2021年培育鉆石行業上中下游產業鏈發展研究報告（44頁）.pdf

1、2021 年深度行業分析研究報告 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 2 內容目錄內容目錄 1. 技術持續發展技術持續發展+國標初步構建，培育鉆石迎來行業新機遇國標初步構建，培育鉆石迎來行業新機遇 . 6 1.1. 科學性質等同天然鉆石，培育鉆石成市場新興選擇 . 6 1.2. 模擬天然鉆石高溫高壓條件，HTHP 法主導國內培育鉆石生產 . 6 1.3. 生產技術誕生于上世紀 50 年代，各地實驗室持續技術突破 . 8 1.4. 多家機構參與分級規范，培育鉆石國標完成初步構建 . 9 2. 培育鉆石產業鏈上中下游共同發力，拓展行業空間培育鉆石產業鏈上中下游共同發力，拓展行業空間 . 13

2、2.1. 上游生產端：毛坯鉆生產行業競爭小、技術門檻高、利潤空間大 . 13 2.1.1. 培育鉆石原材料為石墨粉和金屬觸媒粉，直接材料在成本中占比不到 2% 14 2.1.2. 兩種生產方法各有優勢互不替代、HTHP 五道工序精心打造培育鉆石 . 16 2.1.3. 六面頂壓機形成我國培育鉆石上游產業鏈護城河，在全球競爭中顯現優勢 . 20 2.1.4. 上游毛胚鉆生產商毛利率水平在 60%左右， 可與天然鉆石毛胚鉆毛利率持平 . 22 2.2. 中游切割端：印度為全球培育鉆石切磨中心，與天然鉆石共用切磨產業鏈資源 24 2.2.1. 世界鉆石切磨四大中心：比利時安特內普、以色列特維拉夫、美

3、國紐約、印 度孟買 . 24 2.2.2. 印度為全球鉆石切磨中心，培育鉆石與天然鉆石共用加工產業鏈 . 25 2.3. 下游消費端：美國先行，中國加速布局 . 28 2.3.1. 天然鉆石產量下滑，培育鉆石市場需求處于快速崛起階段 . 28 2.3.2. 天然鉆石品牌近年陸續進軍培育鉆石 . 29 2.3.3. 年輕一代消費觀改變，悅己指數上升 . 31 2.3.4. 生產過程對環境社會友好，符合消費者綠色理念 . 32 2.4. 產業鏈利潤分布與天然鉆石基本一致，2023 年培育鉆石生產市場規模有望超 200 億元 . 33 2.4.1. 天然鉆石產業鏈： 利潤集中于珠寶零售與鉆石開采，

4、鉆石開采實現最高營運 利潤率 . 33 2.4.2. 培育鉆石產業鏈： 產業鏈中下游與天然鉆石基本一致， 生產端低成本奠定培 育鉆石市場價格表現 . 35 2.4.3. 培育鉆石市場滲透率逐步提升，終端市場規模預計突破千億 . 36 3. 國內外培育鉆石知名公司速覽國內外培育鉆石知名公司速覽 . 38 3.1. 國內企業占全球近半產量，HTHP 法為主 CVD 法持續迭代 . 38 3.2. 中兵紅箭：老牌軍工企業，培育鉆石行業的先驅者 . 40 3.3. 黃河旋風：歷史悠久的超硬材料供應商，研發優勢助力產品結構調整 . 41 3.4. 力量鉆石：人造金剛石頭部企業，培育鉆石為新增長點 . 4

5、2 圖表目錄圖表目錄 圖 1：天然鉆石開采于自然環境 . 6 圖 2：培育鉆石生產于實驗室 . 6 SVlVjWdYkWdYyXxU6MaObRnPnNoMmNeRnMoMjMoMnP8OrQpPNZpOmQuOnNoP 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 3 圖 3：2015-2020 年全球天然鉆石產量（百萬克拉） . 7 圖 4：CVD 培育鉆石法發展歷史 . 8 圖 5：HTHP 培育鉆石法發展歷史. 9 圖 6：IGI 國際寶石學院培育鉆石證書 . 10 圖 7：HRD 比利時高階層鉆石議會培育鉆石報告 . 11 圖 8：GIA 美國寶石研究院培育鉆石證書 . 12 圖 9：華測

6、珠寶檢測中心為 Caraxy 開具的培育鉆石鑒定報告. 12 圖 10：培育鉆石行業組織和技術規范的發展歷程時間線 . 13 圖 11：天然鉆石的形成及開采 . 14 圖 12：力量鉆石石墨粉采購價格 . 15 圖 13：力量鉆石金屬觸媒粉采購價格 . 15 圖 14：培育鉆石單位耗用石墨粉和金屬觸媒數量 . 15 圖 15：力量鉆石原材料耗用量及培育鉆石產量（萬克拉） . 15 圖 16：力量鉆石石墨粉及金屬觸媒粉投入產出比 . 15 圖 17：力量鉆石培育鉆石成本構成（萬元） . 16 圖 18：力量鉆石培育鉆石各成本占比 . 16 圖 19：1954 年霍爾和當時的 HTHP 鉆石合成機

