摘要：（报告出品方/作者：国盛证券，鞠兴海、赵雅楠、张望）1. 起源演进：培育钻缘何存在？金刚石为自然界中已知最坚硬的材料，凭借独特的物理及化学属性可被广泛应用于工业 领域，其中晶体纯净、美观优质的金刚石可打磨为钻石用于珠宝消费领域。但天然金刚 ...
（报告出品方/作者：国盛证券，鞠兴海、赵雅楠、张望）
金刚石为自然界中已知最坚硬的材料，凭借独特的物理及化学属性可被广泛应用于工业 领域，其中晶体纯净、美观优质的金刚石可打磨为钻石用于珠宝消费领域。但天然金刚 石作为高度稀缺的不可再生资源，全球储备量高度有限，且开采难度较高，周期较长， 资金投入量大，因此人造金刚石技术应运而生。当前三大主流人造金刚石产品为：金刚 石单晶、金刚石微粉、与培育钻石。
金刚石单晶：由高温高压法或化学气相沉积法形成的人造金刚石晶体，根据产品形 态与粒度范围可划分为磨削级（35/40-325/400）、锯切级（16/18-70/80）、修整 级（30/35 及以粗）三类，分别用于磨削工具、锯切、钻探工具、单粒或多粒修整 工具等超硬材料制作，可应用于建筑建材、勘探采掘、机械加工等工业制造行业。
金刚石微粉：由金刚石单晶经过粉碎或动压等物理作用形成粒度较小的超细磨料， 并根据粗端粒径大小划分为研磨用微粉（7μm 以下）、线锯用微粉（7-14μm）、和 金刚石微粉（大于 14μm）三类，分别用于超精密光整加工、金刚石线锯等超硬材 料切割、石材玻璃等磨削切割工具。
培育钻石：为净度、颜色等级优异的宝石级金刚石单晶，其制造工艺与程序与金刚 石单晶合成过程相同，核心差异在于石墨芯柱与金属触媒的配方决定最终产品形态 与品质。培育钻石参照天然钻石 4C 标准，以重量、颜色、净度、切工四大参数划 分品级。
金刚石合成技术起源于海外，兴盛于中国。海外工业革命迸发金刚石需求，1797 年英 国化学家 Smithson Tennant 率先确定金刚石为碳元素组成的化学物质，金刚石合成理 论历经各国科学家不断补充丰富后最终由美国通用电器公司于 1954 年采取高温高压法 合成首颗金刚石。1980 年日本科学家者 Setaka、Matsumoto 等人首次在低压条件下采 用化学气相沉积法（CVD）合成金刚石膜开启海外 CVD 研究热潮，2011 年美国 Apollo Diamond 公司利用微波等离子体 CVD 法进行同质外延，生长出能与天然钻石媲美的人 工钻石，此后 CVD 作为主流合成技术在海外广泛应用于大颗粒高品级的宝石级金刚石 合成。
而 20 世纪中叶由于经济、文化、政治环境等特殊性以及 CVD 技术的专利保护，我国人 造金刚石技术长期受海外封锁严重，技术成长路径以自研的高温高压法为主，1965 年 郑州磨料磨具磨削研究所联合济南铸造锻压机械研究所共同研发出第一台 6×6MNDS-023A 型铰链式六面顶压机，合成我国历史上第一颗人造金刚石。21 世纪以来粉末触媒 技术突破与碳化钨顶锤质量提高加速我国磨料级金刚石单晶合成技术发展，至 2005 年 时我国已稳居世界第一大人造金刚石生产国，金刚石产量达 35 亿克拉，占全球产量 70% 以上，年出口量 5 亿克拉，至 2015 年时我国金刚石产量已达 151 亿克拉，占全球总产 量的 90%以上，年出口量达 23 亿克拉，HPHT 高温高压法大颗粒金刚石单晶技术已处 于世界前列。
