实验室培育钻石的前世今缘！
关键词 培育钻石|2021-06-08 09:34:07|来源 中国超硬材料网
摘要 培育钻石性价比优势突出，行业接受度、规范性日渐增强。培育钻石是在实验室内模拟天然钻石生长环境而成的合成钻石，合成培育钻石的方法主要有HPHT高压高温法和CVD化学气相沉积法，培育时...
培育钻石性价比优势突出，行业接受度、规范性日渐增强。
培育钻石是在实验室内模拟天然钻石生长环境而成的合成钻石，合成培育钻石的方法主要有HPHT高压高温法和CVD化学气相沉积法，培育时间约为半个月至一个月。培育钻石在物理、化学、光学性质上实现与天然钻石完全一致，具有生产过程简单、环保（据Frost＆Sullivan报告，开采钻石产生的有害碳排放量为每克拉57000克，培育钻石每克拉仅释放0.028克）、价格便宜（约为天然钻石的30%，定位轻奢）、样式多变等优点。最早的培育钻石创造自1952年，经过50~60年的发展，于近几年才得到行业的广泛关注，国内外权威珠宝鉴定机构NGTC、IGI等在2019~20年陆续发布相关标准文件明确培育钻石的概念，也已经面向市场开放培育钻石检测业务，并可开具专用检测证书或分级报告等，为行业的规范发展提供健康引导。全球钻石规模市场庞大，培育钻石渗透率低。品牌商发力布局+消费者接受度提升下，培育钻石正迎来快速发展机遇。根据De beers数据，2018年全球钻石珠宝销售额达到760亿美元，2009-2018年期间平均复合增速为2.82%。在钻石传统婚恋消费需求之外，随着千禧一代崛起，购买钻石动机中犒劳自己、答谢赠礼等非婚恋需求占比明显提升，有望扩容钻石消费市场。而2019年宝石级培育钻石在整体宝石级钻石中渗透率仅为6.3%，我们认为在品牌商发力布局+消费者接受度提升下，培育钻石正在迎来快速发展机遇。品牌商加大布局：知名品牌商逐渐加大培育钻石布局，2021年5月潘多拉宣布弃用天然钻石，转而全面使用培育钻石；全球最大钻石供应商De beers改变对天然钻石的坚定拥护，于2018年推出了合成钻石品牌Lightbox，以“进攻为防守”；施华洛世奇早在2016年5月就创建了培育钻石品牌Diama，全球品牌巨头全力布局看好培育钻石新消费发展前景，从供给端提升消费者教育。消费者接受程度提升：培育钻石具有高性价比（价格仅为天然钻石三分之一左右）、环保（大幅降低的碳排放及对土壤的破坏）以及可定制（培育钻石在尺寸、颜色等方面具有较好的可控性，能够实现款式量身定做，满足消费者的个性化需求）的优势，受消费者接受程度持续提升。预计2025年全球培育钻石规模近千亿元，2020-2025复合平均增速达15%，行业有望实现快速增长。根据中国产业信息网，2019年全球宝石级培育钻石产量为9100万克拉，2013-2019年复合平均增速为4.3%。2020年全球宝石级培育钻石的产量约为700万克拉，疫情中仍较2019年增长16.7%，增速明显高于天然钻石，2019年宝石级培育钻石在行业中的渗透率为6.3%，较2018年大幅提升4.7pct，但渗透率仍处于低位。1）全球宝石级钻石原石产量在2020-2025 年期间每年增长2%；2）培育钻石渗透率从2020年的7%提升至2025年的15%，平均每年提升1.6pct等假设（详见正文），测算到2025年全球培育钻石原石规模将达到389亿元，2020-2025年复合平均增速达13%；零售端规模将达到952亿元，2020-2025年复合平均增速达15%，行业有望实现快速增长。我国贡献 40%~50%培育钻石产能，未来上游将优先受益需求增长: 培育钻石产业链可分为上游毛胚生产、中游毛胚加工及下游钻石零售，上游生产及下游零售毛利率超 50%，中游加工毛利率约 10%， 产业链按利润率形成微笑曲线。各环节集中度均较高，其中上游毛胚全球年产能约600~700万克拉，其中我国占 40%~50%，年产能达 300万克拉，且我国产能主要集中在黄河旋风、中南钻石及华晶金刚石，未来将优先受益培育钻石需求的爆发式增长;中游加工集中度最高，由于该环节为劳动密集型工作。因此主要集中在人力成本较低的印度，其培育钻石出口净额占全球的 95%，2021年 3 月印度加工钻石出口净额同比上升152%呈现回暖态势;下游零售端主要集中在美国，且均为知名钻石珠宝品牌子公司，近年来我国积极进入零售市场，但整体市场份额仍较低，据统计美国共25个零售品牌，我国则已达到19个，未来零售端市场份额有望上升。
