（报告出品方/作者：财通证券，刘洋、李跃博）

1.培育钻石东风，推动产业革命

1.1.实验室培育的真钻石，从工业明珠到消费新风尚

钻石性能优异，下游应用广泛。钻石是金刚石精加工而成的产品，也是世界上最坚硬的、成份最简单的宝石，它是由碳元素组成的、具有立方结构的天然晶体。自然界中的天然钻石是由地表以下约英里深处碳单质形成的，压力为4.5-6.0Gpa、温度为1-℃。近代以来科学家通过实验室模拟金刚石生长环境，生产出人造金刚石，并通过改良技术培育出钻石。

钻石作为强折射、高色散的宝石品种，在奢侈珠宝中占据一席之地，同时具备高强度、高灵敏、高透光、高功率、高热传导率和高电子迁移等热、光、电、声和化学性能优势，被广泛应用于建材石材、勘探采掘、机械加工、清洁能源、消费电子、半导体等领域。人造金刚石被广泛应用于工业生产中，而培育钻石作为钻石消费领域的新兴选择，主要用于制作各类钻石饰品及其他时尚消费品。

培育钻石与天然钻石无异，都是真钻石。培育钻石在物理性质（晶体结构、折射率、色散率、硬度、密度等）、化学成分（碳C）上与天然钻石完全相同。与之相对应的，锆石（立方氧化锆）、莫桑石（碳化硅）、白色蓝宝石、金红石、尖晶石等与钻石在物理性质、化学成分上差异较大，是伪钻石。

技术突破培育宝石级金刚石，中国占据优势地位。自然界中金刚石储量稀少，且集中于南非、俄罗斯等地。20世纪以来采掘钻探、精密加工等行业对金刚石需求大增。受技术水平限制，工业金刚石合成量曾是一国工业综合实力的象征，人造金刚石也被誉为工业明珠。年，瑞典通用电机公司ASEA成功制造了1mm以下的金刚石晶体。年，中国科学院使用吨级的两面顶压机，首次成功合成人造金刚石。年，中国成功研发六面顶压机，此设备逐步成为我国金刚石合成的主导设备。截至年，我国金刚石合成量已连续18年稳居世界第一。

年CVD钻石开始逐步进入珠宝市场，随着技术突破，年实验室开始陆续鉴定1克拉以上的CVD培育钻石。-年，豫金刚石在1-3克拉毛坯培育钻石生产中取得突破，可加工为1克拉以下裸钻。年，中南钻石、黄河旋风先后突破3-6克拉毛坯技术，并开始批量化生产，意味着我国在培育钻石生产领域达到世界领先水平。

1.2.权威机构背书，共享4C分级标准

培育钻石与天然钻石均使用4C分级标准。20世纪40年代，美国宝石研究院（GIA）首创“4C”标准和国际钻石分级系统，从颜色（Colour）、净度（Clarity）、切工（Cut）和克拉重量（Carat）四个维度对钻石进行认证。

钻石颜色分为5个级别，包含Colorless（无色，包含DEF色）、NearColorless（接近无色，包含GHIJ色）、Faint（淡黄色，包含KLM色）、VeryLight（包含N-R色）、Light（包含S-Z色），钻石越接近无色，其价值越高（彩钻例外）；

净度分为6个级别，包含Flawless（FL，完美无暇）、InternallyFlawless（IF，内部无暇）、VeryVerySlightlyIncluded（VVS，极微瑕，包含VVS1~VVS2）、VerySlightlyIncluded（VS，微瑕，包含VS1~VS2）、SlightlyIncluded（SI，小瑕SI1~SI2）、Included（I，包含I1~I3）；

切工分为5个级别，包含完美（Excellent）、很好（Verygood）、好（Good）、一般（Fair）、差（Poor）。

国际宝石学院（IGI）自5年开始提供培育钻石检测和认证服务，并于年成为首个获得ISO认证的培育钻石鉴定机构；GIA于7年推出合成钻石鉴定证书，并于年7月开始提供实验室培育钻石证书；年3月，我国国家珠宝玉石质量监督检验中心（NGTC）推出培育钻石专用检测证书。

