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培育钻石行业:培育钻石产业链及相关公司深度梳理

时间:2022-12-08 21:23:30 | 浏览:1891

(报告出品方/分析师:慧博研投)培育钻石产业链及相关公司深度梳理 近日,培育钻石板块获得市场高度关注。6月以来,潮宏基子品牌VENTI天猫旗舰店上线三个培育钻石系列产品:星芒、守护、幸福喷泉;预计未来更多产品系列亟待上新,线下门店会择时同步

(报告出品方/分析师:慧博研投

培育钻石产业链及相关公司深度梳理

近日,培育钻石板块获得市场高度关注。

6月以来,潮宏基子品牌VENTI天猫旗舰店上线三个培育钻石系列产品:星芒、守护、幸福喷泉;预计未来更多产品系列亟待上新,线下门店会择时同步铺货。

7月18日,惠丰钻石在北交所上市,短期最大涨幅接近翻番,其下游公司对标培育钻石相关企业,催化培育钻石板块走强。

7月26日,黄河旋风培育钻石产业化项目启动,该项目为长葛市重点发展项目,总投资50亿元,占地230亩,项目由公司科研团队自主研发,能有效降低原材料成本50%以上,节省人力资源30%以上,全部建成达产后,预计可实现年销售收入100亿元。同时,董事长介绍公司正抓紧研发CVD大单晶和第三代半导体的开发与推广。

受上游压机供应限制以及毛坯生产环节的高壁垒等因素影响,毛坯天然钻石产量持续下降,培育钻石供给仍处于偏紧状态;而进入七月以来,行业需求不断增长,因此培育钻石行业近期保持高景气态势,市场渗透率不断提升。

下面我们从培育钻石的定义、应用领域、应用技术及鉴定、相关政策、发展历程、产业链及相关公司、竞争格局、市场预期、前景展望等几个方面对培育钻石行业进行全方位解读,带您了解培育钻石行业。

一、什么是培育钻石

培育钻石是在实验室中合成的真正的钻石。与锆石和莫桑石等钻石替代品不同,培育钻石具有与天然钻石相同的光学、物理和化学特性,二者均为纯碳构成的晶体,在晶体结构完整性、透明度、折射率、色散等方面均无明显差异。专业人士可以通过高科技设备分辨实验室培育钻石和天然钻石,但肉眼无法区分二者外观上的差异。

培育钻石和天然钻石的差异主要体现在生产过程以及稀缺性两个方面。

培育钻石生产过程约为半个月至一个月,简单、环保、成本较低,稀缺性较低。而天然钻石的形成耗时数百万甚至数十亿年,是一种不可再生资源,稀缺性较高;其开采过程释放大量二氧化碳,对地表造成不可逆的损害。

与天然钻石相比,培育钻石具备低廉的价格和环境友好的性质,可以说为消费者提供了更多样的钻石消费选择。因此价格优势及环境友好特性使培育钻石对传统钻石市场产生冲击。

二、培育钻石的应用领域

培育钻石在力学、热学、光学、声学、电学和化学等方面性能优异,终端应用领域十分广泛,主要包括工业领域应用和时尚消费领域应用两大类。

1、工业领域应用

工业领域应用包括材料加工和高科技领域两个方向,以人造金刚石为主。

其一是利用人造金刚石超硬、耐磨、抗腐蚀的力学特性,可制作磨、削、切、割等各类金刚石工具,应用于金属及合金材料、高硬脆材料(硅、蓝宝石、磁性材料等)、软韧材料(橡胶、树脂等)及其他难加工材料的加工;其二是利用人造金刚石在光、电、声、磁、热等方面的特殊性能,作为重要的功能性材料,应用于电子电器、装备制造、航空航天、国防军工、医疗检测和治疗等高科技领域。全球工业用金刚石中 90%以上为人造金刚石。

天然金刚石矿属于非可再生资源且具有矿藏储量稀少、开采成本高昂以及开采过程对生态环境破坏程度较高等特点,无法被大范围应用于工业领域。因此,全球工业用金刚石主要是人造金刚石。