7、器 . 16 圖 20：HTHP 六面頂壓機 . 16 圖 21：現代 CVD 合成鉆石設備 . 17 圖 22：CVD 微波等離子反應爐 . 17 圖 23：培育鉆石高溫高壓法（HTHP）工藝流程圖 . 18 圖 24：力量鉆石六面頂壓機型號對石墨粉投入產出率影響 . 21 圖 25：壓機型號對培育鉆石產量占金屬觸媒粉耗用量比重影響 . 21 圖 26：2020 全球主要地區寶石級別培育鉆石毛胚產量（萬克拉） . 21 圖 27：2020 全球主要地區寶石級別培育鉆石毛胚產量占比 . 21 圖 28：中國及全球培育鉆石原石市場規模情況 . 21 圖 29：力量鉆石培育鉆石銷售收入情況 . 2

8、2 圖 30：力量鉆石培育鉆石銷售量情況 . 22 圖 31： 力量鉆石培育鉆石銷售均價 . 23 圖 32：力量鉆石培育鉆石單位成本及毛利率情況 . 23 圖 33：力量鉆石各等級培育鉆石銷售均價（元/克拉） . 23 圖 34：力量鉆石各等級培育鉆石各等級銷售占比 . 23 圖 35：印度擁有全球最大的鉆石切磨市場 . 25 圖 36：印度毛坯鉆石進口額（億美元） . 26 圖 37：印度鉆石切割拋光后出口額（億美元） . 26 圖 38：印度培育鉆石毛坯鉆進口額持續上漲（百萬美元） . 26 圖 39：印度培育鉆石裸鉆出口額（百萬美元） . 26 圖 40：印度培育鉆石單月毛坯鉆進口額（

9、百萬美元） . 26 圖 41：印度培育鉆石單月裸鉆出口額（百萬美元） . 27 圖 42：切磨鉆石市場為印度主要寶石出口市場（億美元） . 27 圖 43：毛坯鉆石是印度主要的寶石進口市場（億美元） . 27 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 4 圖 44：全球天然鉆石毛坯產值持續下降 . 28 圖 45：全球天然鉆石毛坯產量持續下降 . 28 圖 46：全球鉆石珠寶銷售額持續增長 . 28 圖 47：培育鉆石市場滲透率逐年攀升 . 29 圖 48：美國為培育鉆石主要消費市場 . 29 圖 49：培育鉆石產量分布 . 29 圖 50：大牌珠寶商相繼推出培育鉆石品牌 . 30 圖 51：

10、美國鉆石消費主要原因 . 32 圖 52：中國鉆石消費主要原因 . 32 圖 53：鉆石行業產業鏈詳拆 . 33 圖 54：全球天然鉆石開采競爭格局 . 33 圖 55：鉆石開采商毛利率情況 . 34 圖 56：拋光后裸鉆身價高增 4.5 倍（單位：美元） . 34 圖 57：鉆石產量詳解（單位：百萬克拉） . 34 圖 58：鉆石產業鏈營收規模分拆（單位：十億美元） . 34 圖 59：珠寶品牌商的利潤情況 . 34 圖 60：鉆石產業鏈營運利潤分拆 . 35 圖 61：CVD 法培育鉆石生產成本（千美元/克拉） . 35 圖 62：培育鉆石價格占天然鉆石價格比重（%） . 35 圖 63：

11、天然鉆石與培育鉆石產業鏈各階段價格對比（元） . 36 圖 64：中國珠寶行業市場規模及預測 . 36 圖 65：全球鉆石珠寶銷售額情況統計 . 37 圖 66：2020 年全球寶石級 HTHP 培育鉆石主要生產商分布 . 38 圖 67：2020 年全球寶石級 CVD 培育鉆石主要生產商分布 . 39 圖 68：公司分產品營收情況（億元） . 40 圖 69：中南鉆石股權結構 . 40 圖 70：研發支出（左軸；單位：億元）及研發人員數量（右軸；單位：人） . 41 圖 71：公司專利數量變化情況 . 41 圖 72：公司營業收入情況 . 41 圖 73：各業務營收占比 . 42 圖 74：

12、培育鉆石營業收入（單位：萬元） . 42 圖 75：研發費用（單位：億元）及研發費用率情況 . 42 圖 76：公司發展階段. 42 圖 77：公司 2017-2021H1 營收及同比 . 43 圖 78：公司 2018-2021H1 各產品營收占比 . 43 表 1：培育鉆石與天然鉆石成分、性質、外觀相同 . 6 表 2：高溫高壓法（HTHP）以及化學氣相沉積法（CVD）特點比較 . 7 表 3：天然鉆石 GB/T 16554 標準的 4C 分級 . 9 表 4：中國部分企業、協會的培育鉆石分級標準 . 10 表 5：培育鉆石重要節點事件 . 14 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 5