1.3.HPHT与CVD两条路线长期并存，技术殊途同归

两条技术路线共同发展，推升培育钻石产量。经过多年研究发展，已有多种方法可以制备培育钻石，目前商业化的仅高温高压法（HPHT）和化学气相沉积法（CVD）两类技术路线。HPHT法和CVD法采用完全不同的合成原理和合成技术，生产出的产品类型和产品特点也各不相同。年，全球培育钻石毛坯产量万克拉中，HPHT法和CVD法分别为、万克拉。

国内HPHT合成技术世界领先，其合成原理是石墨粉在超高温、高压条件及金属触媒粉催化作用下发生相变生长出钻石晶体，合成速度快、单次产量高。HPHT合成培育钻石以塔状为主，生长速度快、成本低、纯净度稍差，但综合效益具有优势，特别是在1-5ct培育钻石合成方面具有明显优势。年，国内培育钻石毛坯产量约万克拉，占全球产量的43%，其中HPHT法产量约万克拉，几乎垄断全球HPHT法生产。

CVD法培育技术在国外应用多年，其合成原理是含碳气体（CH4）和氢气混合物在超高温、低压条件下被激发分解出活性碳原子，通过控制沉积生长条件促使活性碳原子在基体上沉积交互生长成钻石晶体。CVD合成培育钻石呈板状，颜色不易控制、培育周期长、成本较高，但纯净度高，较适宜5ct以上培育钻石合成。

不同技术路线取长补短，钻石毛坯趋同。目前培育钻石毛坯供给中，HPHT法和CVD法各占约一半，中国则以HPHT法为主。受上游设备产能限制，HPHT法与CVD法两条技术路线均无法快速扩产，核心厂家注重专利保护限制技术外溢，供给格局难以在短时间内改变。较长时间内，业内普遍认为，1）HPHT法下颜色优势更为明显，无需后期改色，但合成工艺中需添加金属触媒，净度稍有劣势；2）CVD法下毛坯净度更高，大部分产品均在VS以上，但颜色上稍有劣势，多为褐色。

我们认为，经过工艺技术改良，HPHT法和CVD法产品逐步同质化。国内HPHT法工艺路线成熟，占据主要市场份额，设备供应也以国内为主。CVD法技术则在多国应用，海外设备供应商较为分散。

都可生产高色高净产品：1）HPHT法下，主要生产厂家均可量产白钻（DF色），且净度能达到VS以上；2）CVD法下毛坯净度大部分都在VS以上，部分厂家已可直接长白，无需后期改色。

都可生产大克拉产品：消费用培育钻石1-2克拉最佳，对应需要3-6克拉毛坯。1）HPHT法下，国内头部厂家均已突破3-6克拉毛坯技术，大克拉技术成熟；2）CVD法下，毛坯相对更大，具备一定优势。

经济效应趋同：设备投资回收期均在2年以内，1）HPHT法下，压机单价约万元，年产值约万元，投资回收期为1.33年；2）CVD法下，高端设备单价约万元，年产值约万元，投资回收期为1.43年。

2.培育钻石产业链：中国具备一体化优势

2.1.全球培育钻石产业：中印美三国主导

中国、印度、美国分别为培育钻石生产、加工、消费第一大市场。全球相当数量的培育钻石也经历了“中国→印度→美国”的流动过程。年，中国生产了全球40%+培育钻石，其中70-80%最终流向美国市场；印度打磨了全球90%的钻石；美国则消费了全球80%的培育钻石，其中30-40%可追溯至中国。

2.2.预计年培育钻石在生产端渗透率达到16%

中国占据全球近一半培育钻石产能。年，全球培育钻石毛坯产能约万克拉/年，其中中国、印度、美国、新加坡产能分别约为、、、万克拉/年，占比分别为43%、21%、14%、14%。按工艺路线来看，全球HPHT法和CVD法产能各占一半。中国以HPHT为主，海外以CVD为主。