1.1. 实验室培育钻石，物理+化学+光学性质上与天然钻石完全一致模拟天然钻石生长环境进行培育，培育钻石在实验室内只需几周即可在物理、化学、光学性质上实现与天然钻石完全一致。培育钻石是在实验室里模拟天然钻石的自然形成环境培育而成的合成钻石。不同于天然钻石需要在地球深处经历的数百万甚至数十亿年，实验室里制造培育钻石通常只需要几周时间。天然钻石晶体和实验室培育钻石的形成温度所差无几，两者在化学成分、物理性质完全一致，从肉眼上看是无法对两者进行区分的。
合成培育钻石的方法主要有HPHT高压高温法和CVD化学气相沉积法，培育时间约为半个月至一个月。1）HPHT高压高温法：纯净的碳粉被压缩进一个生长胶囊随后被放置在一个培育仓中，在极高的温度(高达1300-1600°C)和压力下，碳原子与碳原子连接在一起形成钻石晶体，培育超过10克拉的大颗粒钻石毛坯大约需要两周时间。2) CVD化学气相沉积法:将一块钻石薄片放置在一个真空箱中，在真空箱中充入氢气和甲烷的混合气体，在特定的压力下加热至气化，碳原子在薄片上一层一层的沉积，形成均匀的钻石涂层。培育出一块切割后1克拉的CVD钻石晶体，需要将近一个月的时间。
1.2.培育钻石的诞生由来已久，近些年关注度持续提升，概念、标准逐步明确培育钻石的诞生由来已久，近些年行业关注度得以逐步提升。培育钻石最早是在1952年由美国联邦碳化硅公司科学家威廉·艾弗索运用化学气相沉积法合成而成。中国第一颗人造细粒钻石诞生于1963年。至2015年起，培育钻石逐步得到行业的关注，包括2016年国际培育钻石协会的成立，2019年培育钻石展团初次亮相香港珠宝展等。珠宝品牌方面，自2017年起施华洛世奇旗下培育钻石品牌 Diama 在北美地区正式开售，国际著名珠宝商戴比尔斯、Signet等均逐步开始销售培育钻石产品。众多权威机构明确培育钻石的概念，为行业的规范发展提供健康引导。1）国内方面：2019年国家珠宝玉石质量监督检验中心（NGTC）就发布了Q/NGTC-J-SZ-0001—2019 《合成钻石鉴定与分级》的企业标准。2020年12月30日，发布了2020年版企业标准代替了在2019年版，并于2021年2月1日正式实施。最新标准中明确中文名称为“合成钻石”或“实验室培育钻石”，和对应的英文名称为“synthetic diamond”和“laboratory-grown diamond”。以及取消分级，改为品质评价。2020年版企标的合成钻石品质评价与自然界的稀有度无相关性，虽然参照了GB/T 16554《钻石分级》执行，但不再使用“分级”的措辞，而是强调其作为“产品”的属性（品质评价），以便于和天然钻石进行明确的区分。2）国际方面：实验室培育钻石也得到了国际标准化组织和众多重要机构的关注。2015年，国际标准化组织(ISO)颁布了《珠宝首饰-钻石业消费信心》标准，明确合成钻石（synthetic diamond）与实验室培育钻石（laboratory-grown diamond）为同义名称；2018年，美国联邦贸易委员会（FTC）修订了钻石的定义，去掉了天然的限定；2019年3月底，国际宝石学院（IGI）发布公告，称其最新发布的新版证书中，将使用术语“实验室培育钻石”替代“合成钻石”；2020年8月，美国宝石学院（GIA）推出数字化全新实验室培育钻石分级报告；2020年10月，CIBJO颁布了《实验室培育钻石指引》，既保障了消费者对钻石行业的信心，也指出实验室培育钻石不适用于分级，检测证书应与天然钻石有所区别。
