业集群，根据超硬材料网数据显示，我国目前行业存量压机 1-1.2 万台，其中用于工业金刚石 7000-9

25、000 台；根据磨料磨具网数据显示，2020 年我国工业金刚石总产量 200 亿克拉（工业金刚石单晶+金刚石微粉+金刚石复合片），其中工业金刚石单晶+微粉 145 亿克拉，垄断全球 95%工业金刚石原料市场份额。 图图 2：2 2020020 年年我国工业金刚石单晶及微粉总产量我国工业金刚石单晶及微粉总产量 145145 亿亿克拉克拉 资料来源：中国磨料磨具工业年鉴，浙商证券研究所 技术突破技术突破致价格下跌，近些年受下游需求旺盛致价格下跌，近些年受下游需求旺盛+培育钻石产能挤压显著上涨。培育钻石产能挤压显著上涨。工业金刚石早期由欧美等国家垄断，产品价格居高不下，可达 100 美元/克拉；中南

26、钻石于 2001 年通过自主研发突破了关键粉末触媒技术，开启了人造金刚石快速发展道路，产品因产量大幅提升价格快速下降，2015 年前后跌至 0.1 元/克拉，多家工业金刚石企业迎来“至暗时刻”；2020 年起，受光伏、消费电子、新能源汽车制造等高端制造领域快速增长需求，以及培育钻石对工业金刚石带来的产能挤压，工业金刚石供不应求产品价格上涨，后续有望维持高位甚至进一步上升。 图图 3：20202020 年年以来工业金刚石单价已累计上涨以来工业金刚石单价已累计上涨 6060% % 资料来源：公开资料，浙商证券研究所整理 中游中游：金刚石工具：金刚石工具制造制造企业企业，大行业，小公司大行业，小公司

27、 9289020000192020金刚石单晶产量（亿克拉）8000.10.20.300500600700800900200042005200620072008200920000022 table_page 行业行业深度报告深度报告 http:/ 7/33 请务必阅读正文之后的免责条款部分 中游环节主要为各类金刚石

28、工具制造企业，通过将工业金刚石经过破碎、与硬质合金结合、 聚晶等多种工艺， 打造多种金刚石工具， 如金刚线、 金刚砂轮、 金刚砂带、金刚石复合片等，广泛用于下游多种切割、磨削、钻探、抛光等场景。该产业链环节分类杂、产品形态多，使用范围广，故行业集中度较低，行业里多为小规模公司。 表表 1：部分部分金刚石工具金刚石工具生产生产公司一览，大公司一览，大行业行业，小公司，小公司 公司名称公司名称 主营业务主营业务 20212021 收入收入（亿元亿元） 四方达超硬材料股份有限公司 聚晶金刚石及相关制品 4.2 河南亚龙金刚石制品股份有限公司 金刚石复合片及刀具等 北京沃尔德金刚石工具股份有限公司 金

29、刚石刀具等 3.3 杨凌美畅新材料股份有限公司 电镀金刚石线等 18.5 长沙岱勒新材料科技股份有限公司 金刚石线等 2.7 博深股份有限公司 金刚石圆锯片、钻头及刀具等 15.8 晶日金刚石工业有限公司 金刚石单晶、金刚石锯片和金刚石聚晶等 山东昌润钻石股份有限公司 磨削锯切级金刚石、金刚石单晶及微粉等 资料来源：天眼查，浙商证券研究所 下游下游：多种多种高端制造核心零部件，高端制造核心零部件，CVDCVD 法有望进一步拓展终端应用场景。法有望进一步拓展终端应用场景。 目前金刚石终端应用仍以传统建筑石材切割为主，占据销售额的 50%，规模 22亿；机械、电子板块增幅快（包含光伏切割、消费电子

30、切割，现阶段占比 28%，规模13 亿），未来有望成为工业金刚石需求重要增长领域；资源开采/地质钻探主要使用工业金刚石与硬质合金构成的复合片（市场份额 17%，规模 8 亿），随油服/矿山开采市场增长；未来 CVD 法生产的工业金刚石，可用于半导体领域的集成电路芯片、散热片等，以及军工的导弹整流罩、红外光学窗口等。 图图 4 :工业金刚石工业金刚石下游市场下游市场规模规模（单位（单位：亿元：亿元） 图图 5：工业金刚石下游市场工业金刚石下游市场消耗数量（消耗数量（单位单位：亿亿克拉）克拉） 资料来源：硬质合金商务网，浙商证券研究所 资料来源：央视财经，浙商证券研究所 1.2. 自然界自然界最硬