下游需求持续扩大，中国主要企业扩增产能。据培育钻石网数据，截至年9月，我国高温高压培育钻石产能已超30万克拉/月，年化产能达万克拉，考虑CVD法后，预计总产能在万克拉/年左右，占世界近一半产能。

设备端产能限制行业扩产，高端产能不足。1）HPHT法下，生产设备六面顶压机主要由我国供应，设备商产能合计约台/年，考虑汰旧换新需求预计用于培育钻石生产的压机年净增台；2）CVD法下，高端CVD设备需配套高精密真空设备使用，主要由欧美厂商提供，印度可自产设备但性能较差，预计中国、印度、发达地区-年CVD设备数量年增速分别为50%、40%、10%。

预计到年培育钻石产量达到万克拉。仅考虑产量规模，培育钻石在钻石生产端渗透率达到18%，年复合增速为32%。核心假设如下：中国培育钻石用六面顶压机年净增长台；中国、印度、发达地区-年CVD设备数量年增速分别为50%、40%、10%；预计-年天然钻石产量增速为3%。

2.3.培育钻石产业链概述

培育钻石产业链可划分为上游设备商、钻石毛坯生产商，中游贸易商、加工商、检验机构，下游零售商等。我国培育钻石产业链齐全，涵盖HPHT和CVD两条技术路线，生产了全世界几乎所有的高温高压毛坯，预计未来大量CVD毛坯也会在中国生产。中国正逐步建立自有加工体系、推出培育钻石检验分级“中国标准”、加快对C端消费者的教育，抢夺国际培育钻石的定价权。

设备端：根据工艺路线划分，上游设备包括六面顶压机（HPHT法）及CVD沉积设备（CVD法）。我国自年自产铰链梁式六面顶压机以来，技术处于领先水平，占据了全球主要的设备份额。国外CVD法培育钻石发展近20年，高端设备产能集中在欧美地区。

生产端：HPHT法和CVD法培育钻石产能各占一半，中国以HPHT为主，主要HPHT厂家主要包括中兵红箭、黄河旋风、豫金刚石、力量钻石等，CVD厂家包括宁波晶钻、上海征世、杭州超然等。印度、美国、新加坡、欧洲等地主要使用CVD法，主要生产厂家包括DiamondFoundry、ElementSix、新加坡Ⅱa等。

贸易加工端：钻石打磨加工环节，高端产品加工集中在比利时安特卫普、以色列特拉维夫等地，近年开始涉足高颜色高净度大克拉的培育钻石；中低端产品集中在印度苏拉特，当地约70万人从事钻石加工业，包揽了全球近90%的钻石加工业务，已有10%的钻石工厂都在生产培育钻石产品，目前中国60%以上的培育钻石毛坯均销往当地；中国企业中，河南晶拓包销龙头中兵红箭等公司产能，除运往印度加工外，在河南、深圳等地逐步建立加工工厂。

检验端：目前主流钻石鉴定机构GIA、IGI、NGTC等均可出具培育钻石证书，提供钻石检验分级、价值评估服务。

零售端：欧美厂家最先切入培育钻石下游零售，主要品牌包括Lightbox、DiamondFoundry、Swarovski、Pandora等。国内培育钻石零售商除小白光、凯丽希、中南钻石等新兴势力外，传统珠宝品牌豫园股份、周大福、曼卡龙等正积极布局培育钻石零售。（报告来源：未来智库）

2.4.上游供给端：HPHT法产能被中国垄断

2.4.1.河南产业集群，孕育培育钻石产能

中国钻石河南造，产业集群发展。自s郑州三磨所自主研发中国第一台六面顶压机以来，河南已经形成了全球最完整的超硬材料产业链，当地有超过家超硬材料及制品生产企业。目前全球80%以上的人造金刚石均产自河南，多年的技术经验积累，为当地HPHT法培育钻石产业兴起奠定基础，目前已经形成“零部件生产-压机组装-钻石毛坯生产-打磨加工”的培育钻石产业链。

