培育钻石行业研究：生产端坚定看好高温高压法长期发展前景
1. 养殖钻石概述
1.1.性质与天然钻石相同，肉眼无差异，需专业检测设备方可鉴别
培育钻石是人造钻石制造技术进步的产物，我国是人造钻石最大的生产国。钻石是由碳组成的矿物，是石墨的同素异形体，按形成方式可分为天然钻石和人造钻石。天然钻石是不可再生资源，在世界仅分布于少数地区，全球年产量约1亿克拉，但其中仅有20%左右可作为首饰使用。由于矿产储量少，开采难度大，成本高，开采过程对生态环境破坏程度大，不能广泛应用于工业领域。人造钻石是采用科学手段，人工模拟天然钻石的生长环境和结晶过程而合成的钻石晶体，与天然钻石相比，培育周期较短，成本相对较低。
我国是人造钻石最大的生产国，2020年全球人造钻石年产量超过200亿克拉，其中我国占比95%。工业用钻石中，符合一定颜色、重量、纯度标准的大型宝石级钻石单晶可作为养殖钻石用于消费领域。据贝恩统计，2020年全球养殖钻石产量约720万克拉，养殖钻石渗透率仅为6%左右。随着合成技术的不断突破和养殖钻石市场的日趋成熟，养殖钻石逐渐渗透到消费市场。
人造钻石与天然钻石都具有相同的碳基化学组成，与市场上常见的仿制钻石如立方氧化锆和莫桑石不同。两者都是纯碳晶体，呈现出相同的立方晶体石形态。区别在于形成方式：人造钻石主要通过高温高压（HPHT）和化学气相沉积（CVD）等科学方法在实验室中人工合成，周期为数月甚至短至数周，而天然钻石则是在地球深处高压高温下经过数十亿年自然形成的。人造钻石和天然钻石的化学成分、颜色、净度等物理特性和光学特性完全相同，晶体结构完整性、透明度、折射率、色散等也与天然钻石相当。两者都被公认为真钻石。立方氧化锆和莫桑石也是在实验室中制成的，但它们不是由碳原子组成的，不能算是真钻石。 锆石的折射率比钻石低，没有真钻石那样耀眼的光彩，同时硬度也比钻石低很多，只有8分，而钻石的硬度是10分，所以随着佩戴和使用，经常会出现划痕和磨损。莫桑石的折射率较高，在2.65-2.69之间，硬度在9-9.5之间，还是比钻石低。
1.2.培育钻石已获得国内外权威鉴定机构的认可，鉴定标准与天然钻石一致。
国内外对养殖钻石的认证体系日趋完善，引导行业规范发展，促进商品流通。消费者肉眼难以区分品质相似的钻石，因此消费者在购买过程中通常需要根据权威机构出具的鉴定报告来判断钻石产品质量。目前，国内外权威的钻石鉴定机构均已提供养殖钻石鉴定服务。
海外：2015年，国际标准化组织（ISO）在《珠宝-钻石行业消费者信心报告》中明确将合成钻石（）与实验室培育钻石（-grown）作为同义词；2018年，美国联邦贸易委员会（FTC）调整钻石定义，将实验室培育钻石纳入钻石的一般类别；2019年2月，欧亚经济联盟推出养殖钻石的HS编码；2019年3月，GIA更新了实验室培育钻石证书术语； 目前，国际三大权威珠宝鉴定机构美国宝石学院（GIA）、国际宝石学院（IGI）及比利时钻石高级理事会（HRD）均提供养殖钻石鉴定服务，且均遵循国际公认的天然钻石4C标准，即颜色（Color）、净度（Cut）、切工（Cut）、克拉重量（Carat）鉴定。
鉴定证书上清晰区分了钻石的形成方式，并注明了颜色是否被改变。鉴定机构在鉴定报告上明确标注了天然钻石、实验室培育钻石和莫桑石。莫桑石的鉴定报告上并没有出现“”的描述。三家鉴定机构都是根据鉴定报告的外观来区分养殖钻石和天然钻石。IGI和HRD的养殖钻石鉴定证书为黄色，GIA的为蓝色。此外，IGI和GIA还会在报告中标注养殖钻石的制备过程以及是否有后续的变色处理。