13、 表 6： 高溫高壓法（HTHP）和化學氣相沉積法（CVD）兩大類生產方法對比 . 17 表 7：培育鉆石高溫高壓法（HTHP）工藝流程解析 . 19 表 8：行業內部分企業和行業團體的培育鉆石分級標準. 19 表 9：力量鉆石培育鉆石評定標準 . 19 表 10：不同型號合成設備參數情況及生產效率 . 20 表 11：力量鉆石六面壓機培育鉆石產能、產銷情況 . 22 表 12：中國培育鉆石行業重點上市企業基本情況 . 31 表 13：培育鉆石生產與天然鉆石開采資源消耗對比 . 32 表 14：培育鉆石市場空間測算 . 37 表 15：公司主要核心技術 . 43 表 16：六面頂壓機的不同型號

14、及對應產量 . 44 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 6 1. 技術持續發展技術持續發展+國標初步構建國標初步構建，培育鉆石迎來行業新機遇，培育鉆石迎來行業新機遇 1.1. 科學性質等同天然鉆石，培育鉆石成市場新興選擇科學性質等同天然鉆石，培育鉆石成市場新興選擇 培育鉆石是在實驗室里模擬天然鉆石的自然形成環境培育而成的合成鉆石，以培育鉆石是在實驗室里模擬天然鉆石的自然形成環境培育而成的合成鉆石，以 HTHP 法法 （高溫高壓）和（高溫高壓）和 CVD 法（化學氣相沉淀法）合成為主，又稱生長鉆石。法（化學氣相沉淀法）合成為主，又稱生長鉆石。天然鉆石誕生于 地表以下約 160 公里處。每一

15、枚天然鉆石都是由碳元素構成的，隨著時間的推移，地幔中 的高溫高壓使碳元素結晶形成自然界中最堅硬的礦物天然鉆石。 培育鉆石與天然鉆石均為純碳構成的晶體，兩者在晶體結構完整性、透明度、折射率、色培育鉆石與天然鉆石均為純碳構成的晶體，兩者在晶體結構完整性、透明度、折射率、色 散等方面均無明顯差異散等方面均無明顯差異。專業人士可以通過高科技設備分辨實驗室培育鉆石和天然鉆石， 但肉眼無法區分二者外觀上的差異。培育鉆石和天然鉆石的差異主要體現在生產過程以及 稀缺性兩個方面。培育鉆石生產過程約為半個月至一個月，簡單、環保、成本較低，稀缺 性較低。 而天然鉆石的形成耗時數百萬甚至數十億年， 是一種不可再生資源

16、， 稀缺性較高； 其開采過程釋放大量二氧化碳，對地表造成不可逆的損害。與天然鉆石相比，較高的性價 比使培育鉆石成為鉆石消費領域的新興選擇，其擁有廣闊的發展前景。 圖圖 1：天然鉆石開采于自然環境天然鉆石開采于自然環境 圖圖 2：培育鉆石生產于實驗室培育鉆石生產于實驗室 資料來源：Caraxy 官網，天風證券研究所 資料來源：Caraxy 官網，天風證券研究所 表表 1：培育鉆石與天然鉆石成分、性質、外觀相同培育鉆石與天然鉆石成分、性質、外觀相同 屬性屬性 培育鉆石培育鉆石 天然鉆石天然鉆石 化學成分 碳 C 碳 C 折射率 2.42 2.42 相對密度 3.52 3.52 色散 0.044 0

17、.044 硬度值 90GPA 90GPA 導熱性 2 X 103 W/M/K 2 X 103 W/M/K 熱脹性 0.8 X 10-6 K 0.8 X 10-6 K 透光度 DEEP UV TO FAR TR DEEP UV TO FAR TR 電阻率 1016 OHM-CM 1016 OHM-CM 可壓縮性 8.3 X 10-13 M2/N 8.3 X 10-13 M2/N 資料來源：Caraxy 官網，天風證券研究所 1.2. 模擬天然鉆石高溫高壓條件，模擬天然鉆石高溫高壓條件，HTHP 法主導國內培育鉆石生產法主導國內培育鉆石生產 實驗室主要采取高溫高壓法（實驗室主要采取高溫高壓法（Hi

18、gh Pressure High Temperature，簡稱，簡稱 HTHP）以及化學）以及化學 氣相沉積法（氣相沉積法（Chemical Vapor Deposition，簡稱，簡稱 CVD）制造鉆石。）制造鉆石。 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 7 高溫高壓法（高溫高壓法（HTHP） ：） ：高溫高壓法，英文名稱為 High Pressure High Temperature （HTHP） ，是指模擬天然金剛石的生長環境，以石墨、金剛石粉或石墨-金剛石粉為碳 源，在高溫高壓、金屬觸媒等生長環境中形成的等軸晶系晶質體，簡稱為 HTHP 合成 鉆石，或 HTHP 培育鉆石。在該過程中