二分天下：培育钻技术之格局。历史与科技等多重因素决定海外金刚石合成技术以CVD 为主，我国合成技术以 HPHT 为主。据贝恩咨询《2020 全球钻石报告》，2020年全球培 育钻产量约 700 万克拉，分技术看，全球 CVD 与 HPHT 产能结构相对均衡，美国、印 度、新加坡、西欧及中东等地区以 CVD 技术为主，合计产量约 400 万克拉，其中 CVD 产能占据 90%以上。中国与俄罗斯为 HPHT 技术生产大国，90%以上的产能为 HPHT 法合成，其中我国为第一大培育钻石生产国，年产钻石约 300 万克拉，占全球总产量的 41.67%。分地区看，行业市场格局高度集中中国、印度、美国、新加坡等 CR4 合计占 据全球 93%以上的份额，对应产量分别达 300/150/100/100 万克拉。
HPHT 产能高度集中，CR4 至少占据 75%以上产能。河南省为我国第一大超硬材料产 业基地，以成熟的 HPHT法贡献了全国 75%的金刚石产能。成熟的产业集群具备完整的 产业链与优质的配套设施，丰沃的产业环境下诞生了中南钻石、黄河旋风、力量钻石、 豫金刚石等领先企业。据超硬材料上市公司黄河旋风央视财经访谈披露，2020 年公司 培育钻产量占据我国总量的 1/3，根据贝恩咨询报告数据，2020 年中国培育钻产量达 300 万克拉，黄河旋风对应产量约为 100 克拉。中兵红箭旗下子公司中南钻石公告自身 人造金刚石产销量位居世界第一，由此推测中南钻石产量至少和黄河旋风相当。力量钻 石招股书披露，2020 年公司培育钻产量达 13.64 万克拉，对应占比达 4.55%。2020 年 豫金刚石超硬材料收入达 4.25 亿元，假设培育钻业务占比 20%，相关收入规模可达 0.85 亿元，中南钻石，黄河旋风，力量钻石，豫金刚石等行业 CR4 合计至少占据我国 75%以上的培育钻石产能。
由技术原理出发，当前全球培育钻石合成技术可分为高温高压法(HPHT)和化学气相沉 积法(CVD)两大类：
2.1 合成理论：HPHT 与 CVD 各有千秋
化学气相沉积法(CVD)原理：在高温低压环境下从含碳气体中分离出活性碳原子后在沉 积环境下交互生长形成金刚石晶体。当前技术根据沉积设备差别可分为热丝法 CVD （Hot filament CVD）、直流电弧等离子体喷射 CVD（Direct current arc plasma jet CVD）、 微波等离子体 CVD（Microwave plasma CVD）、火焰燃烧 CVD 法等四大细分技术，以主 流 MPCVD 法为例，合成环节可分为三大阶段：1）碳原子分解：高温低压条件下通过 微波产生交变电磁场激发氢气与甲烷混合气体形成碳基等离子体活性基团；2）活性碳 运输：在温度与浓度梯度的诱导下，等离子体中活性碳基团输运到衬底表面并逐步聚集 在成核能较低的位置；3）晶体生长：当碳团簇尺寸大于成核临界尺寸时便形成稳定的 金刚石晶核，晶核吸附碳原子和基团逐渐生长。CVD 技术下金刚石晶体生长速率缓慢， 合成周期较长，MPCVD 设备中 1 克拉金刚石平均生长周期可达 1 个月。
CVD 法产品特点：大克拉、高净度、低色级。CVD 技术原理决定产品品质：1）沉积设 备决定大颗粒：CVD 法无需高压条件，反应腔室较大，更适用于培育大颗粒金刚石。2） 气体反应决定高净度与低颜色：CVD 技术的气体反应过程中固体颗粒杂质含量低，易生 成高净度产品，但由于金刚石纯度控制条件苛刻，生长速度缓慢，需要通入氮气、氧气 等辅助气体提高生长速度至 50-150μm/h。反应过程中易出现氮-空位缺陷导致成品呈黄 褐色，并需要热处理再次改色。3）沉积原理导致双折射现象：CVD 法下金刚石逐层生 长，层间晶格不匹配产生双折射现象并导致成品表现模糊。