国内：2019年，国家珠宝玉石质量监督检验中心（NGTC）发布企业标准Q/NGTC-JSZ-0001-2019《合成钻石鉴定与分级》。2020年12月30日，该企业标准更新替代2019年版，并于2021年2月1日正式实施。最新标准指出，合成钻石的中文名称改为“合成钻石”或“实验室培育钻石”，分级改为品质评价。这一举措的意义在于，从国家层面承认了养殖钻石在珠宝领域的特殊地位，赋予养殖钻石合理的市场身份，统一了国内养殖钻石标准，为养殖钻石后续的价值流通提供了可靠的参考。
1.3.上游生产以高温高压法、化学气相沉积法为主流，产品特性存在差异
人造钻石的发展逐渐由技术驱动转向需求驱动，直到1980年左右，制造商才开始大规模生产宝石级人造钻石。目前，人造钻石的生产方法主要有高温高压法（HTHP）和化学气相沉积法（CVD）。
高温高压法所得产品颜色等级大多较高，但由于制备过程中加入了触媒粉末，纯度较CVD法略低。高温高压法（HPHT，High-High）以石墨粉为主要原料，通过液压装置，在金属触媒粉末的催化作用下，维持恒定的超高温高压条件（通常压力为5.4GPa，温度为1400℃），高温区碳源通过金属触媒输送到低温区籽晶表面并不断沉积生长成金刚石颗粒，模拟天然金刚石的结晶条件和生长环境进行合成。
化学气相沉积是高温、低压环境，产品净度较高，但颜色相对较差。化学气相沉积（CVD，Vapor）以天然钻石为母石，使氢气、氮气等混合气体辅助的高浓度甲烷（CH4）在低于标准大气压的超高温高压条件下激发分解形成活性碳原子，通过控制沉积生长条件，使活性碳原子沉积在钻石胎体上并交替生长为钻石单晶，以片状钻石膜为主。CVD法培养出的钻石净度较高，但颜色相对较差。一些生产技术落后的厂家培养出的钻石毛坯颜色较差，后期需要进行改色。
目前上游厂商两种方法均有生产养殖钻石毛坯，预计未来高温高压法将成为主流。化学气相沉积法合成的钻石呈板状，颜色难控制，培育周期长达数月，成本较高，但纯度较高，更适合合成5ct以上的养殖钻石。以目前的技术条件来看，高温高压法合成养殖钻石以塔状为主，特点是生长速度仅需数天，成本低，但由于生产过程中需要金属催化剂作为溶剂参与反应，因此纯度略差，在合成1-5ct养殖钻石方面更有优势。在净度方面，成熟的钻石镶嵌技术可以将杂质隐藏在镶嵌爪后方，肉眼不易发现。相比于隐藏的净度，消费者对钻石颜色的感受更为直观，对经过变色处理的CVD养殖钻石的接受度相对较低。 终端市场目前以CVD为主，基于高温高压法生产周期短、技术更新迭代快，行业领先企业单台压机产量及产值不断提升，高温高压法制备培养钻石未来前景乐观。
2. 产业链：上游技术快速进步，下游零售商逐步参与培育消费者意识
2.1. 产业链概况
从利润率来看，养殖钻石产业链呈现微笑曲线，下游国产品牌市场前景广阔。
（1）上游：在养殖钻石产业链中，上游为钻石原石生产企业。2020年全球养殖钻石原石产量约720万克拉，我国产量达300万克拉，占比41.67%。上游生产环节存在资金、技术、设备等壁垒，议价能力相应较高，并享有较高的利润率水平。
（2）中游：中游是指将钻石毛坯切割、研磨、抛光成裸石的加工厂。中游钻石加工厂商技术门槛低，同质化竞争严重，议价能力也较低。冠研天下数据显示，印度约占全球养殖钻石毛坯切割和抛光份额的95%。
（3）下游：下游终端零售商具备品牌优势，利润率较高。据力钻招股书显示，2018-2020年养殖钻石业务毛利率分别为48.49%、61.21%、66.88%，2018-2020年下游钻石零售终端平均毛利率分别为49.94%、63.3%、67.05%，而中游加工生产毛利率约为10%。目前产业链下游尚无绝对优势的品牌，养殖钻石品牌线下的国际品牌专卖店约有50~150家，国内品牌有望通过把握产业链优势抢占市场份额。
2.2.上游：技术进步快、生产效率高，看好高温高压长期发展前景