19、，純凈的碳粉被壓縮進一個生長膠囊隨后被放 置在一個培育倉中，液壓裝置模擬天然鉆石在地下深處的高溫高壓形成條件，壓強 5-6GPa，溫度 1300-1600C；在高溫高壓下，碳原子之間互相連接形成鉆石晶體。 HTHP 工藝可以改善品質較低的天然鉆石和合成鉆石的顏色和純度，并可以將鉆石顏 色調成粉紅色、藍色或黃色等。 化學氣相沉積法（化學氣相沉積法（CVD） ：） ：化學氣相沉積法，英文名稱為 Chemical Vapor Deposition （CVD） ，是指將含碳元素的混合氣體置于一定條件下，氣體中的碳原子按金剛石的結 構在預先放置在生長艙中的種晶上沉淀，不斷長大后形成的等軸晶系晶質體，簡稱

20、為 CVD 培育鉆石。CVD 的培育首先將一個天然或培育鉆石的籽晶片置于氣體原料（主要 是氫氣 H2 和甲烷 CH4）的環境中；在低壓高溫（壓力小于 1Pa,溫度 8001000）的 條件下，甲烷在高能微波或放電等方式的激發中分裂出一個個碳的等離子體，等離子 體沉積到“種子鉆石”上，籽晶片就會“一層一層”越長越大。 表表 2：高溫高壓法（高溫高壓法（HTHP）以及化學氣相沉積法（）以及化學氣相沉積法（CVD）特點比較）特點比較 高溫高壓法（高溫高壓法（HTHP） 化學氣相沉積法（化學氣相沉積法（CVD） 主要原料 石墨粉、金屬觸媒粉 含碳氣體（CH4） 、氫氣 生產設備 六面頂壓機 CVD 沉

21、積設備 合成環境 高溫高壓環境 高溫低壓環境 主要產品 金剛石單晶、培育鉆石 金剛石膜、培育鉆石 產品特點 顆粒狀 片狀 應用領域 金剛石單晶主要作為加工工具核心 耗材；培育鉆石用于鉆石飾品 主要作為光、電、聲等功能性材料， 少量用于工具和鉆石飾品 主要性能 超硬、耐磨、抗腐蝕等力學性能 光、電、磁、聲、熱等性能 應用程度 技術成熟，國內應用廣泛且在全球具 備明顯優勢 國外技術相對成熟，國內尚處研究階 段，應用成果較少 資料來源：力量鉆石招股書，天風證券研究所 國內的培育鉆石主要用高溫高壓法（國內的培育鉆石主要用高溫高壓法（HTHP）生產。）生產。此外，世界上 HTHP 法的培育鉆石產 量主要

22、集中于中國，中國批量生產 HTHP 培育鉆石技術已達到世界前列水平。2018 年，中 國寶石級培育鉆石產量達 130 萬克拉，占據全球總量的 90%以上，已成為全球培育鉆石最 大的原料生產國。CVD 培育鉆石的產量則多分布于印度，美國和新加坡等地，合計占比超 過 85%。兩種技術短期內不構成替代關系。 從培育鉆石生產地區分布來看，中國從培育鉆石生產地區分布來看，中國 2020 年培育鉆石產量約為年培育鉆石產量約為 300 萬克拉，占據全球近萬克拉，占據全球近 50%的產能的產能。印度培育鉆石產量約為 150 萬克拉，位居第二。此外，與培育鉆石相比，全 球天然鉆石產量總量大，但自 2018 年起

23、呈下降趨勢，因天然鉆石屬于不可再生資源，其 資源儲量有限，且開發成本大，環境效益低。與之相對，2020 年全球培育鉆石產量約為 600-700 萬克拉，雖占鉆石生產總量的比例較小，但呈現上升趨勢。 圖圖 3：2015-2020 年全球天然鉆石產量（百萬年全球天然鉆石產量（百萬克拉）克拉） 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 8 資料來源：華經產業研究院，天風證券研究所 1.3. 生產技術誕生于上世紀生產技術誕生于上世紀 50 年代，各地實驗室持續技術突破年代，各地實驗室持續技術突破 18 世紀末拉瓦錫的發現奠定培育鉆石生產的理論基礎。世紀末拉瓦錫的發現奠定培育鉆石生產的理論基礎。18 世紀

24、末，法國化學家拉瓦錫發 現天然鉆石是由碳元素組成的單質晶體，并于地底深處高壓高溫條件下形成。該系列發現 為培育鉆石的生產技術提供了理論基礎。 CVD 法培育鉆石最早誕生于法培育鉆石最早誕生于 1952 年的美國。年的美國。1952 年，美國聯邦碳化硅公司的科學家威 廉艾弗索運用化學氣相沉積法（CVD）制造出第一顆人造鉆石。但當時，CVD 法制造培 育鉆石速度很慢，因此無法供商業應用。1956 年，蘇聯科學家通過在非鉆石的基片上生長 培育鉆石薄膜，顯著提高了 CVD 培育鉆石的速度20 世紀 80 年代，日本國家無機材料研 究所（NIRIM）以及戴比爾斯公司的工業鉆石部（現在的 Element