31、物质，高端金刚石工具进口替代空间大最硬物质，高端金刚石工具进口替代空间大 金刚石：金刚石：自然自然界界最硬物质，人工制造打开应用空间。最硬物质，人工制造打开应用空间。金刚石俗称“金刚钻”，是钻石的原身，它是由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体，在地球深部高221328建筑石材（50%）机械、电子（28%）资源开采/地质钻探（17%）其他（5%）73 41 25 7 建筑石材机械、电子资源开采/地质钻探其他 table_page 行业行业深度报告深度报告 http:/ 8/33 请务必阅读正文之后的免责条款部分 压、高温条件下形成一种由碳元素组成的单质晶体。金刚石具有很高的硬度和耐磨性，是目

32、前自然界中最硬的物质。 图图 6：金刚石：金刚石具有很高的硬度和耐磨性，是目前自然界中最硬的物质具有很高的硬度和耐磨性，是目前自然界中最硬的物质 资料来源：百度百科，浙商证券研究所 本文本文重点分析人造金刚石中用于工业领域的金刚石原料、工具重点分析人造金刚石中用于工业领域的金刚石原料、工具、应用场景及相应用场景及相关上市公司。关上市公司。 工业工业金刚石金刚石原料：原料：分为分为金刚石单晶及金刚石微粉两种形态金刚石单晶及金刚石微粉两种形态 工业金刚石产品类型为金刚石单晶和金刚石微粉。工业金刚石产品类型为金刚石单晶和金刚石微粉。 金刚石单晶产品根据颗粒形貌和应用领域不同可进一步细分为磨削级单晶、

33、锯切级单晶和大单晶，金刚石微粉产品根据颗粒形貌和应用领域不同可进一步细分为研磨用微粉、 线锯用微粉和其他工具用微粉。 table_page 行业行业深度报告深度报告 http:/ 9/33 请务必阅读正文之后的免责条款部分 表表 2 2：金刚石单晶及微粉产品的物理特性：金刚石单晶及微粉产品的物理特性 产品类别 产品名称 产品特性 产品用途 应用场景 金刚石单晶 磨削级单晶 粒度范围集中在 60/70 目以细； 晶体完整、 热稳定性高、 低磁性 制作砂轮、磨轮、磨块、滚轮、滚筒等磨削工具 硬质合金、石材、陶瓷和玻璃等非金属硬脆材料的磨、削以及抛光 锯切级单晶 粒度范围集中在 20/25 以细；晶

34、形规则、 边缘锋利、 机械强度高 制作锯片、绳锯和刀具等锯切工具 建筑材料及半导体硅片、光学玻璃、陶瓷等切割 大单晶 粒度范围集中在 20/25 目以粗，晶体完整，内部杂质较少 制作金刚石钻头、刀具、修整器 有色金属、 光学平面镜、芯片晶圆等超精密加工 金刚石微粉 研磨用微粉 粗端 7m 以下，粒度分布集中，晶型规则，微粉颗粒强度高，杂质含量低 制作研磨膏和研磨液等 精密元器件、 精细陶瓷、液晶玻璃、宝石及半导体等产品的研磨和抛光 线锯用微粉 粗端 7-14m，晶型较好，多棱角、锋利度好、粒度分布集中 制作金刚石线锯 蓝宝石、单晶硅、多晶硅、精密陶瓷、磁性材料切割 其他 粗端 14m 以上，具

35、有良好的分散性、耐磨性 制作砂轮、磨片、复合片 陶瓷、石材和玻璃等材料的磨削 资料来源：惠丰钻石招股说明书、浙商证券研究所 金刚石金刚石制备工具性能优异制备工具性能优异：金刚石工具具有超硬、超耐磨、耐高温、抗氧、抗腐蚀等优异的性能，具有较低的摩擦系数、较高的导热性能和较低的热膨胀系数，是一种非常特殊且不可替代的新型工具； 如图所示，普通硬质合金车刀每磨除 1 克金属需要消耗磨料 4-15 克，而金刚石车刀仅消耗 2-4 克；普通硬质合金打磨汽车发动机气缸需 300 块碳化硅磨石，而金刚石磨石仅需一块， 损耗大大降低； 其余在加工表面精细度、 椭圆度/锥度以及成本节约等方面，金刚石工具都具备显著

