人造金剛石的優勢（人造金剛石的機會）

2023-09-23 00:43:42 2

最近發現一個與半導體投資邏輯很相似的小眾賽道——人造金剛石，短期「缺貨漲價」是主旋律，中長期都呈現「技術更迭與國產替代」邏輯，今天就聊聊這個「硬傢伙」的兩大種類以及它們背後的投資邏輯。

1.兩大種類

根據終端應用領域的不同，人造金剛石產品主要分為兩大類，工業級金剛石和培育鑽石。

顧名思義，工業級金剛石廣泛用於工業生產，是磨削、鑽探以及機械電子加工工具的原材料；而培育鑽石對標的是天然鑽石，二者物理化學特性完全相同，都是真鑽石，只不過一個來自實驗室，一個來自大自然。

就生產技術而言，人造金剛石產品的生產方法有兩種，高溫高壓法（HPHT）和化學氣相沉積法（CVD），兩者原理不同，產品特性不同，因此無法相互替代。

高溫高壓法的原理是模擬天然鑽石的生長過程，純淨的碳粉被壓縮進一個生長膠囊，然後被放置在模擬地下環境的培養倉中，碳原子在這種高溫高壓環境下相互連接形成結晶。

而化學氣相沉積法是將一片金剛石薄片放在真空生長室中，然後在真空室中充入氮氣、甲烷和氫氣，在高溫低壓環境中，這些氣體提供的碳原子會在薄片上一層一層沉積，進而形成均勻的晶體塗層。

培育鑽石方面，高溫高壓法的培育周期短、成本低且顏色易控制，但純淨度稍差，只適合生產1-5克拉的小鑽石；化學氣相沉積法雖然合成速度慢、成本高且需要後期改色，但好在純淨度高，可以生產5克拉以上的大鑽石。

工業級金剛石方面，高溫高壓法生產的金剛石單晶及微粉，主要用於鋸切、鑽進和磨削等工具性產品的製造；而化學氣相沉積法生產的金剛石單晶，則多用於高科技領域，如晶片、傳感器、大功率雷射器件和極端環境探測器等功能性產品的製造。

兩種生產方法中，中國在高溫高壓法上佔據全球主導，既有一流的技術，又有規模成本優勢，這也助力我國成為全球最大的人造金剛石生產國，在工業級金剛石上供應著全球九成以上的金剛石單晶產量，在培育鑽石上供應著全球一半的培育鑽石毛坯產量。

2.投資邏輯

鋪墊了這麼多，知道了兩種生產方法對應的產品特性，以及我國在哪種方法佔據優勢，那麼人造金剛石生產商的投資邏輯就相對好理解了。

短期「缺貨漲價」邏輯——

短期看，培育鑽石和工業級金剛石都面臨供不應求的狀況，培育鑽石下遊需求爆發，加上俄烏危機催化，股價已經漲過一波，而培育鑽石的高景氣度可能會擠壓工業級金剛石的產能，供不應求下將呈現漲價邏輯。

為什麼說培育鑽石需求旺盛？從兩個數據中可以找到答案。

從主要生產商的業績看，2021年，力量鑽石淨利潤翻了近2.3倍，中兵紅箭淨利潤預計同比增長63.90%-78.47%，黃河旋風有望大幅扭虧為盈。

由於印度在中遊加工環節絕對壟斷，擁有全球95%的市場份額，因此它的進出口數據也能驗證下遊需求的旺盛程度。

去年全年，印度培育鑽石毛坯進口額同比翻了1.5倍還多，裸鑽出口額也翻了一倍以上。到了今年，高景氣度繼續延續，1月份，印度培育鑽石毛坯進口額同比增長77.3%，裸鑽出口額同比增長69.5%。

而俄烏危機又添了一把火。俄羅斯是天然鑽石的最大生產國和出口國，佔據全球32%的天然鑽石毛胚產量，如果受到制裁，會對全球天然鑽石的供給產生影響。

作為天然鑽石的替代品，培育鑽石的需求有望大幅提升，並且今年以來，全球前兩大天然鑽石開採商都在漲價，而天然鑽石的價格對培育鑽石有一定支撐作用，所以，量價齊升的預期下，我國作為培育鑽石毛胚的第一大生產國，國內生廠商自然率先受益。

消費時尚領域，天然鑽石可以和培育鑽石形成互補，但工業用金剛石几乎全部是人造金剛石，畢竟作為各種工具的原材料，天然金剛石又少又貴，用起來實屬不划算。

雖然工業金剛石和培育鑽石是兩種不同的產品，但生產所用到的壓機相同，只需在工藝配方上進行簡單切換即可，加上我國人造金剛石生產商高度集中，四家頭部企業，中南鑽石、黃河旋風、豫金剛石和力量鑽石，佔據國內金剛石單晶七成以上的市場份額。