25、Six 公司）相繼在 CVD 培育鉆石領域取得突破，但其生長速度仍不足以供應商業化生產。 20 世紀 90 年代， 荷蘭 Nijmegen 大學、 美國 Crystallume 公司、 Badzian 等研究團體在 CVD 培育單晶鉆石的研發取得顯著進展DTC 和 Element Six 公司生產出大量用于研究目的的單 晶培育鉆石。21 世紀，寶石級 CVD 單晶培育鉆石的研發有了突破性進展。美國 SCIO diamond 于 2007 年成功培育出無色寶石級 CVD 鉆石，鋪墊了 CVD 培育鉆石進軍珠寶界 的歷程。 圖圖 4：CVD 培育鉆石法發展歷史培育鉆石法發展歷史 資料來源：培育鉆石

26、網，天風證券研究所 HTHP 法培育鉆石最早誕生于法培育鉆石最早誕生于 1953 年的瑞典。年的瑞典。1953 年，瑞典 ASEA 電氣公司成功以高溫 高壓法（HTHP）合成金剛石微晶。1954 年，美國通用電氣公司的霍爾博士負責“超級壓 127126 152 147 139 111 0 20 40 60 80 100 120 140 160 201520162017201820192020 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 9 力”項目，帶領研究員團隊運用高溫高壓法（HTHP）制造出鉆石，成功在培育鉆石技術 領域取得突破。1964 年，中國使用 200 噸級的兩面頂壓機首次成功合成人造

27、金剛石。1965 年，中國研發六面頂壓機，該設備成為了我國超硬材料合成的主導設備。1967 年，俄羅斯 掌握合成工業級鉆石晶體技術。1971 年，美國通用電氣公司通過改良技術，成功培育出首 次合成出 5mm(約 1ct)寶石級黃色單晶金剛石。DeBeers 于 1990 年、1996 年分別合成出 11.14ct、25ct 的寶石級金剛石。上個世紀，合成鉆石被用于工業用途，例如用于電信和激 光光學領域、用作研磨材料等。 21 世紀后，各公司相繼在世紀后，各公司相繼在 HTHP 培育鉆石方面取得突破。培育鉆石方面取得突破。2002 年，吉林大學采用國產六 面頂壓機技術合成 4.5mm 黃色金剛石

28、單晶體，使中國成為繼美國、英國、俄羅斯、日本 后， 擁有自主研發 HTHP 寶石級金剛石技術的國家目前， 中國 HTHP 培育鉆石生產技術已 達到世界前列水平。 圖圖 5：HTHP 培育鉆石法發展歷史培育鉆石法發展歷史 資料來源：培育鉆石網，天風證券研究所 1.4. 多家機構參與分級規范，培育鉆石國標完成初步構建多家機構參與分級規范，培育鉆石國標完成初步構建 培育鉆石分級的國家標準尚未出臺，但行業內已陸續發布了相關企業標準與團體標準。培育鉆石分級的國家標準尚未出臺，但行業內已陸續發布了相關企業標準與團體標準。近 年來，部分培育鉆石企業以及組織發布行業標準和團體標準，從顏色、凈度、切工、質量 四

29、個維度部分或完全參考天然鉆石 GB/T 16554 標準的 4C 分級體系。其中 2019 年 7 月由 正元韓尚珠寶(深圳)有限公司發布的 Q/ZYHS 001-2019培育鉆石的鑒定與分級 、2020 年 1 月由江蘇省黃金協會發布的 T/JSGA 0022020培育鉆石鑒定與分級 、2020 年 7 月 由北京國首珠寶首飾檢測有限公司發布的 Q/NJC-001-2020合成鉆石鑒定與分級在顏 色、凈度、切工、質量四個維度上均完全參考天然鉆石 GB/T 16554 標準的 4C 分級體系， 其他企業則部分參考天然鉆石 4C 分級體系。 表表 3：天然鉆石天然鉆石 GB/T 16554 標準

30、的標準的 4C 分級分級 4C 級別數級別數 級別級別 顏色 12 D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、N 凈度 5 LC、VVS、VS、SI、P 凈度（細分） 11 FL、IF、VVS、VVS2、VS1、VS2、SI1、SI2、P1、P2、P3 切工 5 極好 （Excellent， 簡寫為 EX） 、 很好 （Very Good， 簡寫為 VG） 、 好 （Good， 簡寫為 G） 、一般（Fair，簡寫為 F） 、差（Poor，簡寫為 P） 質量單位 鉆石的質量單位為克（g） 。鉆石貿易中仍可用“克拉（ct） ”作為克拉 重量單位。1.0000g=5.00ct。 資料來源：培育鉆