36、优势。 图图 7：金刚石工具：金刚石工具相比相比普通硬质合金工具具有显著性能优势普通硬质合金工具具有显著性能优势 资料来源： 中国人造金刚石产业竞争力提升的对策研究 ，浙商证券研究所 table_page 行业行业深度报告深度报告 http:/ 10/33 请务必阅读正文之后的免责条款部分 金刚石工具按照使用方式一般可划分为锯切工具、 磨削工具和钻进工具。金刚石工具按照使用方式一般可划分为锯切工具、 磨削工具和钻进工具。 金刚石工具广泛应用于石材、玻璃、陶瓷、硅片、硬质金属、合金、宝石、玛瑙、玉器等各类材料的切、削、磨、钻，其终端应用已涵盖建材石材、装备制造、汽车制造、家用电器、电子电器、清洁

37、能源、勘探采掘等诸多领域。 表表 3 3：金刚石：金刚石工具工具分为锯切工具、分为锯切工具、磨削磨削工具及钻进工具，用于工具及钻进工具，用于机械机械制造、建材制造、建材切割切割、石油石油钻探等多个领域钻探等多个领域 金刚石工具金刚石工具 描述描述 产品名称产品名称 应用领域应用领域 锯切工具锯切工具 包括锯片、锯条、绳锯、线锯、刀具等 锯片 石材、建材、地板砖、建筑、装修、玻璃、陶瓷、耐火材料、公路、桥梁、码头、机场、雕刻等 刀具 机械、汽车、摩托、机床工具、轴承、航空航天、电子和微电子、军工、空间技术等 烧结体 拉丝、机械、石油、地质，煤炭、木材、水泥制品 薄壁锯 边材、建筑、装修、公路、桥

38、梁、码头、机场、石材、耐火材料、玻璃、陶瓷等 电镀制品 石材、机械、宝石加工、学导体加工、钻探、电子、航空航天、军工、陶瓷、玻璃等 磨削工具磨削工具 包括砂轮、磨头、切割片、 磨盘、 油石、砂布、砂带、抛光膜、研磨膏、研磨液等 砂轮 机械、汽车、摩托、机床工具、木材、石材、复合片、电子、家电、航空戴天、军工等 珩磨条、精磨片 机械、电子、玻璃、陶瓷、军工、油嘴、空间技术等 滚轮 普通砂轮、超硬砂轮和军工等 磨盘、磨锯、磨轮 石材、地板砖、玻璃、耐火材料、陶瓷等 钻进工具钻进工具 包括地质/油 （气）井/工程钻头 钻头 石油、地质、煤炭、核工业、水电工程、建材、建筑、公路、铁路、隧道、桥梁、码头

39、基桩、空间技术等 资料来源：超硬材料网，浙商证券研究所 传统金刚石传统金刚石工具市场份额不断提升，高端金刚石工具仍需进口。工具市场份额不断提升，高端金刚石工具仍需进口。国产金刚石工具在技术工艺水平和中低端产品质量方面与国际企业基本持平，建筑石材、光伏硅片加工领域发展迅速，国内产品取代进口并大量出口；但半导体精密加工中聚晶立方氮化硼（PCBN）、聚晶金刚石（PCD）加工仍以进口为主，而航空航天等行业的应用刚刚起步。总体上，中国超硬材料在精加工方面与国外先进水平相比仍有较大发展空间。 table_page 行业行业深度报告深度报告 http:/ 11/33 请务必阅读正文之后的免责条款部分 1.3

