深度报告-20230323-中原证券-超硬材料行业深度分析_工业金刚石持续高景气_培育钻石未来新风口_39页_3mb

超硬材料行业深度分析总结

核心内容概述

超硬材料是硬度特别高、维氏硬度大于40GPa的材料，广泛应用于金属及合金材料、高硬脆材料、复合材料、软韧材料以及难加工材料的加工，同时作为功能材料应用于电子电器、装备制造、航空航天、医疗等领域。目前常见的超硬材料包括天然金刚石、人造金刚石、立方氮化硼等。全球工业用超硬材料以工业金刚石为主，其中90%为人造金刚石。

主要观点

• 工业金刚石市场空间广阔：我国是全球最大的人造金刚石生产国，占据全球95%的工业金刚石市场份额，具有HTHP法工业金刚石的定价权。工业金刚石主要应用于建筑石材切割、机械及电子行业磨具、勘探采掘等领域，预计2025年市场规模将达101亿元，年均复合增长率13.9%。

• CVD金刚石潜力巨大：CVD法合成的金刚石具有高纯度、低杂质、高结晶质量等优势，适用于半导体、光学、量子技术等领域，尤其是作为第四代半导体材料，具备高击穿电场、高载流子迁移率、高热导率等特性，被认为是下一代高功率、高频、高温及低功率损耗电子器件最有希望的材料。

• 培育钻石发展迅速：培育钻石是宝石级大单晶，通过CVD或HTHP法合成，成本低、环保、颜色可控，已从工业品市场逐步走向消费品市场。2021年全球培育钻石产量为900万克拉，渗透率仅为7%，但未来增长潜力巨大。

关键信息

1. 超硬材料市场

• 主要应用领域：建筑石材切割、机械加工、勘探采掘、光伏切割等。
• 市场需求：预计至2025年，工业金刚石市场规模达101亿元，年均复合增长率约13.9%。
• 技术路线：HTHP法为主，CVD法在高纯度、功能性材料方面具有优势。
• 主要企业：中兵红箭、力量钻石、四方达、惠丰钻石、美畅股份。

2. CVD金刚石与半导体材料

• 技术优势：CVD法金刚石具有尺寸大、杂质少、高结晶质量等优势，适用于半导体、光学、量子技术等高端领域。
• 性能表现：金刚石禁带宽度达5eV，是当前单质半导体材料中带隙最宽的材料，具备高击穿电场、高载流子迁移率等性能。
• 市场规模：2021年全球CVD金刚石市场销售额达4亿美元，预计2028年将达6.8亿美元，年复合增长率7.7%。
• 应用前景：可作为半导体散热材料、高功率器件衬底等，具备广阔的应用前景。

3. 培育钻石市场

• 市场现状：2021年全球培育钻石产量为900万克拉，产值为44亿美元，渗透率仅为7%。
• 优势：成本低、环保、颜色可控，可替代天然钻石。
• 产业链结构：上游毛坯钻石生产以中国为主，中游切割加工以印度为主，下游销售以传统珠宝品牌及新锐品牌为主，整体呈现“微笑曲线”特征。
• 政策支持：国内外权威机构对培育钻石的定义、检测标准进行完善，促进市场规范发展。
• 环保优势：培育钻石比天然钻石更低碳环保，每克拉碳排放仅为天然钻石的0.028克。
• 消费者接受度：随着宣传和教育，消费者对培育钻石的接受度逐渐提升，从“假”、“便宜”转向“绿色可持续”、“价格可接受”等正面认知。

投资建议

建议关注以下企业：

• 中兵红箭（000519.SZ）：核心产品为金刚石单晶和微粉，应用广泛，具备较强的市场竞争力。
• 力量钻石（301071.SZ）：专注于培育钻石，产品品质高，具备较高的毛利率。
• 四方达（300179.SZ）：具备金刚石刀具、金刚石线锯等产品线，技术实力强。
• 惠丰钻石（839725.BJ）：专注于金刚石单晶及制品，拥有较高的市场占有率。
• 美畅股份（300861.SZ）：在光伏金刚石线锯领域具备领先地位，市场需求稳定增长。

风险提示

• 行业竞争加剧
• 培育钻石研发生产不及预期
• 行业政策变化
• 六面顶压机供应不足
• 产能投产不及预期

未来展望

随着制造业转型升级、新能源汽车和光伏产业的发展，以及全球对环保和低碳的重视，超硬材料和培育钻石市场将迎来快速增长。CVD金刚石在半导体领域的应用前景广阔，培育钻石作为新兴消费品类，具有较大的市场渗透空间。