31、石網，天風證券研究所 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 10 表表 4：中國部分企業、協會的培育鉆石分級標準中國部分企業、協會的培育鉆石分級標準 時間時間 企業企業 標準標準 顏色顏色 凈度凈度 切工切工 質量質量 2018 年 12 月 深圳市國首金 銀珠寶檢測中 心有限公司 Q/NFTC001-2018 培育鉆石的鑒定 與分級 D、E、F、G、H、 I、J、K 8 個級別 LC、 VVS、 VS 和 SI 等 4 個大級別，FL、IF、 VVS1、VVS2、VS1、 VS2、SI1、SI2 等 8 個 小級別 參考 GB/T 16554（天然 鉆石） 參考 GB/T 16554（天然

32、 鉆石） 2019 年 3 月 河南省力量鉆 石股份有限公 司 Q/411424-H-LLZS 0002-2019 合成鉆 石的校驗和分級 參考 GB/T 16554 （天然鉆石） 參考 GB/T 16554 （天然 鉆石） 未設定 參考 GB/T 16554（天然 鉆石） 2019 年 7 月 正元韓尚珠寶 (深圳)有限公司 Q/ZYHS 001-2019 培育鉆石的鑒定 與分級 參考 GB/T 16554 （天然鉆石） 參考 GB/T 16555 （天然 鉆石） 參考 GB/T 16556（天然 鉆石） 參考 GB/T 16557（天然 鉆石） 2019 年 12 月 國檢中心深圳 珠寶檢

33、驗實驗 室有限公司 Q/NGTC-J-SZ-000 1-2019合成鉆石 鑒定與分級 優白（D*-E*） 、 白（F*-G*） 、微 黃（褐、灰）白 （H*-J*） 、淺黃 （褐、 灰） 白 （J*） 極純凈（VVS*） 、純凈 （VS*） 、 較純凈 （ST*） 、 一般（P*）四個級別 未設定 未設定 2020 年 1 月 鄭州華晶金剛 石股份有限公 司 Q/SC 001-2020 培 育鉆石的鑒定與分 級 D-E、 F-G、 H、 I-J、 1400） 、超高壓（5GPa）的生長環境，促使活性碳原子生長成穩 定的金剛石晶體。 1965 年，鄭州磨料磨具磨削研究所自主研發的我國第一臺人造金

34、剛石合成設備六面 頂壓機投產使用，生產效率較原來國外研發的兩面頂壓機提高近 20 倍，國際知名人造金 剛石生產企業均陸續購買中國生產的大型六面頂壓機替代原有的兩面頂壓機。根據中國機 床工具工業協會超硬材料分會統計，截至 2020 年 12 月 31 日，行業內用于生產金剛石單 晶和培育鉆石的六面頂壓機約為 8000 臺。頂錘作為六面頂壓機的重要配件，安裝在六面 頂壓機活塞前端，加熱時瞬時錘面溫度達 500-600，要求近萬次反復使用壽命。 六面頂壓機合成腔體越大，配件頂錘質量要求越高，人造金剛石合成的產量也越高。六面頂壓機合成腔體越大，配件頂錘質量要求越高，人造金剛石合成的產量也越高。1965

35、 年中國第一臺六面頂壓機單錘噸位為 6MN，近年來單錘噸位已經達到了 62MN，單錘噸位 提高 了 十倍 以 上 ；六 面 頂壓 機 的油 缸 直 徑也 從 最初 的 230mm 發 展 到 如今 的 800mm-1000mm；硬質合金頂錘質量也從不足 3Kg 增大到 50Kg 以上。目前主要企業已 裝機六面頂壓機型號主要包括 650、700、750、鑄造 800 和鍛造 800。 表表 10：不同型號合成設備參數情況及生產效率不同型號合成設備參數情況及生產效率 項目項目 指標名稱指標名稱 800（鍛造（鍛造) 800(鑄造鑄造) 700 650 規格性能 鉸鏈梁材質 鍛造 42CrMo 合金

36、鋼 鑄造 35CrMo 鑄造 35CrMo 鑄造 35CrMo 是否有缸 無缸 無缸 有缸 有缸 油缸直徑( mm) 800 800 700 650 主機重量（T) 60 63 53 46 外形尺寸( mm) 2900*2900*3500 3126*3126*3603 3150*3150*3850 2900*2900*3450 技術參數 單缸推力(MN) 50 45 42 36 活塞行程(mm) 90 125 102 105 開口高度（mm) 930 475 445 444 閉口高度( mm) 750 350 343 339 生產效率生產效率 單產均值單產均值 400-500ct 320ct-