這就意味著，考慮到培育鑽石訂單不斷，以及60%左右的高毛利，生產商有動力將原本生產工業金剛石的機器轉去生產培育鑽石，而供給集中又使得擴產速度慢。在工業需求相對穩定，但供給被壓縮的情況下，工業金剛石價格有望開啟上行趨勢，由於成本端幾乎不變，漲價直接帶來的就是利潤的提升。

力量鑽石在2021年年報中也提到，培育鑽石的需求迅速增長，國內主流生產商大幅增加培育鑽石的生產力度，但新產能建設進度緩慢，導致工業用金剛石產能大幅降低，加上光伏、新能源、消費電子領域對工業金剛石的需求增加，市場供應緊張下，銷售價格明顯上漲。

小結一下，無論是培育鑽石還是工業金剛石，短期都供不應求，培育鑽石是供給相對穩定，需求爆發造成的供不應求，而工業金剛石是需求相對穩定，供給被擠壓導致的供不應求，供不應求下產品有望漲價，在成本變化不大的情況下，主流生產商直接受益。

中長期「技術更迭與國產替代」邏輯——

中長期看，培育鑽石憑藉品質、性價比和環保等多方面優勢，在當前滲透率很低的情況下，未來對天然鑽石的替代空間還很大；而工業金剛石除了在新能源和消費電子等方面有新增需求外，通過補足技術短板，在軍工、半導體等高端製造領域有望開拓新的應用。

目前已探明的天然鑽石儲量約25億克拉，看起來很多，但其實1克拉只有0.2克，25億克拉也就對應500噸，況且有300多噸已經被開採，剩下還有一半不到，所以近年來，全球天然鑽石毛胚產量持續下降，而且降幅有逐年擴大的趨勢。

2018年至2020年，全球天然鑽石毛胚產量的同比降幅已由3.29%大幅擴大至23.02%。而天然鑽石產量下降的同時，下遊需求卻快速增長，那麼培育鑽石自然成了接棒主力。

與天然鑽石相比，培育鑽石培育周期短，成色和尺寸在培育過程中也好控制，品質能夠快速迎合市場需求，雖然品質相同，但零售價格只有天然鑽石的35%左右；環保方面，培育鑽石的碳排放量僅為開採鑽石的十五億分之一，耗水量僅為天然鑽石的六十九億分之一，更符合當下「碳中和」的發展目標。

全球範圍內，美國和中國是培育鑽石下遊零售的前兩大市場，前者佔80%，後者佔10%，但看看這兩大市場的滲透率，2020年，美國只有9.6%，中國連美國的一半都不到，僅為4%。

這麼看，如果國內生產商在化學氣相沉積法上有所突破，就能彌補在高純度大克拉鑽石上的市場缺口，隨著年輕一代消費者認知接受度的提高，未來培育鑽石對天然鑽石的替代空間還很大！

前面講生產技術時提到，我國擅長高溫高壓法，用這種方法生產的工業金剛石適合建築工程、勘探採礦和機械製造等應用場景，其中值得注意的是光伏的金剛線切割。無論是風光大基地的集中式光伏，還是整縣推進的分布式光伏，都有力支撐起「十四五」、「十五五」期間的裝機量，作為矽片切割的必備，金剛線未來的應用空間不用多說。

雖然高溫高壓法上全球領先，但化學氣相沉積法上，我國還處於研發階段，只有國機精工、四方達等少數廠商布局，全球市場份額主要集中在美國和印度手中。

而用化學氣相沉積法生產的金剛石單晶恰恰適合應用於高端製造領域，比如半導體產業的集成電路、超高頻大功率電子器件，生物科技產業的生物傳感器，以及航天航空產業的各種極端環境探測器等等。如果能夠實現國產替代，這些產業的空間也不用多說。

目前，我國生產商也在朝這個方向努力，以力量鑽石為例，公司將納米金剛石、光學窗口材料、高性能散熱材料以及半導體材料作為未來的研發方向。

最後總結一下，短期看，培育鑽石和工業金剛石在供不應求下都呈現漲價邏輯，而長期看，如果能夠實現化學氣相沉積法的技術突破，培育鑽石對天然鑽石的替代空間巨大，工業金剛石的應用也可以向半導體、軍工等高端製造領域拓展。

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來源：飛鯨投研