40、. 高温高温高压法高压法制备制备磨削磨削/切割切割工具工具，CVD 法法适用适用半导体半导体+军工军工 全球人造金刚石行业主要有高温高压法（全球人造金刚石行业主要有高温高压法（HTHP）和化学气相沉积法（）和化学气相沉积法（CVD）两大类生产方法两大类生产方法，目前国内人造金刚石产品生产主要采用高温高压法（HTHP），两种技术形成优势互补、协同发展的良性局面。 高温高压法高温高压法：垄断我国现阶段工业金刚石产能垄断我国现阶段工业金刚石产能 高温高压法合成人造金刚石的过程如下：高温高压法合成人造金刚石的过程如下：由石墨粉、金属触媒粉和添加剂按照原材料配方所规定的比例混合后再经过造粒、静压、真空还

41、原、检验、称重等工序制作成石墨芯柱，然后将石墨芯柱与复合块、辅件等密封传压介质组装在一起形成可用于合成金刚石单晶的合成块，之后放入六面顶压机内进行加温加压并长时间保持恒定，待晶体生长结束后停热卸压并去除密封传压介质取得合成柱，之后进行提纯处理和分选检测获得金刚石单晶。 图图 8：高温高压法合成人造金刚石的工艺流程：高温高压法合成人造金刚石的工艺流程 资料来源：力量钻石招股说明书，浙商证券研究所 CVD 法法：量产：量产+成本下降难突破，未来应用范围大成本下降难突破，未来应用范围大 CVD 法（化学气相沉淀）钻石是以一块天然钻裸石为母石，利用高纯度甲烷、加上氢、氮等气体辅助，在微波炉中以高压方式

42、，让甲烷中与钻石一样的碳分子不断累积到钻石原石上，经过一层层增生，可形成大至 10 克拉之透明钻石；该法能够制备纯度较高、尺寸较大的金刚石颗粒和金刚石膜，具有更高的利用价值，同时随着技术的进步，可以工业化生产的尺寸也显著扩大，应用价值持续提升，应用领域也进一步拓展，未来有望广泛应用于电子器件、激光器、导弹、航天等领域。 table_page 行业行业深度报告深度报告 http:/ 12/33 请务必阅读正文之后的免责条款部分 图图 9：CVDCVD 法合成人造金刚石的工艺流程法合成人造金刚石的工艺流程 资料来源：培育钻石网，浙商证券研究所 MPCVD 法是当前世界上研究和制备金刚石薄膜的主流方

43、法法是当前世界上研究和制备金刚石薄膜的主流方法。MPCVD 法可以制备面积大、均匀性好、纯度高、结晶形态好的高质量金刚石薄膜，适合在各种曲面（异形表面）上涂复金刚石薄膜，能制备各种不同需要的金刚石薄膜制品。并且可以原位实施基体与金刚石薄膜之间的中间层的多种不同处理工艺，适用性强。设备具有使用操作简便，能长期稳定运行，生产的重复性好，能耗低，运行成本低的优点。 表表 4 4：CVDCVD 金刚石主要制备方法一览，金刚石主要制备方法一览，目前目前 MPCVDMPCVD 法为主流法为主流 分类分类 特点特点 代表公司代表公司 备注备注 MPCVD 纯度与高质量的天然单晶金刚石几乎完全相同，重量超过

44、10 克拉，体积大550mm3; 德国 AIXTRON 公司、日本SEKI 和 PLAS 公司 微波法为目前市场上主流方法，主要技术在IAF 和美国 HFCVD 沉积区域大，设备结构简单，操作容易 美国的 SP3、Crystallame、CVD-diamond、Diamonex、DDK 等公司 压力可调，温度可至50，可加入多组热丝阵列。 table_page 行业行业深度报告深度报告 http:/ 13/33 请务必阅读正文之后的免责条款部分 DC Arcplasma jet CVD 技术比较完善，主要特点是沉积速度快，金刚石膜质量接近 MPACVD，最大沉积直径 150mm 以上 West

45、inghouse Electric, SP3 北京科技大学单位也开发并完善了该项技术 直流辉光直流辉光PCVD 沉积速率高、沉积面积大、品质好、裂纹少、可在高气压下工作、放电稳定、设备简单等 韩国、奥地利有研究 中国吉林大学有研究 资料来源：智研咨询，浙商证券研究所 两种技术互补，协同发展：两种技术互补，协同发展：两种生产方法采用不同的合成原理和合成技术，生产出的产品类型和产品特点也各不相同，主要产业应用也侧重在不同的终端领域。我国目前主要采用高温高压法（HTHP），在未来相当长的时间内，HTHP 和 CVD 将保持共同发展的态势，这是人造金刚石行业的基本特色。 表表 5 5：HTHPHTHP

