人造金刚石的优势（人造金刚石的机会）

最近发现一个与半导体投资逻辑很相似的小众赛道——人造金刚石，短期“缺货涨价”是主旋律，中长期都呈现“技术更迭与国产替代”逻辑，今天就聊聊这个“硬家伙”的两大种类以及它们背后的投资逻辑。

1.两大种类

根据终端应用领域的不同，人造金刚石产品主要分为两大类，工业级金刚石和培育钻石。

顾名思义，工业级金刚石广泛用于工业生产，是磨削、钻探以及机械电子加工工具的原材料；而培育钻石对标的是天然钻石，二者物理化学特性完全相同，都是真钻石，只不过一个来自实验室，一个来自大自然。

就生产技术而言，人造金刚石产品的生产方法有两种，高温高压法（HPHT）和化学气相沉积法（CVD），两者原理不同，产品特性不同，因此无法相互替代。

高温高压法的原理是模拟天然钻石的生长过程，纯净的碳粉被压缩进一个生长胶囊，然后被放置在模拟地下环境的培养仓中，碳原子在这种高温高压环境下相互连接形成结晶。

而化学气相沉积法是将一片金刚石薄片放在真空生长室中，然后在真空室中充入氮气、甲烷和氢气，在高温低压环境中，这些气体提供的碳原子会在薄片上一层一层沉积，进而形成均匀的晶体涂层。

培育钻石方面，高温高压法的培育周期短、成本低且颜色易控制，但纯净度稍差，只适合生产1-5克拉的小钻石；化学气相沉积法虽然合成速度慢、成本高且需要后期改色，但好在纯净度高，可以生产5克拉以上的大钻石。

工业级金刚石方面，高温高压法生产的金刚石单晶及微粉，主要用于锯切、钻进和磨削等工具性产品的制造；而化学气相沉积法生产的金刚石单晶，则多用于高科技领域，如芯片、传感器、大功率激光器件和极端环境探测器等功能性产品的制造。

两种生产方法中，中国在高温高压法上占据全球主导，既有一流的技术，又有规模成本优势，这也助力我国成为全球最大的人造金刚石生产国，在工业级金刚石上供应着全球九成以上的金刚石单晶产量，在培育钻石上供应着全球一半的培育钻石毛坯产量。

2.投资逻辑

铺垫了这么多，知道了两种生产方法对应的产品特性，以及我国在哪种方法占据优势，那么人造金刚石生产商的投资逻辑就相对好理解了。

短期“缺货涨价”逻辑——

短期看，培育钻石和工业级金刚石都面临供不应求的状况，培育钻石下游需求爆发，加上俄乌危机催化，股价已经涨过一波，而培育钻石的高景气度可能会挤压工业级金刚石的产能，供不应求下将呈现涨价逻辑。

为什么说培育钻石需求旺盛？ 从两个数据中可以找到答案。

从主要生产商的业绩看，2021年，力量钻石净利润翻了近2.3倍，中兵红箭净利润预计同比增长63.90%-78.47%，黄河旋风有望大幅扭亏为盈。

由于印度在中游加工环节绝对垄断，拥有全球95%的市场份额，因此它的进出口数据也能验证下游需求的旺盛程度。

去年全年，印度培育钻石毛坯进口额同比翻了1.5倍还多，裸钻出口额也翻了一倍以上。到了今年，高景气度继续延续，1月份，印度培育钻石毛坯进口额同比增长77.3%，裸钻出口额同比增长69.5%。

而俄乌危机又添了一把火。俄罗斯是天然钻石的最大生产国和出口国，占据全球32%的天然钻石毛胚产量，如果受到制裁，会对全球天然钻石的供给产生影响。

作为天然钻石的替代品，培育钻石的需求有望大幅提升，并且今年以来，全球前两大天然钻石开采商都在涨价，而天然钻石的价格对培育钻石有一定支撑作用，所以，量价齐升的预期下，我国作为培育钻石毛胚的第一大生产国，国内生厂商自然率先受益。

消费时尚领域，天然钻石可以和培育钻石形成互补，但工业用金刚石几乎全部是人造金刚石，毕竟作为各种工具的原材料，天然金刚石又少又贵，用起来实属不划算。

虽然工业金刚石和培育钻石是两种不同的产品，但生产所用到的压机相同，只需在工艺配方上进行简单切换即可，加上我国人造金刚石生产商高度集中，四家头部企业，中南钻石、黄河旋风、豫金刚石和力量钻石，占据国内金刚石单晶七成以上的市场份额。