2、消费品领域

消费品领域以天然钻石为主,但人造钻石有替代趋势。

培育钻石和天然钻石都是由碳元素形成的晶体,具有相同的化学、物理特性,培育钻石在晶体结构的完整性、透明度、折射率、色散等方面可以与天然钻石相媲美。随着培育钻石合成技术的不断提高,培育钻石在产品质量、生产成本以及品级、尺寸、颜色、定制化等可控性方面的优势越来越突出,发展潜力巨大。培育钻石与天然钻石除生长环境不同外,化学成分以及颜色、净度等物理性质完全相同,但培育钻石饰品的销售价格约为同等级天然钻石饰品销售价格的 30%至 50%。

三、培育钻石应用技术及鉴定

自 1797 年开始,科学家便开始了关于培育钻石的探索。天然钻石形成于地壳以下 150 英里处,碳在极高的温度和压力下被压缩而成。1797 年英国化学家滕南特证明了金刚石与木炭元素相同,率先通过实验确定了金刚石是元素碳的一种结晶形式,这便开启了实验室制造金刚石的探索进程。随后,汉尼、穆瓦桑、布立基曼等科学家均通过各种实验进行尝试,虽均未取得成功,但为之后人造金刚石的研究奠定了坚实的基础。

经过几十年科学技术的发展,目前培育钻石的生产方式主要有高温高压法(HTHP)和气相沉积法(CVD)。

1.高温高压法——数十年沉淀奠定商业化价值

高压高温法(HTHP)是实验室用于制造钻石的一种主要方法。这种钻石生长过程需要将碳置于极端的温度和压力环境下,模拟地球深处天然钻石形成时的极端热量与压力条件。

在高温高压环境,借助金属助溶剂数周内结晶形成。

通用电气公司于 1954 年制造出第一批高温高压法培育钻石,1957 年可量产。1964 年,中国使用 200 吨级的两面顶压机首次成功合成人造金刚石。

21 世纪后,中国在 HTHP 培育钻石方面持续取得突破。

2002 年,吉林大学采用国产六面顶压机技术合 成 4.5mm 黄色金刚石单晶体,使中国成为继美国、英国、俄罗斯、日本后,拥有自主研发 HTHP 宝石级金刚石技术的国家。2020 年,河南省力量钻石股份有限公司突破掌握 5ct 白色培育钻石生长技术。目前,中国 HTHP 培育钻石生产技术已达到世界前列水平。

2.气相沉积法——持续更新,不断突破

化学气相沉淀法(CVD)是在实验室制造钻石的另一种方法。这种钻石的生长需要在真空室内对烃类混合气体施加适当的压力和温度。

CVD 钻石是在充满碳氢混合气体(如甲烷)的真空室内生长的。

能量源(如微波束)分解气体分子,碳原子向下吸附到温度更低的扁平钻石排种盘中。结晶过程需要数周时间,多个晶体同时生长。确切的数量取决于真空室的尺寸和排种盘的数量。这种板状晶体通常会形成需要切除的黑色石墨粗糙边缘。它们还会呈现褐色,这种颜色在进行宝石刻面步骤前,可通过热处理去除。目前市面上出售的大多数 CVD 生长的无色钻石很可能都是已经过高压高温(HTHP)热锻脱色处理的褐色晶体。

美国联邦碳化硅公司于 1952 年制造出第一批气相沉积法培育钻石。 CVD 技术更新迭代,生产速度持续提升。

目前来看两种技术方式互有优劣,未来可能在中长期内呈现共存格局。

中国企业以 HPHT 路线为主,海 外企业以 CVD 路线为主。无论是 HPHT 还是 CVD 培育钻石的质量都在不断进步、共同发展,推升培育钻石产量。

培育钻石售价

培育钻不到天然钻一半,Light box 定价 800 美元/克拉通常培育钻石价格仅为同规格天然钻石 30%- 50%,2019 年后国际龙头钻石商 DeBeers 入局培育钻石市场。

2016 年前后,我国采用温差晶种法生产的无色小颗粒培育钻石开始尝试小批量生产和销售。

2018 年培育钻石的市场需求开始明显增加,全球最大钻石生产商 DeBeers 公司、著名珠宝商施华洛世奇等知名企业开始建立自有品牌并推出培育钻石饰品,极大提升了培育钻石的市场认可度。

目前同等粒度和品级培育钻石的市场价格仅为天然钻石市场价格的一半甚至更低。根据 DeBeers 旗下培育钻石品牌 Light box Jewelry 的报价表:0.25ct 的钻石 200 美元,0.50ct 的钻石 400 美元,0.75ct 的 600 美元,1.00ct 的 800 美元。