高温高压法(HPHT)原理：模拟天然钻石生长的高温高压环境，使石墨中的碳元素发生 相变生长为金刚石晶体。HPHT 法可细分为静压触媒法、静压直接转变法与晶种触媒法， 分别用于磨料级金刚石、金刚石微粉和宝石级金刚石的生产。生产流程可分为五大环节： 1）制备石墨芯柱：将石墨粉、触媒粉、母粉（包含碳化物、Co、稀土元素的组合添加 剂）、催化剂以一定比例混合压制。2）组装合成块：石墨芯柱与复合块、辅件等密封 传压介质组装形成合成块。3）合成棒料：高温高压环境下活性碳原子在晶种上析出生 长为金刚石棒料，期间生长速度可高达 1000μm/h，合成时间仅需 20-50 分钟，培育钻 石生长则需数天到数周。4）提纯处理：通过化学法去除表面杂质并分离金刚石。5）分选检测：通过筛分、选形和磁选等工艺分为不同粒度、形状和品级的产品。
HPHT 法产品特点：小克拉、低净度、优颜色。1）合成设备限制大克拉突破：六面顶 压机环境封闭，有限的碳源制约金刚石单晶颗粒度，其次 HPHT 合成晶体通常含有包裹 体与熔坑，后续切割打磨会降低晶体颗粒度。2）固体触媒降低净度等级：合成过程中 熔融金属与碳源、金刚石共处腔室，金刚石时易受生长速度影响出现包裹体问题混入杂 质。3）技艺成熟可直接产出无色单晶：HPHT 技术具备较快生长速率，无需通入氮气 等辅助气体，同时核心厂商也可通过添加铝、钛和铜等除氮剂稳定产出无色金刚石单晶。 良品率为衡量 HPHT 培育钻石工艺的指标之一：良率为单次合成产品中高品级金刚石比 例，高良品率意味着单次合成中大颗粒、高净度、优颜色的产品占比较高，而掺入杂质、 颜色较差或颗粒度小的产品则为次品，去除杂质后则被切割为碎钻。
从技术理论出发，HPHT 与 CVD 各有优劣：两者采用完全不同的合成原理和合成技术， 生产出的产品各具特点，并不构成替代关系。工业领域中，高温高压法用于培育小颗粒 金刚石单晶，能应用于制作超硬材料，化学气相沉积法主要用于生长单层金刚石，可应 用于光、电、声等功能性材料。消费领域中，高温高压法技术成熟，可稳定合成 1-5 克 拉的培育钻石，生长速度较快，成本优势明显，缺点为技术原理限制培育钻石尺寸上限， 金属包裹体问题难以解决，易引入氮杂质元素导致色级较差。化学气相沉积法优点为可 合成 5 克拉以上的大颗粒培育钻石，技术本身可实现极高的产物纯度，缺点为制备高品 级金刚石培育周期极长，成本高昂，且产物存在晶格错位造成的双折射现象等缺陷。
2.2 合成壁垒：生产设备与技术并行
微波发生器与速率控制共筑 CVD 工艺壁垒
微波发生器等精密仪器为 CVD 设备的核心要素。CVD 技术仍处研发阶段，合成工艺复 杂，沉积设备、衬底、合成环境、合成气体、辅助气体等影响要素众多。其中微波发生 器为微波等离子体装置提供能源，将电能转化为额定功率的微波能量并电离含碳气体。 微波发生器的稳定性极为重要，刻蚀时输出功率的波纹系数过高则会出现刻蚀缺陷，功 率过低会降低金刚石晶体生长速度，功率过高或不稳定则导致金刚石晶体外形不完整。 微波发生器为高科技的精密仪器，其输出功率受磁控管转化率、阴极负高压、阳极电流、 磁感应强度、工作波长等因素共同影响，当前国产微波发生器在稳定性方面处于瓶颈期， 设备高度依赖海外进口。
CVD 技术的核心在于维持反应速率与产品色级的平衡。1）碳源气体：合成气体的种 类与浓度等配方高度影响晶体生长模式，含碳气体浓度过低时会严重制约晶体生长速 度与体积，而浓度过高时则会在钻石合成过程中形成多晶金刚石与石墨等形态。2）辅 助气体：CVD 反应过程中需要通入氮气、氧气、二氧化碳等混合气体作为催化剂加速 反应过程，其中氮气含量高度影响钻石产品的颜色等级，含量偏高时则导致晶体颜色 泛黄。实际生产过程中，大部分产品仍需通过高温高压或低压高温等方式进行改色处 理，期间产品净度或受工艺水平影响降低，并增加综合生产成本。
