2024年中國人造金剛石行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈圖譜、企業(yè)競爭格局及未來趨勢分析：中國人造金剛石八成產(chǎn)自河南，高端金剛石產(chǎn)品仍是行業(yè)的重要突破方向[圖]

內容概要：從2000年開始，我國便成為全球最大人造金剛石生產(chǎn)國，2010年產(chǎn)量突破100億克拉，進一步鞏固了我國在全球人造金剛石市場中的領先地位。到2023年，我國金剛石產(chǎn)量增至165.97億克拉，占全球總產(chǎn)量的90%以上。

關鍵詞：人造金剛石產(chǎn)業(yè)鏈、人造金剛石發(fā)展現(xiàn)狀、人造金剛石競爭格局

一、人造金剛石行業(yè)概述

金剛石就是人們常說的鉆石，是一種由純碳組成的礦物，也是自然界中最堅硬的物質。自18世紀證實了金剛石是由純碳組成的以后，人們就開始了對人造金剛石的研究。1955年，美國科學家霍爾等在1650℃和95000個大氣壓下，合成了金剛石，這是人類歷史上第一次合成人造金剛石成功。利用靜態(tài)超高壓（50～100kb，即5～10GPa）和高溫（1100～3000℃）技術，通過石墨等碳質原料和某些金屬（合金）反應的產(chǎn)物即為人造金剛石，其典型晶態(tài)為立方體（六面體）、八面體和六-八面體以及它們的過渡形態(tài)。隨著高溫高壓技術的發(fā)展，人造單晶金剛石最大尺寸已經(jīng)可以做到8mm。到20世紀70年代開發(fā)的金屬燒結聚晶金剛石（PCD），人工合成金剛石材料已經(jīng)成為自然單晶金剛石的唯一替代物。

人造金剛石的具體方法多達十幾種。按所用技術的特點可歸納為高溫高壓法（靜壓法）、爆炸法（動壓法）和化學氣相沉積法（CVD法）等三種方法。按金剛石的形成特點可歸納為直接、熔媒等方法。其中高溫高壓法，也稱為靜壓法，是最早實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化的人造金剛石制造方法。這種方法是通過將含有金屬鐵和碳源（如甲醇）的粉末混合物置于溫度高達1500℃、壓力高達6GPa的設備中，在高壓下形成石墨和鉆石共存狀態(tài)，從而合成大顆粒的合成金剛石單晶?。化學氣相沉積法（CVD法）采用甲烷和氫氣作為前驅體，在高溫（約1000℃）和常壓或低壓條件下，通過氣相外延的方式在單晶金剛石襯底上生長金剛石。CVD法可以制備純度較高、尺寸較大的金剛石顆?；蚪饎偸ぃ哂懈呒兌群蛢?yōu)異的電學性質。常用的CVD制備技術包括熱絲化學氣相沉積（HFCVD）、直流輔助等離子體化學氣相沉積（DC-PACVD）、微波等離子體化學氣相沉積（MPCVD）和直流電弧等離子體噴射化學氣相沉積（DC Arc Plasma Jet CVD）等。其中，MPCVD法是目前研究和制備金剛石及薄膜的主流方法，具有微波能量無污染、氣體原料純凈等優(yōu)勢。熔媒法是指用靜態(tài)超高壓（50～100kb，即5～10GPa）和高溫（1100～3000℃）技術通過石墨等碳質原料和某些金屬（合金）反應生成金剛石。在工業(yè)上顯出重要應用價值的主要是靜壓熔媒法。

相關報告：智研咨詢發(fā)布的《中國人造金剛石行業(yè)全景調研及競爭格局預測報告》

二、人造金剛石產(chǎn)業(yè)鏈

人造金剛石產(chǎn)業(yè)鏈上游為石墨粉、金屬觸媒、金屬粉、葉臘石粉、白云石粉等主要原輔料以及冷軋鋼板、熱軋鋼板、硬質合金頂錘等生產(chǎn)工具。中游主要涉及人造金剛石單晶及微粉的合成、PDC聚晶復合片及聚晶的生產(chǎn)。人造金剛石憑借其具有耐磨性高，抗沖擊韌性強，熱穩(wěn)定性好和結構致密均勻等優(yōu)質性能，下游應用廣泛，涵蓋珠寶首飾、石材加工、航空航天、電力電子、機械加工、醫(yī)藥等眾多領域。伴隨著下游金剛石制品企業(yè)產(chǎn)品升級和應用領域拓展，客戶對人造金剛石的品質和極限性能提出了更高的要求，進一步推動人造金剛石高質量發(fā)展。

三、人造金剛石發(fā)展現(xiàn)狀

1963年，中國第一顆人造金剛石在北京研制成功。這一突破性成就不僅標志著中國在材料科學領域邁出了堅實的一步，更為后續(xù)人造金剛石產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅實的基礎。此后經(jīng)過60多年的發(fā)展，我國已基本形成完整的人造金剛石產(chǎn)業(yè)體系。從2000年開始，我國便成為全球最大人造金剛石生產(chǎn)國，2010年產(chǎn)量突破100億克拉，進一步鞏固了我國在全球人造金剛石市場中的領先地位。到2023年，我國金剛石產(chǎn)量增至165.97億克拉，占全球總產(chǎn)量的90%以上。其中，單晶金剛石是由具有飽和性和方向性的共價鍵結合起來的晶體，是金剛石晶體中最常見的類型，2023年產(chǎn)量達84.5億拉克，占總產(chǎn)量的51%。現(xiàn)今，科技的持續(xù)進步和工業(yè)水平的不斷發(fā)展對工業(yè)金剛石提出了許多更高更新的要求，對高品級和特種金剛石的需求不斷擴大，為我國人造金剛石產(chǎn)業(yè)帶來了新的發(fā)展機遇。