从培育钻石的评级来讲,媲美天然钻石,但采取更严密的独立评价体系。

天然钻石细分 4 大类型并采用 4C 评级标准,培育钻石采用区别于天然钻的鉴定标准。例如,2019 年 3 月,力量钻石推出《合成钻石的校验和分级》,规定了质量、颜色、净度的标准,但没有切工等级;2019 年 12 月,国检中心深圳珠宝检验实验室起草的《合成钻石鉴定与分级》发布,明确中文名称为“合成钻石”或“实验室培育钻石”,并取消分级,改为品质评价;2019 年戴比尔斯向客户发布引导手册明确区分天然钻石和培育钻石;此外多个国际权威钻石鉴定机构也推出了区别于天然钻石的鉴定报告,例如 GIA 会再鉴定分级报告上明确标注培育钻石/实验室钻石字样。

上面我们一直在讲培育钻石与天然钻石成分没什么不同,那么,是不是没有办法区分这两者呢?当然不是,培育钻石也有特殊的符号特征用以和天然钻石相区分。

HTHP 培育钻石通常含有金属助溶剂内含物。这内含物在透射光下呈黑色、不透明状,在反射光下则会呈现金属光泽。

CVD 培育钻石一般含有石墨内含物。天然钻石与 CVD 培育钻石存在应力图案,HTHP 培育钻石则一般不会呈现。培育钻石的荧光也是常用的识别符号。

四、培育钻石相关政策

培育钻石行业属于国家政策支持和鼓励的战略性新兴产业中的“新型功能材料产业”,培育钻石属于国家重点发展新材料中的“先进无机非金属材料”,近年来国家出台了一系列支持和促进本行业发展的法律法规和产业政策文件。

五、培育钻石行业发展历程

培育钻石诞生:时间短、成本低、化学性质和物理性质与天然钻基本相同。

培育钻石产品在晶体结构完整性、透明度、折射率、色散等方面可与天然钻石相媲美,是真钻石。培育钻石在颜色、粒度、净度等方面与天然钻石别无二致,区别在于形成方式和产能影响的稀有程度,天然钻石形成于数亿年前,而培育钻石在实验室中只花费数天或数周时间。

几个关键时间节点:

1)起步:1955 年,美国通用电气公司(GE 公司)公开宣布采用静压熔媒法(简称 GE 法)成功的合成了钻石;

2)突破:1970 年,美国通用电气用 GE 法合成克拉级(大于 5mm)的宝石级钻石;

3)规范:2016 年,国际合成钻石协会(简称 IGDA)成立,总部设立在美国;

4)承认:美国联邦贸易委员会(简称 FTC)在最新出台的珠宝业准则中拓宽了“钻石”一词的所指:除了从钻矿中挖掘出的天然钻石,也将人工合成钻石包括在内。

5)品牌化+降价:2018 年,提出“钻石恒久远、一颗永流传”的 DeBeers 推出培育钻石品牌 Lightbox,其对培育钻石的定价为 800 美元/克拉,颜色普遍为 J-G,净度普遍为 VS2,切工为 VG,该价格仅为同等级天然钻石的几分之一。

六、培育钻石产业链及相关公司

培育钻石产业链培育钻石产业链可以分为三大环节:上游培育钻石原石制造、中游加工打磨、下游终端零售。

“中-印-美”:“生产-加工-消费”。

中国等培育钻石原石供应商,生产制造的培育钻石原石 95%流向印度进行人工打磨、切割、加工,其中印度苏拉特市(Surat)被誉为“世界钻石加工厂”;加工完毕后经终端多家零售品牌购入并出售给消费者,其中美国消费了全球 80%培育钻石份额(2020 年美国培育钻石产值渗透率 4%,2021 年约 8%,2020 年全球培育钻石产值渗透率约 2.4%);中国培育钻石概念兴起较晚,目前整体市场消费占有率及渗透率较低(2020 年中国产值渗透率 1.9%),未来提升空间大。

培育钻石产业链呈现微笑曲线形态,上游天然及培育钻石生产毛利率约 60%-70%,中游加工依赖 大量人力毛利率约 10%,下游零售品牌溢价加成毛利率约 60%-70%。