37、360ct 280ct-320ct 200ct 資料來源：力量鉆石招股說明書，天風證券研究所 六面頂壓機型號越先進，原材料的投入轉出率越高。六面頂壓機型號越先進，原材料的投入轉出率越高。隨著先進性合成設備型號的提升，石 墨粉投入轉出率和培育鉆石產量占金屬觸媒粉耗用量的比重也逐步遞增，顯著提升了培育 鉆石產能規模、 生產效率和產品品質。 因此， 合成設備六面頂壓機合型號越高、 腔體越大， 生產效率也就越高。 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 21 圖圖 24：力量鉆石六面頂壓機型號對石墨粉投入產出率影響：力量鉆石六面頂壓機型號對石墨粉投入產出率影響 圖圖 25：壓機型號對培育鉆石產量占金屬

38、觸媒粉耗用量比重影響：壓機型號對培育鉆石產量占金屬觸媒粉耗用量比重影響 資料來源：力量鉆石公告，天風證券研究所 資料來源：力量鉆石公告，天風證券研究所 隨著培育鉆石合成技術越高，合成時間越長，粒度沉積越大。以大顆粒培育鉆石為代表的 中高端產品對企業的研發實力、工藝水平和質量控制提出了較高的要求，進入門檻較高， 競爭相對較小。 從 2000 年開始，中國一直是全球金剛石單晶生產和消費大國，截至 2021 年，我國金剛石 單晶產量占世界總產量的 90%以上，金剛石單晶的生產技術和產品品質已達到世界先進水 平， 這也意味著我國在培育鉆石的產業鏈上游毛胚鉆石生產中占據著顯著優勢。 根據 2018 年全

39、球鉆石行業報告預測，隨著社會經濟和消費者水平不斷提高，全球培育鉆石產量年 均增長率將保持在 15%-20%，2030 年培育鉆石產量規模將達到 1000 萬克拉至 1700 萬 克拉。 圖圖 26：2020 全球主要地區寶石級別培育鉆石毛胚產量（萬克拉）全球主要地區寶石級別培育鉆石毛胚產量（萬克拉） 圖圖 27：2020 全球主要地區寶石級別培育鉆石毛胚產量占比全球主要地區寶石級別培育鉆石毛胚產量占比 資料來源：前瞻產業研究院，天風證券研究所 資料來源：前瞻產業研究院，天風證券研究所 圖圖 28：中國及全球培育鉆石原石市場規模情況：中國及全球培育鉆石原石市場規模情況 2.38% 3.67% 5

40、.66% 2.39% 3.96% 6.74% 7.80% 4.27% 7.17% 8.68% 0.00% 2.00% 4.00% 6.00% 8.00% 10.00% 2017年2018年2019年2020年1-3月 650型700型800型 2.47% 3.67% 5.66% 2.57% 3.97% 6.74% 7.80% 4.27% 7.17% 8.68% 0.00% 2.00% 4.00% 6.00% 8.00% 10.00% 2017年2018年2019年2020年1-3月 650型700型800型 100 50 20 300 100 150 0 50 100 150 200 250

41、300 350 13.89% 6.94% 2.78% 41.67% 13.89% 20.83% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 22 資料來源：前瞻產業研究院，天風證券研究所 以力量鉆石為例， 2018-2020 年其培育鉆石產能突飛猛進， 產能利用率長期保持 96%以上， 2020 年平均單臺壓機年度培育鉆石產能已達到 1800 克拉，產銷率也已突破 100%。 表表 11：力量鉆石六面壓機培育鉆石產能、產銷情況力量鉆石六面壓機培育鉆石產能、產銷情況 萬克拉萬克拉 2018 年年 2019 年年 2020 年

42、年 1 當期實際使用壓機平均臺數（臺） 38.58 78.42 79.25 2 單臺六面頂壓機每年產出合成柱的數量 （柱） 111.6 90 44.99 3 單柱理論產量(克拉/柱) 14.88 18.26 39.58 4 產能產能=1*2*3/10000 6.4 12.88 14.11 單臺壓機年度培育鉆石產能單臺壓機年度培育鉆石產能=4/1(萬克拉萬克拉/臺臺) 0.17 0.16 0.18 產量（萬克拉） 6.15 12.81 13.64 銷量（萬克拉） 5.39 15.38 13.7 產能利用率產能利用率 96.02% 99.42% 96.67% 產銷率 86.38% 120.63%

43、106.04% 資料來源：力量鉆石招股說明書，天風證券研究所 2.1.4. 上游毛胚鉆生產商毛利率水平在上游毛胚鉆生產商毛利率水平在 60%左右，可與天然鉆石毛胚鉆毛利率持平左右，可與天然鉆石毛胚鉆毛利率持平 全球范圍內，越來越多的金剛石生產商、鉆石品牌運營商開始大力投入培育鉆石的技術研全球范圍內，越來越多的金剛石生產商、鉆石品牌運營商開始大力投入培育鉆石的技術研 發、商業化生產、市場培育和銷售渠道建設，充分挖掘培育鉆石的市場價值。發、商業化生產、市場培育和銷售渠道建設，充分挖掘培育鉆石的市場價值。培育鉆石市 場尚處于成長階段，目前 A 股已上市公司中并無專門生產培育鉆石的公司，中兵紅箭、黃