目前培育钻石国标参照天然钻石分级体系完成初步构建。最新的培育钻石国标中，除了明确合成钻石品质评价与自然界的稀有度无相关性，其他品质评价项目多参照了GB/T 16554《钻石分级》执行。根据国家标准GB/T 16554-2017《钻石分级》，天然钻石从颜色（Color）、净度（Clarity）、切工（Cut）及质量（Carat）四个维度对天然钻石的品质进行评测，简称4C分级。颜色级别分为D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N。另外全球钻石行业内最普遍认可的钻石检测机构之一，IGI国际宝石学院实验室依照相同分级标准对天然钻石和培育钻石进行检测，但其出具的钻石分级报告中对培育钻石明显标注“LABORATORY GROWN DIAMOND”字样以示区分。
2.品牌商发力布局，消费者接受度提升，培育钻石迎来快速发展机遇2.1. 全球钻石市场规模庞大，非婚场景扩容未来仍有提升空间全球钻石珠宝市场规模庞大，美国为最大消费国。根据De beers数据，2018年全球钻石珠宝销售额达到760亿美元，2009-2018年期间平均复合增速为2.82%。美国为最大钻石消费国，2018年钻石消费达360亿美元，中国/日本以100亿美元/50亿美元位列其后。
非婚场景扩容，未来钻石行业规模仍有提升空间。钻石消费分为婚恋需求和非婚恋需求，婚 恋需求向来占据钻石消费的最大比重部分。根据 De Beers，2019 年在消费者整体中，购买 钻石动机中有 28%为结婚相关，30%为示爱相关，婚恋合计占比达 30%。而在中美千禧一 代消费者中，购买钻石动机中，犒劳自己（中国/美国分别为 46%/29%）和答谢赠礼（中国/ 美国分别为 24%/27%）等非婚恋需求占比明显提升，非婚场景有望带动钻石消费频率的提 升，扩容钻石消费市场。
天然钻石供给端预计未来增长缓慢，不具有大幅扩产的可能。天然钻石矿产资源属于非可再生资源，全球天然钻矿产资源储量有限。根据戴比尔斯发布的《2019 钻石行业洞察报告》预测，到 2025 年将有 Argyle（2020 年）、 Victor（2019 年）、 Diavik（2025 年）、 Komsomolskaya（2021 年）等大型天然钻石矿山因达到使用寿命而关闭，由于新建或扩建项目未能弥补关闭矿山减少的天然钻石产量从而造成未来一段时间天然钻石产量将不断下 降。而根据贝恩发布的《2020-2021 钻石行业报告》，全球毛坯钻石产量在未来 10 年增长缓 慢，甚至出现下滑。在乐观情景下，2021-2030 全球毛坯钻石产量平均年增速为 1%-2%；而在悲观情境下，全球毛坯钻石产量平均每年下滑 2%到 1%之间。
2.2. 品牌商积极推广、消费者接受度提升共同推动培育钻石行业发展2.2.1. 品牌商积极布局培育钻石，加大消费者教育潘多拉宣布弃用天然钻石，转而全面使用培育钻石。全球知名珠宝商潘多拉在2021年5月4日宣布，为了保护环境，公司将全面采用培育钻石，不再出售天然开采的钻石，并计划在英国发布第一批使用实验室制造钻石的珠宝系列，并在2022年扩大到其他市场，该系列的戒指、手镯和耳环将采用0.15至1克拉的钻石。公司把可持续发展视为品牌优势，并向消费者灌输绿色低碳理念。潘多拉官网宣称，培育钻石与天共开采的钻石是一样的，它们只是在实验室里生长，而不是从矿井里挖出来，两者具有相同的光学、化学、热和物理属性。
最大钻石供应商 De beers 态度转变，并推出了合成钻石品牌 Lightbox。De beers曾在2015年联合6家世界级钻石公司成立钻石生产商协会（DPA），坚定拥护天然钻石。然而在2018年其转变对合成钻石的态度，成立培育钻石珠宝品牌Lightbox，该品牌将是De beers旗下唯一使用其子公司Element Six钻石实验室提供的技术使用合成钻石的珠宝品牌。Lightbox在官网首页开设了“LEARN”专栏，在专栏内解释了“合成钻石是什么？”、“他们是如何制造的”、“实验室培育方法”等内容，努力打造培育钻石在消费者认知中的高端形象。根据Lightbox Ins官方披露，2020年底Lightbox开始积极扩大产能，该品牌位于美国俄勒冈州格雷沙姆的一家新制造工厂已正式投产，工厂建设耗资9400万美元，一旦全面运营，每年将生产约20万克拉的实验室培育的合成钻石，使其生产能力提高约10倍。
