超硬材料产业链分析之河南概况.docx

图5：2020-2023年中国光伏单季度新增装机容量 10

图6：2011-2022年世界光伏新增装机容量 10

图7：半导体封装划片刀在半导体封装工艺中的使用示意图 10

图8：Tesla电动车逆变器 12

图9：基于金刚石晶圆制作的电动车逆变器 12

图10：钻石和珠宝市场规模 15

图11：2020-2026年全球钻石原石和培育钻石预测 15

图12：河南省超硬材料产业集群地域分布特征 23

表1：HTHP法和CVD法在技术路线、产品和应用等方面的特点对比 4

表2：工业金刚石产业链主要特点及竞争格局 7

表3：部分金刚石工具制造企业 8

表4：2023年中国超硬材料类商品出口数据汇总 11

表5：基于金刚石晶圆制作的电动车逆变器和Tesla电动车逆变器性能对比 12

表6：光伏金刚线用金刚石微粉潜在市场规模 13

表7：培育钻石产业链主要特点及竞争格局 14

表8：培育钻石供给端和消费端市场规模预测 16

表9：我国国家层面超硬材料政策 17

表10：河南省层面超硬材料政策 19

表11：河南省超硬材料上市公司基本信息（截至2024年4月22日） 24

表12：超硬材料上市公司按产业链环节分类的营收及毛利率 25

表13：2022年河南省超硬材料上市公司营业收入构成 25

超硬材料产业链简介

超硬材料简介

超硬材料主要是指金刚石（包括天然金刚石和人造金刚石）和立方氮化硼，其制品用于金属及各类高硬脆材料的加工，也可作为功能材料应用于电子电器、装备制造、国防军工、医疗检测等高科技领域。根据河南省工信厅数据，人造金刚石在全球工业用超硬材料中的应用占比超过90%。因此，金刚石及其制品是主要的超硬材料。

从应用领域来看，人造金刚石可分为用于制造业领域的工业金刚石、用于消费领域的培育钻石两大类，相比较而言，工业金刚石是小颗粒人造金刚石及其制品，而培育钻石则是人造金刚石中的颗粒较大、品质较高的宝石级大单晶，二者的制备工艺类似，但产业链有所差异。

从技术手段来看，人造金刚石是通过人工模拟天然金刚石结晶条件和生长环境采用科学方法合成出来的金刚石晶体，其合成方法主要为高温高压法（HTHP）和化学气相沉积法（CVD）。高温高压法（HTHP）是以石墨粉、金属触媒粉为主要原料，通过液压装置保持恒定的超高温、高压条件来模拟天然金刚石结晶条件和生长环境合成出金刚石晶体；化学气相沉积法（CVD）是含碳气体和氧气混合物在高温和低于标准大气压的压力下被激发分解，形成活性金刚石碳原子，并通过控制沉积生长条件促使活性金刚石碳原子在基体上沉积交互生长成金刚石单晶。相比较而言，高温高压法（HTHP）具有成本优势、合成产品多用于精密加工传统制造业领域，化学气相沉积法（CVD）具有品质优势、合成产品多用于新型前沿和尖端科技领域。

表1：HTHP法和CVD法在技术路线、产品和应用等方面的特点对比

类型 项目

高温高压法（HTHP）

化学气相沉积法（CVD）

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

合成技术 合成环境

高温高压环境

高温低压环境

生长速度

较快

较慢

生产成本

较低

较高

主要产品

金刚石单晶、培育钻石

金刚石膜、培育钻石

产品纯度

合成产品

产品磁性

较低，杂质多为金属助熔剂残余

无金属包体，因此无磁性

较高，可能含有微量无定形碳杂质

可能残余金属触媒，部分有磁性

产品特点

呈颗粒状，多为1-5ct大小金刚石

呈片状，适宜5ct以上金刚石合成

金刚石单晶主要作为加工工具核

主要作为光、电、声等功能性材料，

应用领域

心耗材；培育钻石用于钻石饰品

少量用于工具和钻石饰品

应用情况 主要性能 超硬、耐磨、抗腐蚀等力学性能 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

资料来源：力量钻石招股书，

从产业链结构来看，超硬材料产业链主要由上游核心装备制造与超硬材料合成、中游超硬制品生产、下游应用领域构成。

产业链图谱

图1：超硬材料产业链图谱

资料来源：岱勒新材、美畅股份、力量钻石、惠丰钻石等公司招股说明书，

企业库图谱

图2：超硬材料企业图谱

资料来源：岱勒新材、美畅股份、力量钻石、惠丰钻石等公司招股说明书，

工业金刚石产业链

产业链构成与主要竞争格局

工业金刚石产业链主要包括上游人造金刚石合成、中游超硬制品工具制造和下游金刚石应用。整体来看我国主导上游全球工业金刚石单晶和微粉制造；中游金刚石制品工具种类繁多呈大行业、小公司业态；在下游工业金刚石应用广泛，主要应用于传统建筑石材切割，并伴随产业升级，作为核心