46、 和和 CVDCVD 在合成技术、合成结果和产品应用等方面差异明显在合成技术、合成结果和产品应用等方面差异明显 类型类型 项目项目 高温高压法（高温高压法（HTHP） 化学气相沉积法（化学气相沉积法（CVD） 合成技术 主要原料 石墨粉、金属触媒粉 含碳气体（CH4）、氢气 生产设备 六面顶压机 CVD 沉积设备 合成环境 高温高压环境 高温低压环境 合成产品 主要产品 金刚石单晶、培育钻石 金刚石膜、培育钻石 产品特点 颗粒状 片状 应用情况 应用领域 金刚石单晶主要作为加工工具核心耗材；培育钻石用于钻石饰品 主要作为光、电、声等功能性材料，少量用于工具和钻石饰品 主要性能 超硬、耐磨、抗腐

47、蚀等力学性能 光、电、磁、声、热等性能 应用程度 技术成熟，国内应用广泛且在全球具备明显优势 国外技术相对成熟，国内尚处研究阶段，应用成果较少 工业金刚石 差异 由于化学气相沉积法（CVD）在合成金刚石单晶时只能在布有晶种的基板上 生长，属于二维生长，且只能生长单层，不适宜合成小颗粒单晶，无法满足工业领域对金刚石单晶的需求，因此在工业应用方面不会替代高温高压法（HTHP）。 资料来源：力量钻石招股说明书，浙商证券研究所 2. 需求需求：光伏：光伏高端制造高端制造需求向好需求向好，半导体半导体/军工军工未来空间大未来空间大 2.1. 现阶段现阶段（高温高压法）（高温高压法）：建筑、建筑、油服市场

48、稳健油服市场稳健，光伏，光伏、消费电子消费电子快速发展快速发展 现阶段现阶段工业金刚石工业金刚石行业规模约行业规模约 4545 亿亿, ,其中产品其中产品 50%50%（约（约 2222 亿）亿）下游下游应用于建筑应用于建筑石材石材切割，切割，28%28%（约（约 1313 亿）用于高端制造、光伏、消费电子衬底切割，亿）用于高端制造、光伏、消费电子衬底切割，17%17%（约（约 8 8亿）用于亿）用于资源开采资源开采、地质勘探等地质勘探等； 传统建筑石材传统建筑石材用金刚石切割工具需求稳定用金刚石切割工具需求稳定：通过切割、磨削等方式来加工石材等产品，属于工业金刚石传统应用加工领域，成本低廉，

49、切割效果良好，是目前主流的建材切割工具；在国家政策支持下，以及城市化进程加速和住宅更新换代的巨大需求，中国建筑行业逆势增长将进一步激活，市场规模整体呈上升趋势，预计到2035 年，中国的城镇化率达 75%，工业金刚石工具随建筑工业发展平稳增长。 油服市场回暖，资源开采油服市场回暖，资源开采用金刚石进一步扩容：用金刚石进一步扩容：自 2020 年四季度以来，油气开采类产品市场景气度正在逐步回升，截至 2022 年 3 月，活跃钻机数已增至 661 台， table_page 行业行业深度报告深度报告 http:/ 14/33 请务必阅读正文之后的免责条款部分 逐步恢复至疫情前水平。随着世界经济的

50、进一步恢复和油价的走高，未来这一趋势有望持续；PDC 钻头具有高磨损性，属于油气开采过程中的耗材，随着钻井数量增多+钻井深度增加，钻头需求量也将增长，从而带动石油复合片市场进一步扩容。 高端制造“汽车高端制造“汽车+N+N”市场大涨，“进口替代”市场大涨，“进口替代+ +合金替代”共促放量：合金替代”共促放量：以工业金刚石为原料制造的 PCD（聚晶金刚石）刀具/微钻等产品，广泛应用于下游多种精密机械加工，汽车、消费电子、钢铁加工、航空航天等多种领域，需求因 1、高端制造需求增加促机床数量增加+开工率提升，机床升级+老旧替换共促行业进入上行周期，2、精细化生产对高性能刀具提出更多要求，超硬刀具取