施华洛世奇将旗下培育钻石品牌Diama转移至奢侈品部门。施华洛世奇涉足培育钻石市场时间较早，在2016年5月就创建了培育钻石品牌Diama，品牌使用培育钻石是将碳原子通过HPHT技术压缩制作而成的。施华洛世奇宣布把Diama从宝石部门转移至奢侈品部门——Atelier Swarovski标志着公司把该品牌战略重心定在高端奢侈品领域，Diama享有更高的品牌溢价，培育钻石开始在高端市场与天然钻石同台竞争，大大加快了消费者对培育钻石品牌形象认知的跨越式升级。
目前众多传统钻石品牌商纷纷推出培育钻石品牌线，包括 Lightbox、Diama、James Allen 等，在价格方面也更具优势。Lightbox 的培育钻石价格在 900~1400 美元/克拉左右，Diama 的培育钻石价格在 1600~3200 美元/克拉左右，James Allen 的培育钻石裸钻在 1600 美元/ 克拉左右，Grown with Love 的培育钻石价格在 1000~3500 美元/克拉左右，DIAMOND FOUNDRY 的培育钻石价格在 1500~6500 美元/克拉左右，MULTICOLOUR 的培育钻石价 格在 1000~5000 美元/克拉左右，Brisa&Relucir 的培育钻石价格在 1500~4000 美元/克拉左 右。同等重量的天然钻石由于受到净度、颜色、切工的影响，价格差距极大。而培育钻石定价则较为简单，根据 Lightbox 定价体系，其销售的钻石与颜色、净度、切工等均无关，仅仅取决于重量和款式，价格相比于天然钻石具有较大的价格优势。
2.2.2. 培育钻石具有价格低、环保、可定制的优势，消费者接受度持续提升
优势一：培育钻石较天然钻石更具性价比，且随着技术进步价格逐年降低。培育钻石的价格 较天然钻石明显较低，且随着技术进步呈现逐年降低的趋势。2017Q4，培育钻石零售/批发 价格分别是天然钻石的 65%/55%，到了 2020Q4 进一步降低至天然钻石的 35%/20%，具有 更高性价比。
优势二：培育钻石形成过程中更环保，受年轻消费者欢迎。根据Frost & Sullivan发布的《毛坯金刚石生产的环境影响分析》，开采钻石产生的有害碳排放量为每克拉57000克，而培育钻石每克拉仅释放0.028克。此外，获取一克拉天然钻石需要毁坏多达1750吨无法修复、且长期不能耕种的土壤，而培育钻石对环境造成的破坏为0，更符合可持续发展理念。根据贝恩咨询，在中美消费者中，年轻消费者更加重视产品的可持续性特点，美中印三国千禧及Z世代人群中分别有58%、76%、72%的比例在购买钻石时会关心这一特点，而在年长人群中这一比例分别为29%、57%、66%。
优势三：培育钻石在尺寸、颜色等方面具有较好的可控性，能够实现款式量身定做，满足消费者的个性化需求。在进行钻石实验室培育时，可以通过加入不同化学元素或特定工艺实现 不同色调。如 HPHT 培育出的黄色或橙黄色钻石的颜色是由于在生长过程中引入了孤立的氮， 随着孤氮含量的增加，钻石出现黄色会越来越鲜艳；蓝色 HPHT 培育钻石是由于培育仓内加 入的硼而产生的；粉色系的 HPHT 培育钻石以及 CVD 培育钻石基本都归因于钻石在生长结束后通过辐照和低温退火进行了处理，等等。2020 年 1 月，施华洛世奇公布了首批实验室 培育彩钻，包含 16 种色调，而特殊色调的天然钻石价格则十分昂贵。
消费者对购买并佩戴培育钻石的接受度明显提高。根据 IGI 对消费者的调研，2018 年受调研 消费者中 59%不接受培育钻石，接受者比例只有 26%；而到了 2019 年，接受者的比例提升 提升至 36%，不接受者的比例则下滑至 41%。培育钻石市场规模的扩大、品牌商的教育以 及消费者对培育钻石的态势三者间实现了良性循环，预计未来消费者对培育钻石的接受度会继续提升。
2.3. 预计 2025 年全球培育钻石规模近千亿元，行业有望实现快速增长培育钻石渗透率快速提升，但占比仍低。根据中国产业信息网，2019年全球宝石级培育钻石产量为9100万克拉，2013-2019年复合平均增速为4.3%。2020年全球宝石级培育钻石的产量约为700万克拉，疫情中仍较2019年增长16.7%，增速明显高于天然钻石。2019年宝石级培育钻石在行业中的渗透率为6.3%，较2018年大幅提升4.7pct，但渗透率仍处于低位，有较大提升空间。