2.2.1.产量：我国是养殖钻石生产大国，占全球高温高压产能的90%
受限于地理条件和天然矿产因素，天然钻石上游开采长期被国外垄断，国内力量难以介入。据埃罗莎财报显示，2018年至2020年，全球前四大钻石矿商埃罗莎（俄罗斯）、戴比尔斯（博茨瓦纳）、力拓（澳大利亚）、佩特拉钻石（南非）合计占全球天然钻石原石总产量的64%、65%、67%。
中国生产商占据了养殖钻石毛坯生产的半壁江山，占全球HPHT养殖钻石产量的90%。与天然钻石不同，我国在养殖钻石生产领域拥有极高的话语权。2020年全球宝石级养殖钻石毛坯总产量约600-700万克拉，其中中国产能远超其他国家，占比约50%。以黄河旋风、中南钻石、郑州华晶、力晶为代表的公司主要采用HTHP，占国内养殖钻石产能的80%-90%，而上海郑氏、杭州超然、宁波精钻等公司主要采用CVD，产能占比相对较小。
其次是印度和美国，占比约为25%（主要厂商包括、/Six等），17%（主要厂商包括、New Era等）。从区域来看，中国和俄罗斯的生产技术主要采用HPHT法，我国集中了全球90%的HOHT养殖钻石产量，其他国家则主要采用CVD法。由于中国厂商在利用HPHT法生产合成钻石领域有着深厚的积累，因此，只要用同样的设备切换技术，就可以生产养殖钻石，中国厂商在利用HPHT法生产养殖钻石方面具有巨大的优势。
近年来，我国人造钻石企业制造技术不断提升并取得突破，实现了宝石级大颗粒养殖钻石的量产。在HPHT生产方面：2018年以来，中南钻石、黄河旋风、力士钻石相继在大克拉养殖钻石生产方面取得突破，目前已能量产3-6克拉养殖钻石原石，对应1-2克拉养殖钻石，颜色可达D色，净度可达VVS级。在CVD生产方面：我国CVD生产起步较晚，目前上海正石、杭州超然已能攻克CVD养殖钻石颜色问题，生产出不需要换色的养殖钻石。
生产设备方面，高温高压法主要采用我国自主研发生产的六面顶压机，CVD法主要采用进口设备。（报告来源：未来智库）
2.2.2.1 高温高压法
生产设备由我国自主研发制造，奠定了我国上游生产优势的基础。我国之所以能占据全球90%的高温高压法培育钻石产量，与国内企业掌握核心设备生产技能息息相关。合成压机是生产金刚石单晶和培育钻石的核心设备。合成压机的合成室可为金刚石单晶的合成创造超高温（>1400℃）、超高压（>5GPa）的生长环境，促使活性碳原子生长为稳定的金刚石晶体。
我国自主研制的六面顶压机通过不断的研发突破和技术改进，在压机吨位、筒体结构、筒体直径、机床精度、同步、控制系统等方面不断完善，随着原辅材料和合成工艺的优化，单机金刚石产量不断提高，有效降低了生产成本，合成金刚石的质量和品质不断提高。1965年，郑州磨料磨具研究所自主研制的我国第一台人造金刚石合成设备六面顶压机投产使用，其生产效率比国外原先研制的双面顶压机提高近20倍。同时，我国六面顶压机的优异性能受到了全球人造金刚石生产厂家的青睐，元素六（上海）有限公司、日本住友电气工业公司、韩国日进公司等国际知名人造金刚石生产厂家相继采购我国生产的大型六面顶压机，替代原来的双面顶压机。
从设备数量来看：养殖金刚石产能龙头企业集中度较高。据中国机床工具工业协会超硬材料分会统计，截至2020年12月31日，行业内用于生产金刚石单晶和养殖金刚石的六面顶压机约有8000台。其中，根据金刚石观察数据统计，估计中南金刚石的六面顶压机数量约占行业一半，为行业最大，其次是黄河旋风和郑州华晶。2020年底，力晶金刚石的六面顶压机装机量为345台。自2018年以来，各大厂商纷纷布局养殖金刚石业务。 据钻石观察统计，2021年全国用于生产养殖钻石的六面顶压机约3000台，其中中南钻石约1000台，黄河旋风约500-800台，郑州华晶约300台，电力钻石约200台。设备端数据显示，养殖钻石设备产能集中在龙头企业，设备数量CR4约占66.7%~76.7%。