工業(yè)用人造金剛石早期由歐美等國家壟斷，產(chǎn)品價格居高不下，可達100美元/克拉。2001年，我國中南鉆石通過自主研發(fā)突破了粉末觸媒關鍵技術，開啟了人造金剛石快速發(fā)展道路，因產(chǎn)量大幅提升市場價格快速下降。2020年起，受光伏、消費電子、新能源汽車制造等高端制造領域快速增長需求，以及培育鉆石對人造金剛石帶來的產(chǎn)能擠壓，工業(yè)用人造金剛石供不應求，后續(xù)有望維持高位甚至進一步上升。2023年，我國人造金剛石行業(yè)市場規(guī)模約47.02億元。

四、人造金剛石企業(yè)競爭格局

在全球超硬材料產(chǎn)業(yè)中，中國河南省具有顯著的規(guī)模優(yōu)勢和完善的產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，并形成了“世界金剛石看中國，中國金剛石看河南”的發(fā)展格局。據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，目前，我國人造金剛石產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的95%，而河南人造金剛石產(chǎn)量約占全國的80%；河南金剛石、培育鉆石產(chǎn)量均占全國的80%左右。河南省也是我國人造金剛石的重要產(chǎn)業(yè)基地，擁有多家揚名國際的金剛石龍頭企業(yè)，如鄭州三磨所、四方達、力量鉆石、惠豐鉆石、黃河旋風和中南鉆石等，并形成千億級人造金剛石產(chǎn)業(yè)集群。此外，我國北京市、湖南省等地區(qū)也存在具備代表性的上市企業(yè)，如沃爾德等。從企業(yè)營收規(guī)模和品牌競爭力來看，我國已形成“中南鉆石與黃河旋風兩家企業(yè)為主，多家企業(yè)持續(xù)發(fā)力”的市場格局。頭部企業(yè)在資本實力、企業(yè)核心技術、生產(chǎn)規(guī)模等方面具有顯著優(yōu)勢。

五、中國人造金剛石行業(yè)發(fā)展趨勢研判

1、技術水平向國際高端金剛石靠攏

近年來，納米金剛石的誕生推動金剛石朝超微細方向發(fā)展。納米金剛石不僅具有金剛石的固有特性，且兼具納米材料小尺寸效應、大比表面積效應等一般共性，適用于各種微型器件及生產(chǎn)工具制造。同時，部分工業(yè)發(fā)達國家正致力于研制超硬金剛石來滿足不同工業(yè)領域的應用，美國、日本、俄羅斯、法國、德國等國家在超硬材料領域的基礎科學研究處于世界領先水平。未來，隨著人造金剛石生產(chǎn)工藝不斷改進，超微細金剛石、超硬金剛石研發(fā)將成為中國人造金剛石行業(yè)的必然發(fā)展方向。

2、自主創(chuàng)新能力持續(xù)上升

目前，我國高端金剛石產(chǎn)品產(chǎn)量較低導致進口高端金剛石產(chǎn)品價格昂貴，倒逼中國金剛石企業(yè)提高自主創(chuàng)新能力。而中國金剛石行業(yè)內僅龍頭企業(yè)具備資金優(yōu)勢，注重自主創(chuàng)新，但龍頭企業(yè)數(shù)量少、產(chǎn)量小，難以滿足高端市場的需求。未來，我國將聚焦于人造金剛石創(chuàng)新發(fā)展方向，針對核心技術突破推出鼓勵政策，提供金融支持，增強國內企業(yè)自主創(chuàng)新能力，推動國產(chǎn)人造金剛石產(chǎn)品應用拓展，打破海外壟斷現(xiàn)狀。

3、行業(yè)標準日益完善

伴隨人造金剛石研發(fā)技術不斷提高，新型金剛石產(chǎn)品種類增多，對行業(yè)產(chǎn)品質量檢測標準提出更高要求。人造金剛石行業(yè)自1973年開始進行標準研究并提出草案，1979年第一個行業(yè)標準《人造金剛石》誕生，開啟了行業(yè)產(chǎn)品標準制修訂的序幕。經(jīng)過三十多年發(fā)展，中國涉及超硬材料及其制品的現(xiàn)行國家與行業(yè)標準已逐漸完善，為規(guī)范行業(yè)產(chǎn)品和推動行業(yè)發(fā)展起到巨大作用。未來，中國金剛石行業(yè)內企業(yè)數(shù)量持續(xù)增長，產(chǎn)品種類、規(guī)格、質量、售價等不盡相同?；诖耍覈鴮⒊掷m(xù)完善行業(yè)執(zhí)行標準，針對行業(yè)惡性競爭作出打擊措施，推動行業(yè)健康發(fā)展。

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢（yhcgw.cn）發(fā)布的《中國人造金剛石行業(yè)全景調研及競爭格局預測報告》。智研咨詢是中國領先產(chǎn)業(yè)咨詢機構，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務。您可以關注【智研咨詢】公眾號，每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。