预计2025年全球培育钻石规模将达到千亿元，行业有望实现快速增长。我们假设1）考虑疫情影响，全球宝石级钻石原石产量在2020-2025年期间每年增长2%；2）培育钻石渗透率从2020年的7%提升至2025年的15%，平均每年提升1.6pct；3）随着技术进步，培育钻石原石单价平均每年下滑5%；4）生产一克拉零售端培育钻石需3克拉培育钻石原石；5)零售端由于品牌力溢价，钻石单价每年下降3%，低于原石端降幅。基于以上假设，我们测算到2025年全球培育钻石原石规模将达到389亿元，2020-2025年复合平均增速达13%；零售端规模将达到952亿元，2020-2025年复合平均增速达15%，行业有望实现快速增长。
3.我国贡献40%~50%培育钻石产能，未来上游将优先受益需求增长培育钻石的培育过程需要先对钻石毛胚进行生产，即未经加工的钻石晶体，一般通过HPHT或CVD法对晶种进行处理，在晶种表面不断沉积生成钻石晶体，生成的钻石毛胚还需根据终端需要送去加工厂经过设计、切割、打磨、抛光等工序，最后送至下游零售终端进行销售。我国在上游毛胚钻石生产环节占比较高，贡献了40%~50%培育钻石产能，未来上游将优先受益培育钻石需求增长。
3.1.上游：中国为HPHT钻石毛胚主要生产商，占全球40%~50%产能天然钻石形成的条件为在1100°~1500°的高温、4.5~6Gpa的高压下，通过地壳运动的挤压而形成的金刚石原石，因此培育钻石需要通过人为形成与天然钻石形成相似的温度和压强，通过一系列技术将其转化为钻石，通常使用较多的方法为高温高压法（HPHT）和CVD法。高温高压法（HPHT，High pressure-High temperature）：其合成的基本原理是在人造的高温高压环境下，将石墨进行相转变生成钻石，一般需要10GPa、3000℃以上的压力和温度。如果有金属触媒（如Fe、Ni、Co、Mn等以及它们的合金）的参与，石墨相变为钻石所需要的条件将大幅降低，通常压力为5.4GPa，温度为1400℃。高温高压法制备过程中需要使用到的核心设备为六面顶压机、合成块和石墨芯柱等，其制备流程为：1）石墨芯柱制备：首先将石墨粉、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、真空还原、检验、称重等工序制作成石墨芯柱；2）合成块组装：将石墨芯柱和复合块、辅件等密封传压介质按照技术要求和操作工艺规定组装在一起，将叶蜡石粉混合压制成复合块，再将石墨芯柱、复合块及导电钢圈、堵头、加热组件及绝缘组件等设计成合成块。3）单晶合成：将合成块放入六面顶压机内，按照设定程序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。4）提纯处理：提纯处理是剔除合成柱中未反应完全的残留石墨以及混杂其中的触媒金属、叶蜡石等杂质，从而获得纯净的金刚石单晶和培育钻石。
化学沉积法（CVD）：其合成原理是将晶种至于真空腔体内，通入含氮、甲烷和氢的含碳混合气体，其中甲烷是合成钻石碳原子的来源、而氮则其催化作用，增加钻石生长速度，氢可以抑制石墨的形成，在高温等离子的作用下，含碳气体被离解，碳原子在钻石基底上沉积成钻石膜，其制备流程为：1） 抽真空：在CVD设备基座上放置钻石衬底（晶种），将腔内气压抽至0.1个大气；2） 通气加热：向真空腔内通入含氮、甲烷和氢的含碳混合气体，并利用微波束加热形成等离子体；3） 沉积：气体在成为等离子体的过程中碳原子会向钻石晶种靠近，逐渐在其表面上沉积出一层钻石薄膜。
目前国内主要采取HPHT法生产，CVD仍处于研发过程中。与HPHT方法相比，CVD合成环境需要高温低压，且合成后产品为片状，晶体杂质及纯净度更高，但目前国外技术相对较成熟，国内在处于研究阶段，实际应用成果较少，也较难用于大批量生产，目前国内黄河旋风、豫金刚石、力量钻石等企业均是采用HPHT法来生产钻石，仅有上海征世采取CVD法。