压机型号：
（1）先进压力机产能成倍提升。据中国机床工具工业协会超硬材料分会数据显示，φ650压力机合成高品位金刚石单晶平均单次产量约200ct。同等条件下，φ700压力机合成高品位金刚石单晶平均单次产量约280-320ct，φ800压力机合成高品位金刚石单晶平均单次产量约320-360ct。先进的φ800锻压机平均单次产量为400-500ct，单次效率较φ650提高一倍。
（2）行业压机以φ650及以下为主，龙头企业投入大量先进压机。据中国机床工具工业协会超硬材料分会统计说明，截至2020年12月底，人造金刚石行业主要企业φ650及以下占比约81.25%，但中南金刚石、黄河旋风等上游龙头企业2019年开始投产行业先进的φ850型号设备。另外，截至2020年底，威力金刚石800、750、700型号压机占比达91.30%，龙头生产企业在合成设备的先进性上优势明显。
设备制造商一般与人造钻石生产商有长期深入的合作，目前国内六面顶压机设备制造商主要有国机集团、洛阳启明超硬材料有限公司、焦作天宝环翔机械科技有限公司、桂林桂冶机械有限公司等。设备制造商一般与下游人造钻石生产商保持长期深入的合作，如Power 设备主要采购自郑州磨料磨削研究院有限公司、营口鑫源机械制造有限公司等。设备制造商产能方面，根据国机集团公告，国机集团六面顶压机年产能为200~300台，而根据钻石观察，行业内压机设备年产能约为1000台。
与铸造设备相比，新型锻造金刚石六面顶压力机在机械强度、加工精度、使用压力、使用寿命、生产效率等方面具有明显的优势。六面顶压力机的核心部件是铰链梁，它的质量直接影响超硬材料的质量。其生产方式分为铸造和锻造两个工序。铸造铰链梁由铸造而成，存在气孔、夹渣、晶粒粗大等缺陷。另外，由于季节、气候条件的变化，铸造时会产生许多难以克服的缺陷，在压力机运行过程中极易造成耳部断裂、掉底等事故，给使用单位造成一定的经济损失。锻造压力机铰链梁整体采用合金钢，经特殊热处理工艺加工而成，机械强度好，承压能力强，可靠性高。从制造工艺上，延长了液压机整体的使用寿命，降低了事故率，增加了压力机的稳定性和产品质量。 此外，承压能力更高的锻造设备可使用更大的顶锤，对应更大的腔体，可提高单炉产量。目前，国机精工是市场上唯一一家生产锻造六面顶压设备的企业，主要客户为Power 。
压力机供给端扩张有限，需求端扩张速度取决于公司现金流。铸造工序属于高耗能、高污染行业，锻造生产设备环保问题较少，在能耗限电双控政策下，压力机供给有限。六面顶压力机原材料以钢材为主，钢材市场价格透明，采购时多需现金支付。上游压力机设备厂商盈利能力与钢材价格息息相关，根据中国钢铁工业协会数据，2021年中国钢材价格指数大幅上涨，仍处于历史高位，现阶段设备厂商盈利能力或有限。
2.2.2.2. CVD 法
微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）是制造优质钻石和培育钻石的首选方法。常用的合成单晶钻石的CVD方法主要有微波等离子体CVD（MPCVD）、热丝CVD、火焰燃烧CVD、直流电弧等离子体CVD等。其中，微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）单晶钻石生长技术一般采用金属作为腔体。由于其不受微波能污染、气体原料纯净、不含催化剂和杂质等优势，使钻石的质量大大提高，成为制备大尺寸、优质单晶钻石和培育钻石的首选方法。