2.4.2.设备端：六面顶压机

中国压机供应全球，合成技术世界领先。HPHT法中，培育钻石与工业金刚石均使用六面顶压机进行生产。我国六面顶压机生产中，包括大型企业洛阳启明、天宝恒祥、桂林桂冶、国机精工、博泰圣莎拉等，还包括众多小型企业，合计产能约台/年，压机型号覆盖φ-φ0。目前我国研制的铰链梁式六面顶压机已远销美国、南非、日本、韩国、俄罗斯、乌克兰、新加坡、印度、伊朗等多个国家。年，国内HPHT法培育钻石毛坯产量约万克拉，占全球HPHT法产量近90%。

六面顶压机核心零部件包括铰链梁、顶锤、活塞等，主要压机厂商洛阳启明、天宝恒祥等企业皆可自产，满足自身装配需求。国机精工采用锻造法铰链梁，从兄弟单位国机重装子公司德阳二重装备处采购，年预计采购金额为2亿元。根据生产方式不同，铰链梁可分为锻造法及铸造法，在同等条件下，锻造铰链梁的刚性和强度远高于铸造铰链梁，可极大地提高压机的可靠性，延长压机的使用寿命，具有制造缺陷少、强度高、加工精度高、使用寿命长等显著优点，是传统铸造铰链梁六面顶压机的更新换代产品，更有利于六面顶压机的大型化发展。

随着工艺技术进步，六面顶压机合成腔室逐步大型化，不但提高了培育钻石的生产效率和产量，而且对钻石质量、单粒重量提升具有明显的促进作用。从培育钻石用单台压机产值来看，φ、φ-φ、φ-φ0型设备单月分别为4-8、8-10、≥13万元。据超硬材料协会数据，年末我国人造金刚石行业生产设备中及以下型号机台占比约为81.25%，故我国培育钻石生产中也以φ设备为主。随着大腔室设备的量产，设备厂产能中φ及以上型号压机占比提高，生产企业也逐步使用大腔室设备汰换旧设备。

2.4.3.生产端：行业产能高度集中

中国几乎垄断HPHT法培育钻石产能。年，全球万克拉培育钻石产能中，HPHT与CVD各占约一半。其中，中国HPHT法培育钻石毛坯产量约万克拉，占全球HPHT法产量近90%。据超硬材料网数据，年末中国六面顶压机存量约00-10台，其中30%以上用于生产培育钻石，主要的生产厂家包括中兵红箭、黄河旋风、郑州华晶、力量钻石等，大部分企业均位于河南。

3克拉以上毛坯技术成熟，CR4市占率约80%。考虑切割损耗，3-6克拉毛坯培育钻石可切割为1-2克拉裸钻。年以来，国内主要生产厂家中兵红箭、黄河旋风、郑州华晶、力量钻石先后实现了3克拉以上培育钻石毛坯的量产。截至年9月，我国HPHT培育钻石产能已超30万克拉/月，其中中兵红箭、黄河旋风、郑州华晶、力量钻石4家市占率约80%。头部毛坯厂商与设备厂长期合作，可稳定获得其压机供应。

中兵红箭：全资子公司中南钻石是国内培育钻石行业龙头，年突破3-6克拉培育钻毛坯技术。目前已掌握“20-50克拉培育金刚石单晶”合成技术，可批量化生产20-30克拉培育钻石，同时掌握了厘米级高温高压法CVD晶种制备技术。公司生产的培育钻石全部为D、E色，等级较高。

黄河旋风：国内培育钻石行业头部企业，年突破5-6克拉培育钻毛坯技术，并于年9月起量产。年培育钻石出货量占全球培育钻石销售市场的20%左右，其中高端品质占50%以上。