全球产能较为集中，中国占比达40%~50%。不同于天然金刚石产能受地理条件限制主要集中在南非、扎伊尔等，培育钻石的产能大部分集中在中国，根据贝恩咨询发布的《2020~2021全球钻石行业报告》2020年培育钻石产能全球约600~700万克拉，其中中国产能远超其他国家达300万克拉，占比约50%，其次为印度和美国，分别为150万克拉及100万克拉，合计占比超30%。国内钻石产能则主要集中在宁波晶钻、上海征世、华晶金刚石、中南钻石、黄河旋风等企业。从生产技术角度而言国内主要还是采用HPHT法生产，而全球其他地区基本采用CVD法生产钻石。
上游毛利率超50%，产业链按利润率形成微笑曲线。从利润分布来看，培育钻石行业上游毛钻生产以及下游终端零售毛利率较高，而中游钻石加工毛利较低，根据力量钻石招股说明书，2018~2020年其培育钻石毛利率分别为48.49%、61.21%、66.88%，下游钻石零售行业2018~2020年平均毛利率分别为49.94%、63.3%、67.05%，而中游加工生产毛利率约为10%左右，根据行业利润率形成了微笑曲线。
培育钻石与人造金刚石生产过程类似，产能集中在我国河南省。由于培育钻石与合成金刚石原理及所需设备类似，因此生产培育钻石的企业通常以早期生产人造金刚石的企业为主，而低品级人造金刚石生产的门槛较低，对产品的质量和生产工艺要求不高，各企业间的产品差异不大，竞争较为激烈，但以高品级金刚石单晶、高端金刚石微粉和大颗粒培育钻石为代表的中高端产品对企业的研发实力、工艺水平和质量控制提出了较高的要求，因此只有在人造金刚石领域具有规模优势的龙头企业才具有资金及规模优势进入培育钻石领域的研发及生产，由于国内80%以上的合成金刚石产能在我国河南省，因此培育钻石主要产能也分布在河南，其中产能又主要聚焦在豫金刚石、黄河旋风、中南钻石等企业。
黄河旋风：国内最大金刚石生产企业之一。公司主要从事金刚石单晶金刚石微粉培育钻石的生产，是国内最大的金刚石生产企业之一。黄河集团围绕碳系新材料不断拓展产业链，从单一超硬材料单晶发展到超硬材料制品、超硬复合材料、原辅材料以及首饰用钻石等多个领域，公司于2015年实现了“宝石级金刚石系列产品开发与产业化”项目的产业化和市场化批量生产，目前公司3-5克拉首饰用培育钻石在国内外拥有稳定的市场。中南钻石：国内超硬材料行业龙头企业。公司主导产品工业金刚石产销量及市场占有率连续多年稳居世界首位，近年来完成培育钻石的开发，并成为国内培育钻石主要生产企业之一，主要以HPHT技术生产，产品以2-10克拉为主，目前公司已掌握了“20-50克拉培育金刚石单晶”合成技术，20-30克拉培育钻石可批量化稳定生产，同时公司也掌握了厘米级高温高压法CVD晶种制备技术，CVD培育钻石产品制备技术达到了国际主流水平。豫金刚石：人造金刚石产销量位居全国第三。公司主要从事超硬材料生产并掌握关键基础设备大腔体压机的制备技术，金刚石合成工艺、金刚石应用研究及金刚石检验检测等核心技术，能够独立完成从原材料到成品生产全过程，2020年公司已实现5-6克拉产品的量产，且具备10克拉以上量产技术。上海征世：国内为数不多CVD级钻石供应商。公司主要从事基于CVD技术的单晶金刚石研发，于2013年培育出首饰级CVD单晶金刚石，2020年11月研发出12.75克拉的宝石级CVD培育钻石，其毛胚石重46.2克拉，为目前全球最大的CVD培育钻石，目前主要销售的产品以1-5克拉CVD级培育钻石为主。3.2. 中游：劳动密集程度较高，印度为全球“钻石加工帝国”钻石加工即在钻石毛胚上进行切割、磨光等多个步骤，使其形成一定的形状以及光泽，主要加工流程可以分为：原石分选、划线、劈裂、锯割、打圆、起瓣、磨光等。钻石毛胚设计：毛坯设计是钻石切割的第一步，传统的做法是用放大镜观察钻石毛坯的形状，纹理和内部瑕疵，从而分析出一颗毛坯大概的成品重量，合理规划最终出的钻石的大小及纯净度，目前大多数钻石加工厂都已经改进为用电脑分析仪器（SARINE)来初步设计钻石毛坯。