高端CVD设备主要从国外进口，国内生产有限。2014年，宁波材料研究所生产出我国第一台CVD设备。目前，国内领先的CVD设备制造商包括深圳市优普莱等离子体技术有限公司（2016年成立）、上海博世光半导体技术有限公司（2020年9月成立）。在先进MPCVD设备关键技术开发和市场化方面，日本、美国、德国等国家的团队处于领先地位。其中，在平面石英窗口MPCVD设备和CAP MPCVD设备的开发和应用方面，日本关公司在全球占据主导地位，保持技术领先水平。高端CVD设备需从国外进口，单台价格在200万元以上。 由于我国养殖钻石CVD产能占比仅为10%，设备进口价格较高，且CVD设备在工业级钻石与宝石级钻石之间转换的灵活性不高，部分具有自主研发能力的企业产值和产量的提升仍需一段时间，预计短期内我国养殖钻石毛坯制造仍将以HTHP合成工艺为主。
2.2.3. 产品端：高温高压法颜色优势明显
消费级养殖钻石长期看好高温高压的发展前景。颜色：从产品效果来看，高温高压法生产的养殖钻石颜色等级较高，目前领先企业可以实现D色养殖钻石的量产。CVD养殖钻石在生产过程中注入惰性气体氮气，保持真空环境，加速催化养殖钻石的形成，因此颜色较差，易变黄。若要达到高颜色等级，一般需进行改色处理。颜色方面，普通消费者无需专业仪器，肉眼即可辨别。净度：高温高压在制备过程中加入铁、镍、钴等金属触媒粉末，改善反应条件，加快反应速度，对钻石的净度有一定影响，多为VS-S级别。CVD产品的净度稍高，可达VVS级别。 但当钻石净度达到VS净度以上时，专业人员需要借助10倍以上的放大镜才能分辨出杂质，因此CVD的净度优势并不明显。
对于CVD变色问题，鉴定机构GIA、IGI的养殖钻石证书上都有明确标明是否变色；至于品牌商，戴比尔斯已经开始向消费者公开披露旗下CVD养殖钻石在生长后经过HPHT变色处理的信息，目前该披露仅适用于系列，即售价1500美元/克拉，颜色为DF、净度为VVS、切工为EX的产品。
2.3. 中游：印度毛坯加工需求旺盛，出口增速高
中游的钻石加工属于劳动密集型产业，印度是主要加工市场。由于钻石加工属于劳动密集型产业，印度劳动力成本低，且原本是天然钻石的主要加工市场，天然钻石和养殖钻石的加工方式完全相同，因此印度占据养殖钻石加工市场的很大份额。2020年，印度预计将占据毛坯钻石加工市场的95%。仅印度苏特拉市就有10多万个钻石加工工坊。因此，印度的毛坯钻石进口量和成品钻石出口量在一定程度上可以代表全球钻石加工行业的发展情况。
进口端：印度11月养殖毛坯钻石进口额为0.85亿美元（同比增长37.1%，环比增长17%），11月养殖钻石进口渗透率为7.6%，环比增长0.6pct。11月进口数据同比增长、环比下降主要受到印度最重要的传统节日排灯节（相当于中国的春节、欧美的圣诞节，假期5天，但实际假期约两周）的影响。天然钻石进口数据也受到影响，环比下降24%，同比下降6%。整体来看，渗透率保持稳定，环比有所提升。
出口一方：11月，培养的钻石的出口价值为8600万美元（同比增长24.4％，一个月为41.3％），培养的钻石的出口渗透率为6.2％，每月均可享受的钻石量持续量的较量均可估计量的每月量均持续了0.8pct。稳定一个月。
In terms of rate: the rate of and has been , which to the of for in the . In , due to the of the , the and of has the to , but since are not , it is that there is very and of , and the is less . , the rate of India's and data is lower than the rate, and the rate be .