郑州华晶：国内HPHT法培育钻石的开拓者，年率先实现培育钻石产业化，目前已实现5-6克拉产品的量产，具备10克拉以上量产技术。

力量钻石：国内培育钻石领域新锐，已经批量化生产2-10克拉大颗粒高品级培育钻石，处于实验室技术研究阶段的大颗粒培育钻石可达到25克拉。

2.4.4.技术端：工艺壁垒构筑核心优势

“Know-How”构筑生产企业核心优势，触媒工艺成关键壁垒。HPHT法下，触媒材料主要包括：Fe、Co、Mn、Ni、Pt、Ru、Rh、Pd、Ir、Os、Ta、Cr等金属元素和P、S等非金属元素。触媒材料的加入，可大大降低人工合成金刚石的温压条件，同时改变钻石的晶体形貌、颜色、净度、应力条件等。我国培育钻石采用的触媒体系经过了Fe-Ni-Mn-Co、Fe-Ni-Co到Fe-Ni、Fe-Ni（S，P）再到Fe-Co（S，P）的转变。

主流厂家中兵红箭、黄河旋风等得益于对触媒成分及比例有了较为精准的掌握，在合成培育钻石中取得快速突破。中兵红箭旗下深圳中南、黄河旋风旗下触媒厂分别负责自身触媒粉生产及合成芯棒制备，保障原料供应。

工人操作熟练程度影响生产的稳定性及连续性，熟练工人可针对合成中压机电流及压力变化迅速做出反应，且可同时操作多台设备，新员工一旦操作失误会导致压机“放炮”，合成失败的同时毁损6个顶锤。主流厂家通过一体化经营，多环节经验沟通、新老员工搭配构筑自身生产优势。

2.5.上游供给端：CVD法多地同时推进

2.5.1.设备端：产能以海外为主

CVD法设备产能集中在欧美、印度地区。s，国外即开始研究CVD培育钻石，欧美设备厂家技术领先。CVD法设备可分为热丝（HFCVD）、直流电弧喷射（DC-arcJetCVD）、微波等离子（MPCVD）三大类，前二种适合生长多晶薄膜，MPCVD设备是目前业界公认最适合的设备。主要的MPCVD设备厂商包括美国Lgihtbox、日本SEKI、德国Iplas等，中国厂商包括东莞优普莱、上海铂世光、普莱斯曼等。印度目前是最大的CVD培育钻石产地，可自主生产CVD设备，但其设备性能较差。

Lightbox的MPCVD设备性能全球领先，可以快长直接长白或经HPHT处理后产生正常白色，不带灰黑色，其托盘为6英寸，适合生长大体积培育钻石，性价比高，是未来其他厂家改进的目标。

2.5.2.生产端：产能分散，技术水平差异大

年CVD法培育钻石产能约万克拉/年，欧美地区占据了约60%的市场份额。设备产能上，欧美、日本等地技术储备早，6英寸以上CVD设备占比高，单台产量高且品级优良；印度CVD技术发展相对落后，主要为2英寸设备，单台设备产量少且品级较差；中国厂商加快CVD技术研发，设备品质快速提升。等效为2英寸CVD设备来看，年全球CVD设备总量约0台，其中印度台、中国1万、美国0台。美国生产厂商注重效率提升，单台产量明显高于其他地区。

CVD设备单台体积较小，其制造主要使用加工中心CNC制作小型工件，低端设备产能瓶颈小，扩产相对容易。但高端CVD设备需配套高精密真空部件，主要由国外厂商提供，短期无法快速扩产。印度、中国仍以低端CVD设备为主，且印度政府大力支持培育钻石产业发展，装机量有望快速增长但产品品质有待提升。