劈分：将钻石毛坯一分为二。首先在钻石的毛坯上开一道槽口，再将一块刚片置于槽口内，敲击刚片将毛坯分为两块，使钻石毛坯得到适于锯切或粗磨的外形，还可以消除裂纹和杂质等。粗磨：将钻石毛坯按照划线设计打磨出大致轮廓，去除多余的钻石边角准备出钻石的定部以及与台面相垂直的腰部。需粗磨的钻坯被固定于车床的芯轴前端，将钻石与固定在打磨棒上的另一颗钻石互相摩擦，钻石毛坯的棱边被磨圆并开始接近明亮圆型的双锥轮廓。打圆成型：锯开的钻石送到打圆部门去打圆、成型。在这一步骤钻石就可以按照设计要求被打成圆形、心形、椭圆形、揽尖形等形状。一般是用金刚石聚晶或金刚石砂轮来进行打磨。因为钻石各个方向的硬度略有不同，所以研磨时要凭借经验，把握住钻石的基本形态：三方体、八面体、十二面体及晶体特性。一般方法是将钻坯高速旋转的车床上，然后用另一臂杆上的钻石把转动中的钻坯打圆。抛光：抛光程序是在一个涂有钻石粉和润滑油的铸铁圆盘上，车磨出所有刻面，通常在底层做出8个大面，然后做16个刻面，再刻出尖底，形成25个刻面，并由此延伸出三角小面，风筝面及腰上刻面等形成成品所需的多个刻面。
产业呈劳动密集型，印度占据主要加工市场。由于钻石加工需要根据不同的成品需求加工出不同的形状，因此加工行业较难实现自动化生产，需要经验人员进行切磨操作，因此人力成本较高，属于劳动密集型行业。由于印度人力成本较低，且进入钻石加工行业较早，因此占据了加工市场较大份额，根据贝恩咨询发布的《2020~2021全球钻石行业报告》，2020年印度在疫情影响下降低了23%的毛胚钻石净进口量，但仍占据了95%的毛胚钻石加工市场，同时，中国由于复工时间较早，受疫情影响较小但只占据了3%的市场份额。
受疫情反复影响，印度出口净额或再次下降：2020年上半年印度加工钻石出口净额在疫情影响下迅速减少，但随着疫情影响逐渐消退，下半年出口额迅速恢复，总体较2019年同比下降31％，至141.7亿美元，2021年3月印度加工钻石出口净额已达18.3亿美元，同比上升152%，1-3月出口净额达49.6亿美元，同比上升48%，基本已实现恢复，但由于4月起印度疫情反复，未来出口净额将有大幅下滑，导致整体加工成本上升。
3.3.下游：零售终端主要集中在美国，中国近年来逐渐进入零售终端零售终端主要集中在美国，中国近年来逐渐进入零售终端。培育钻石的下游为零售终端以及相关的配套服务产业，根据《全球钻石行业报告》统计，下游消费需求中占比最大的分别为自身消费、酬谢赠礼、结婚订婚等需求，培育钻石作为钻石消费的新兴选择，由于其在品质、成本、环保和科技等方面优势明显，因此下游消费市场处于快速崛起状态。目前全球主要零售市场仍集中在美国，且占比较19年有大幅上升，第二大市场则为中国，尽管目前零售终端占比较小，但同比仍处于增长中，除此外的其他地区则基本同比持平，且市场规模较小。培育钻石零售企业一般为钻石珠宝零售商的旗下子公司，如全球最大钻石制造商De Beers旗下的Lightbox Jewelry，美国最大钻石零售商Signet 旗下的Kay、Jared、Zales等品牌。国内近年新进入品牌较多，如LightMark、Caraxy等，据统计目前美国已经拥有25个培育钻石品牌，中国则拥有19个，已仅次于美国，欧洲拥有9个，其他地区则较少。
黄河旋风是国内最大的金刚石生产企业之一。公司主要从事硬材料及制品，超硬复合材料及制品等生产，主要产品覆盖金刚石（如工业级金刚石、宝石级金刚石）、金属粉末、超硬复合材料（复合片）、超硬刀具、金刚石线锯等。公司于2015年实现了“宝石级金刚石系列产品开发与产业化”项目的产业化和市场化批量生产，目前公司3-5克拉首饰用培育钻石在国内外拥有稳定的市场。2020年公司营业总收入24.51亿元，同比下降15.91%，主要受收入下降、计提减值损失和处置老旧资产等因素影响，其中金刚石、培育钻石等超硬材料收入11.84亿元，约占公司营业收入66%；2020年公司归母净利润-9.8亿元，主要受此前收购名匠智能业务拖累，公司于2020年已出售名匠智能全部股权，2021年公司重新聚焦超硬材料主业，Q1公司营收达6.31亿元，同比增长56%，同时利润端扭亏为盈，归母净利润达1029万元。