2.4。
培养的钻石的下游是珠宝零售终端，参与者有四种主要类型：国内和外国珠宝商，天然钻石矿工，上游培养的钻石制造商和新兴的文化钻石品牌。在国内，拥有“ Lo Mian Gold”的国内第一层珠宝集团的 ，在国内发起了著名的钻石品牌“ Lucan（）”，这是首次由国内珠宝商在网上 of in tor the traut the traut the traut the traut the traut the the the traut the traut the tart the traut the to the traut the to nimed钻石品牌。
2）天然钻石矿工：例如世界上最大的钻石制造商De Beers。蒙德（Monds），消费者对培养的钻石的接受有望逐渐增加，并且中国上游和下游培养的钻石公司有望利用行业发展股利。
传统的钻石珠宝品牌是众所周知的，预计宣传和布局将开放市场，使消费者逐渐接受新兴的珠宝类别的媒体钻石钻石制造商，例如，例如等。被消费者接受。2019年，全球最大的钻石珠宝零售商在2021年8月在其原始品牌中添加了文化的钻石产品。 目前，它仅在TMALL频道上出售，并且计划在2022年上半年开业。与此同时，该公司在上游铺设了宽松的石头，以确保Lucan的销售终结，并控制宽松的石头的质量和成本，可以看到该公司的著作中有一个著名的钻石。小规模。
天然钻石的人进入了培养的钻石市场，这些钻石从传统的天然钻石中脱位，以改善矩阵，这与对天然钻石的绝对支持相反，在2015年推出了一个培养的钻石，并在2018年推出了钻石。培养的钻石的含义和生产方法可以增强消费者对培养的钻石的认识。这与天然钻石的价格明显不同。
国内和外国的钻石制造商延伸到下游的工业连锁店蒙德（Mond）制造商中国钻石（ ）和世界已开始测试下游制造商在进入下游领域时的供应优势。
看到媒体的钻石行业的发展前景，新品牌的典型代表是一个新的文化钻石品牌，是一个可持续的珠宝品牌。 ，并致力于使用高端技术来增强当代年轻人的幸福感，并创建一个可持续的高端珠宝的全球领先珠宝。
3.对主要公司的分析
3.1
该公司的三个主要业务具有明显的协同作用，并且培养的钻石业务的重要性逐渐变得更加突出，目前，钻石单晶和钻石微圆的业务的收入相对较高，并且培养的钻石业务的收入相对较高。根据市场发展方向，该公司及时调整了三个主要业务的能力分配，并将大部分新的能力投资于培养的钻石业务，为培养的钻石销售收入的快速增长提供了强大的保证。
作为一家在人造钻石中拥有最纯粹业务的公司，该公司从行业的繁荣中受益匪浅，并已成为培养的钻石中的新星。
工厂的生产线经过了优化和翻新，生产能力迅速扩大。 ％; 2）合成设备在增长和生产效率方面具有显着的优势。 该公司的大多数媒体都在锻造中国国家机械精度提供的新闻，其生产效率远高于同一模型的铸造印刷机。
3.2。
凭借积累的力量，领先的材料企业正在迎来该行业的繁荣。自去年以来，该行业被转换为钻石的媒体，该行业表现出繁荣的繁荣。 “第14五年计划”期。 该公司的主要设备科学研究项目正在稳步发展，生产和运营产品的交付稳定而有序。
宗南钻石多年来一直在人工钻石行业中深入研究，生产能力的迅速增长促进了绩效。1）领先的技术。同时购买了具有强大的全面力量的技术研究和开发设备。 作为国内行业的领导者，该公司有望通过积极扩大其生产能力来从该行业的超高繁荣中受益。
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选定的报告来源：[未来智囊团]