中国CVD法培育钻石生产商包括宁波晶钻、上海征世、杭州超然、国机精工等，设备量分别为、、60、50台，CR4市占率超60%。宁波晶钻脱胎于中科院宁波材料所，年实现自制CVD设备，设备技术已迭代10代，年培育钻石产量达到20万克拉。上海征世主要采用进口设备，钻石均可自然长白，无需后期改色处理，产品具备高净度和无色特征。国机精工全资子公司三磨所自年开始实施“新型高功率MPCVD法大单晶金刚石项目”，目标年产30万片大单晶金刚石，目前主要产品为培育钻石，已实现CVD设备自制。

2.6.中游加工端：劳动密集型环节

2.6.1.印度打磨市场：垄断全球钻石打磨业务

印度人工成本低廉，包揽全球90%钻石加工业务。钻石打磨加工厂商集中在印度苏拉特，当地约70万人从事钻石加工业，包揽了全球近90%的钻石加工业务。在巴西和非洲发现钻石之前，印度一直是钻石的主产区，当地打磨加工历史悠久、行业竞争门槛较低、劳动力成本低廉，大型加工厂和传统家庭作坊并存，打磨量占比极高但切工相对落后。

培育钻石下游需求火爆，进出口数据持续高增。据GJEPC统计数据，年，印度培育钻石毛坯进口额为11.30亿美元，同比增长.75%，培育钻石裸钻出口额为11.44亿美元，同比增长.29%；印度天然钻石毛坯进口额为.17亿美元，同比增长59.96%，天然钻石裸钻出口额为.29亿美元，同比增长62.70%。

10%印度工厂转做培育钻石，渗透率持续提升。据钻石观察数据，相比天然钻石，培育钻石能让中游赚到更多的钱，苏拉特地区已有10%的钻石工厂加工培育钻石产品。据GJEPC数据，年底培育钻石进出口数据已经明显增长，受疫情影响短暂下滑后恢复高增速。年全年，印度培育钻石进口端渗透率为5.99%，同比+1.44pct；出口端渗透率为4.58%，同比+1.10pct。

2.6.2.其他打磨市场：中国加速推进，高品级仍集中在欧美

国内自建加工产能，构建全产业链优势。由于打磨加工厂集中在印度地区，我国培育钻石毛坯的60-70%均销往印度。我国培育钻石消费市场前景广阔，运至印度打磨加工不便于后期销售。国内贸易商河南晶拓已完成产业链整合，与中兵红箭等头部厂商签订包销协议，承包其培育钻石产能。年，晶拓首次与中兵红箭子公司中南钻石签订培育钻石《购销合同》，合同金额约1.70亿元，并延续合作至今。

为增强产业链话语权，河南晶拓多年来大力推进钻石打磨园区建设。年9月，晶拓于河南柘城县建设的“年打磨加工生产钻石15万克拉项目”竣工验收，加工能力大幅提升，河南地区培育钻石产业协同效应进一步增强。目前优质钻石加工中心仍以欧美为主，主要分布在比利时安特卫普、以色列特拉维夫、美国纽约等地。随着我国技术实力不断提升，我国企业在中游加工的话语权有望加强。

2.7.下游零售端：培育钻石消费以美国为主

美国市场：占培育钻石零售的80%，逐步走向成熟。培育钻石饰品推出早期，美国品牌商率先投入，积极布局下游零售市场，引领市场发展。年，DiamondFoundry于美国硅谷成立，从事培育钻石生产，并推出珠宝品牌VRAI；年5月，国际天然钻石龙头DeBeers推出培育钻石品牌Lightbox，以美元/克拉的价格销售培育钻石饰品，在行业内造成轰动效应。

随着越来越多头部珠宝企业宣布进入培育钻石行业，例如施华洛世奇旗下的Diama、美国最大钻石珠宝零售商SignetJewelers旗下的JamesAllen、Pandora等，培育钻石渗透率快速提升。年，美国市场销售的培育钻石占全球零售约80%。年，预计全球培育钻石饰品市场销售额约35亿美元，其中美国市场规模近30亿美元，培育钻石渗透率约7%。

其他市场：起步相对较晚，消费潜力巨大。中国、印度等新兴市场

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