公司技术积累深厚，未来聚焦培育钻石主业发展。公司目前在培育钻石方面从研发到量产有20年的技术沉淀优势，公司研发技术还在迭代升级中，在工艺控制、现场管控、品质管理、原辅材料一致性管控、设备运行稳定性管控等方面已形成体系，并在人才培养方面逐步形成梯队优势。根据公司业绩说明会披露，2020年公司的培育钻石量占全球培育钻石销售市场的20%左右，其中高端品质占50%以上，未来公司将聚焦培育钻石等超硬材料主业发展。子公司中南钻石为国内最大培育钻石生产商之一。中兵红箭主要业务包括特种装备业务板块、超硬材料业务板块、专用车及汽车零部件业务板块三大业务板块，其全资子公司中南钻石主要负责超硬材料业务板块，为国内最大培育钻石生产商之一，2020年中兵红箭实现营业收入64.63亿元，同比增长21%，其中中南钻石实现收入19.21亿元，公司归母净利润达2.75亿元，同比增长8%，其中中南钻石实现净利润4.1亿元。
HPHT生产法为主，未来将逐步进入CVD生产法。中南钻石主要以HPHT技术生产培育钻石，产品以2-10克拉为主，根据公司2020年报，公司已掌握了“20-50克拉培育金刚石单晶”合成技术，20-30克拉培育钻石可批量化稳定生产，同时公司也掌握了厘米级高温高压法CVD晶种制备技术，CVD培育钻石产品制备技术达到了国际主流水平，2019年公司投入年产12万克拉高温高压法宝石级培育金刚石生产线建设项目，预计2022年10月达产。力量钻石是国内超硬材料主流供应商，培育钻石营收增长迅速。力量钻石主要从事人造金刚石产品研发、生产和销售，目前拥有金刚石单晶、金刚石微粉和培育钻石三大核心产品体系。公司近几年培育钻石业务营收增长迅速，培育钻石业务营收近三年分别为3734.1万元、3511.12万元、1302.61万元，营收占比分别为15.72%、16.5%、6.58%，其中，2019年培育钻石业务收入实现翻番，增长169.55%，公司在招股说明书中强调培育钻石业务将发展成为公司未来重要的利润增长点。
公司在培育钻石业务投入不断加大。公司的培育钻石产品全部采用HPHT生产法生产，培育钻石市场需求处于快速崛起阶段，公司3克拉、4克拉、5克拉及以上大颗粒培育钻石的产量、销量占比明显上升，大颗粒培育钻石较高的销售价格和毛利率预计为公司贡献更高的利润，力量钻石培育钻石业务2018/2019/2020年毛利率分别为48.49% / 61.21% 66.88%。公司积极扩大产能，加大生产设备的资本性投入，六面顶压机装机数量从2019年3月末273台增加至2021年3月31日411台，金刚石单晶、培育钻石产能规模不断扩大。4.4. Element Six（De beers子公司，未上市）Element Six成立于1946年，主要从事于人造金刚石和碳化钨超硬材料的设计、开发和生产的，是戴比尔斯集团的成员之一，公司的主要生产基地位于英国、爱尔兰、德国、南非和美国。Element Six 在 2019 年的净利润为 1227 万美元。公司主要业务分为技术业务（Technologies）和磨料业务（Abrasives）两大板块，技术业务由戴比尔斯（De Beers）集团100%所有，磨料业务由戴比尔斯集团持有60%的股份，其余40%股份由优美科（Umicore）持有。戴比尔斯于2018年成立的培育钻石品牌Lightbox，是戴比尔斯旗下唯一使用Element Six钻石实验室提供技术使用合成钻石的品牌，由Element Six进行供货。在2020年底，Lightbox开始积极扩大产能，该品牌位于美国俄勒冈州格雷沙姆的一家新制造工厂已正式投产，工厂建设耗资9400万美元，一旦全面运营，每年将生产约20万克拉的实验室培育的合成钻石，使其生产能力提高约10倍。
① 凡本网注明"来源：超硬材料网"的所有作品，均为河南远发信息技术有限公司合法拥有版权或有权使用的作品，未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的，应在授权范围内使用，并注明"来源：超硬材料网"。违反上述声明者，本网将追究其相关法律责任。
② 凡本网注明"来源：XXX（非超硬材料网）"的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
③ 如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的，请在30日内进行。
※ 联系电话：0371-67667020
手机资讯
官方微信
豫公网安备41010202002335号