这就意味着，考虑到培育钻石订单不断，以及60%左右的高毛利，生产商有动力将原本生产工业金刚石的机器转去生产培育钻石，而供给集中又使得扩产速度慢。在工业需求相对稳定，但供给被压缩的情况下，工业金刚石价格有望开启上行趋势，由于成本端几乎不变，涨价直接带来的就是利润的提升。

力量钻石在2021年年报中也提到，培育钻石的需求迅速增长，国内主流生产商大幅增加培育钻石的生产力度，但新产能建设进度缓慢，导致工业用金刚石产能大幅降低，加上光伏、新能源、消费电子领域对工业金刚石的需求增加，市场供应紧张下，销售价格明显上涨。

小结一下，无论是培育钻石还是工业金刚石，短期都供不应求，培育钻石是供给相对稳定，需求爆发造成的供不应求，而工业金刚石是需求相对稳定，供给被挤压导致的供不应求，供不应求下产品有望涨价，在成本变化不大的情况下，主流生产商直接受益。

中长期“技术更迭与国产替代”逻辑——

中长期看，培育钻石凭借品质、性价比和环保等多方面优势，在当前渗透率很低的情况下，未来对天然钻石的替代空间还很大；而工业金刚石除了在新能源和消费电子等方面有新增需求外，通过补足技术短板，在军工、半导体等高端制造领域有望开拓新的应用。

目前已探明的天然钻石储量约25亿克拉，看起来很多，但其实1克拉只有0.2克，25亿克拉也就对应500吨，况且有300多吨已经被开采，剩下还有一半不到，所以近年来，全球天然钻石毛胚产量持续下降，而且降幅有逐年扩大的趋势。

2018年至2020年，全球天然钻石毛胚产量的同比降幅已由3.29%大幅扩大至23.02%。而天然钻石产量下降的同时，下游需求却快速增长，那么培育钻石自然成了接棒主力。

与天然钻石相比，培育钻石培育周期短，成色和尺寸在培育过程中也好控制，品质能够快速迎合市场需求，虽然品质相同，但零售价格只有天然钻石的35%左右；环保方面，培育钻石的碳排放量仅为开采钻石的十五亿分之一，耗水量仅为天然钻石的六十九亿分之一，更符合当下“碳中和”的发展目标。

全球范围内，美国和中国是培育钻石下游零售的前两大市场，前者占80%，后者占10%，但看看这两大市场的渗透率，2020年，美国只有9.6%，中国连美国的一半都不到，仅为4%。

这么看，如果国内生产商在化学气相沉积法上有所突破，就能弥补在高纯度大克拉钻石上的市场缺口，随着年轻一代消费者认知接受度的提高，未来培育钻石对天然钻石的替代空间还很大！

前面讲生产技术时提到，我国擅长高温高压法，用这种方法生产的工业金刚石适合建筑工程、勘探采矿和机械制造等应用场景，其中值得注意的是光伏的金刚线切割。无论是风光大基地的集中式光伏，还是整县推进的分布式光伏，都有力支撑起“十四五”、“十五五”期间的装机量，作为硅片切割的必备，金刚线未来的应用空间不用多说。

虽然高温高压法上全球领先，但化学气相沉积法上，我国还处于研发阶段，只有国机精工、四方达等少数厂商布局，全球市场份额主要集中在美国和印度手中。

而用化学气相沉积法生产的金刚石单晶恰恰适合应用于高端制造领域，比如半导体产业的集成电路、超高频大功率电子器件，生物科技产业的生物传感器，以及航天航空产业的各种极端环境探测器等等。如果能够实现国产替代，这些产业的空间也不用多说。

目前，我国生产商也在朝这个方向努力，以力量钻石为例，公司将纳米金刚石、光学窗口材料、高性能散热材料以及半导体材料作为未来的研发方向。

最后总结一下，短期看，培育钻石和工业金刚石在供不应求下都呈现涨价逻辑，而长期看，如果能够实现化学气相沉积法的技术突破，培育钻石对天然钻石的替代空间巨大，工业金刚石的应用也可以向半导体、军工等高端制造领域拓展。

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来源：飞鲸投研