1.培育钻石上游产业链

上游环节主要包括培育钻石原料供给、设备供应及合成等,产能主要分布在中国(约占全球 40%供应);中游从事切割、打磨、抛光等加工及原石贸易等需要大量劳动力投入,主要集中在印度;下游多家欧美珠宝商从事培育钻石成品钻零售,涉足品牌主要为天然钻石开采商一体化布局、传统钻石珠宝商丰富产品矩阵、新兴培育钻石品牌商、培育钻石生产商一体化布局等。

培育钻石售价约为天然钻石 30%:

以 1 克拉 I 色 SI 净度钻石为例,其需 3 克拉培育钻石原石制造而成,培育钻石原石制造商产品售价约 4500 元,毛利率 60%-70%;产品经打磨加工后,裸钻售价约 5000 元(打磨环节毛利率 10%);经销商通过直销/代销方式出售给终端零售品牌商(经销商毛利率 30%-40%),品牌商经过进一步设计、加工、搭配制造成成品首饰,售价约 2 万元(零售毛利率约 70%),同品级天然钻石售价约 6-7 万元。

培育钻石原石产业链,由核心零部件供应商、六面顶压机供应商及培育钻原石制造商组成。

铰链梁等核心设备主要由我国多家重工集团进行供应,其随生产的不断大型化,有效提升了六面顶压机的腔体体积和产能效率。

中国几乎集中全球高温高压法培育钻石原石制造,核心设备六面顶压机设备主要供应商包 括国机精工子公司三磨所等,其中黄河旋风自行设计后外采零部件组装,中兵红箭外购部分压机,同时外采核心零部件自行组装。

上游看中国,中国看河南,市场存量压机 3000-4000 台:河南省培育钻石企业技术成熟、拥有自主组装合成压机工艺,形成研发、生产一体化的培育钻石产业集群。

根据超硬材料网统计数据显示,目前全行业用于培育钻石压机保有量约 3000-4000 台;其中力量钻石主要外采压机设备,黄河旋风及中兵红箭具备自主设计压机能力,通过外采部分设备+外采核心零部件自行组装等方式取得压机。

河南产业集群打造我国培育钻石重镇。

郑州国机精工下属子公司三磨所作为我国磨料磨具起始研发单位,自上世纪六十年代成功自主研发第一台六面顶压机以来,经过多年产业积累及协同发展,通过 2001 年中南钻石突破人造金刚石生产核心技术----粉末触媒合成技术,使得中国金刚石制造技术与国际同步,河南也成为全球领跑国际超硬材料技术创新的重要创新地。目前全河南已有超过 200 家超硬材料制造企业,供应全球超 80%金刚石需求,形成“压机零部件-压机整机生产-超硬材料制造-打磨加工-终端零售”的全产业链。

2.培育钻石中游产业链

中游看印度,占全球 95%钻石加工市场份额:低毛利加工行业,中游加工产量是上游天然钻石开采量的“晴雨表”,“钻石加工帝国”印度占全球钻石加工份额的 90%+。

钻石中游加工环节包括毛坯设计、划线、锯石、打边、抛光等,属劳动密集型行业,较难实现自动化生产,且技术同质化较高;印度自上 20 世纪 50 年代起,凭借丰富廉价劳动力+先发优势,逐渐成为全球最核心的钻石加工国和成品钻出口国,其中印度苏拉特市(Surat)被誉为“世界钻石加工厂”,占市场份额近 95%。

2019-2021 年印度培育钻石毛坯全年进口额为 2.63/4.40/11.30 亿美元,CAGR 为 107%。2022 一季度印度培育钻石原石进口额同比增长 105%,行业景气度持续向上。

3.培育钻石下游产业链

培育钻石下游产业链下游看欧美:资深品牌开辟新航向,巨头“带队入坑”培育钻石市场,美国培育钻石零售额占全球约 80%。施华洛世奇 2016 年推出旗下培育钻石品牌 Diama 为起始,越来越多的参与者开始布局培育钻石的终端零售环节,国际天然钻石龙头 DeBeers 于 2018 年 5 月推出培育钻石品牌 Lightbox。

2019 年 10 月起,全球最大的钻石珠宝零售商 Signet 开始在旗下 Kay、Zales、Jared 三个品牌线下门店销售培育钻石,在美国的门店数量超过 2400 家。

同时随着培育钻石产业的兴起新锐品牌如小白光、凯丽希不断涌现,目前全球培育钻石零售终端主要集中在美国,美国共拥有