44、河旋風等亦未對外公開披露培育鉆石產品單位成本，因此本文主要以力量鉆石的培育鉆石 利潤情況進行分析，以此來推測行業整體利潤水平。 力量鉆石的培育鉆石業務 2018-2020 年單位成本為 124.5 元/克拉、88.55 元/克拉、90.43 元/克拉，整體呈現下降趨勢；2018-2020 年毛利率分別為 48.49%、61.21%、66.82%，呈上 升趨勢。近三年培育鉆石的銷售均價在 250 元左右上下浮動，迎來利潤空間。由于各公司 的培育鉆石原材料使用及成本差異不大，可推測上游毛胚鉆生產商的大致平均毛利率水平 近兩年在 60%左右。全球天然鉆石上游毛胚鉆生產商的毛利率也在 60%以上，可見

45、培育鉆 石上游產業鏈價值已經可以與天然鉆石媲美。 圖圖 29：力量鉆石培育鉆石銷售收入情況：力量鉆石培育鉆石銷售收入情況 圖圖 30：力量鉆石培育鉆石銷售量情況：力量鉆石培育鉆石銷售量情況 83 119 158 201 247 295 167 212 255 296 334 368 49.7% 56.1% 62.0% 67.9% 74.0% 80.2% 0.0% 20.0% 40.0% 60.0% 80.0% 100.0% 0 50 100 150 200 250 300 350 400 20202021E2022E2023E2024E2025E 中國培育鉆石原石市場規模（萬克拉）全球培育鉆石

46、原石市場規模（萬克拉） 中國占全球的比例 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 23 資料來源：力量鉆石招股說明書，天風證券研究所 資料來源：力量鉆石招股說明書，天風證券研究所 圖圖 31：力量鉆石培育鉆石銷售均價：力量鉆石培育鉆石銷售均價 圖圖 32：力量鉆石培育鉆石單位成本及毛利率情況：力量鉆石培育鉆石單位成本及毛利率情況 資料來源：力量鉆石招股說明書，天風證券研究所 資料來源：力量鉆石招股說明書，天風證券研究所 培育鉆石品級越高，銷售均價越高。培育鉆石品級越高，銷售均價越高。不同類別的產品，其價格差異也非常大，以 2020 年 度為例，特等品培育鉆石、一等品培育鉆石、其他品級培育鉆石銷

47、售價格分別為 792.67 元/克拉、533.79 元/克拉和 129.15 元/克拉，整體均價為 272.56 元/克拉，2020 年實現毛 利率 66.82%。培育鉆石市場需求處于快速崛起階段，銷售數量穩步上升，同時 3 克拉、4 克拉、5 克拉及以上大顆粒培育鉆石的產量、銷量占比明顯上升，大顆粒培育鉆石銷售價 格和毛利率較高。 圖圖 33：力量鉆石各等級培育鉆石銷售均價（元：力量鉆石各等級培育鉆石銷售均價（元/克拉）克拉） 圖圖 34：力量鉆石各等級培育鉆石各等級銷售占比：力量鉆石各等級培育鉆石各等級銷售占比 資料來源：力量鉆石招股說明書，天風證券研究所 資料來源：力量鉆石招股說明書，天

48、風證券研究所 1302.61 3511.12 3734.1 169.54% 6.35%0% 50% 100% 150% 200% 0 1000 2000 3000 4000 201820192020 銷售收入（萬元）yoy 5.39 15.38 13.7 185.34% -10.92% -5 0 5 10 15 20 201820192020 銷售量（萬克拉）yoy 241.67 228.29 272.56 -5.54% 185.34% -50% 0% 50% 100% 150% 200% 200 210 220 230 240 250 260 270 280 201820192020 銷售均

49、價（元/克拉）yoy 124.5 88.55 90.43 48.49% 61.21% 66.82% 0.00% 10.00% 20.00% 30.00% 40.00% 50.00% 60.00% 70.00% 80.00% 0 20 40 60 80 100 120 140 201820192020 單位成本（元/克拉）毛利率 241.67 77.19 299.73 371.16 228.29 109.2 302.75 441.7 272.56 129.15 533.79 792.67 02004006008001000 合計 其他 一等 特等 202020192018 49.19% 39.1

50、9% 11.62% 24.85% 52.33% 22.82% 11.46% 56.75% 31.79% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 特等占比一等占比其他占比 201820192020 請務必閱讀正文之后的信息披露和免責申明 24 結合上游毛胚鉆發展現狀，總結培育鉆石上游產業鏈未來的發展趨勢及方向： 1）隨著高溫高壓法（）隨著高溫高壓法（HTHP）所使用的合成設備六面頂壓機型號的提升及產能的擴充，培）所使用的合成設備六面頂壓機型號的提升及產能的擴充，培 育鉆石在育鉆石在 1-5ct 領域的產能也將得到進一步的拓展。領域的產能也將得到進一步的拓展。根據中國機床工具工業協會