专利保护为 CVD 技术习得性最大限制。CVD 设备供给充裕，技术入局门槛相对较低， 可在短时间内实现培育钻石生产，但我们认为 CVD 技术尚未成熟，核心工艺与降本增 效仍受海外专利限制。国内高温高压法技术龙头自 2015 年起就相继开展 CVD 研究，其 中仅有中兵红箭于 2020 年达国际主流水平，当前我国培育钻产能仍以 HPHT 技术为主 导。我们推测技术限制与降本增效仍为 CVD 的首要难题，尽管入局门槛较低，但技术 阶段差异显著，以海外 CVD 技术先驱 LightBox 为例，2 英寸托盘-慢速生长-低良率的技 术效益仅为龙头水平的 1/36。其次 CVD 为海外自研技术，受到知识专利等高度保护， 2020 年卡内基研究所与 WD 公司对六家 CVD 企业提起专利诉讼。据 USPTO 统计截至 2022 年 5 月 MPCVD 法涉及专利数已达 159 个，当前国内 CVD 厂商规模尚未成体量， 但专利限制仍是未来 CVD 厂商须直面的难题。
HPHT 合成壁垒：设备、技术、人才缺一不可
1965年以来我国首次通过自主研发的六面顶压机与HPHT工艺合成第一颗人造金刚石， 历经数十年技术演进与迭代，头部厂商 HPHT 技术已达登峰造极之水平，生产环节中的 设备、技术、人才壁垒高筑，均具备高度不可复制性与垄断性。
设备壁垒：核心零件短缺，六面顶压机供给有限。六面顶压机为合成环节的关键设备， 压机制造技术壁垒高企，生产品质高度影响培育钻生产效率与质量，其中核心零部件铰 链梁生产难度较高，供给极度短缺。铰链梁为六面顶压机中的受力部件，以前、后、左、 右、上、下等六个方位相互铰接对称布局，在单缸 110MPa 的超高压状态下承担支撑承 重作用。铰链梁在制造过程中由于季节与气候等因素或产生杂质、气孔易存在疏松、夹 杂、偏析等缺陷，导致铰链梁在长期交变载荷使用时发生断裂导致压机寿命缩减。当前 国内具备高品质铰链梁生产能力的头部企业仅二重集团一家，六面顶压机供应商仅有国 机精工旗下郑州三磨所、洛阳启明超硬材料、焦作天宝桓祥机械、桂林桂冶、东北营口 鑫源等五家企业，我们测算行业六面顶压机年产能仅为 1000-1200台，压机供给短缺高 度限制培育钻产能扩张。
压机采购金额庞大，下游合作高度连结。六面顶压机交易模式为现金批量采购，单次 订货对于资金需求庞大。参考力量钻石招股书，2020 年三磨所采购的 φ800锻造压机均 价已达 93.43 万/台，行业高景气度延续之下，六面顶压机涨价趋势持续延续，参考 2022 年力量钻石与黄河旋风募集说明书单台压机采购价已提升至 170 万元/台左右，批 量采购对于新进厂商的资金实力要求逐步提高。其次设备生产商与毛坯制造商合作关系 密切，以力量钻石为例，公司购置的新型号六面顶压机主要来自于国机精工与东北营口 两大厂商，行业新进者难以获得高度紧缺的设备资源。
工艺壁垒：石墨芯柱配方与梯度法设置为核心工艺。合成工艺中的配方与生产参数控 制需长期积累与不断试错优化，其中（1）合成块结构复杂：合成块成分比例与结构设 计复杂，细微差异可对终品产生明显影响。石墨芯柱合成块配方主要包含发热体、绝热 体、功能体三大部件，分别对应热量提供、温度隔绝、与碳源合成的作用，并起到传压、 密封、保温、绝缘、支撑等多重功能。（2）触媒配方非标化：不同配方可形成不同碳 化物，其核心工艺是把握速率与品质的平衡。可用于反应的触媒包括金属单质（铁、镍、 钴、锰等 12 种元素）及其合金、非金属单质（硫、磷）、氧化物及无机化合物，对合成 金刚石的结晶形态、包裹体、色泽等均有显著影响。如触媒中 Ni，Co，N元素浓度与金 刚石生长速度相关，局部的温度变化与元素分布也将影响单晶合成后的外形尺寸。（3） 温度梯度法应用：合理温度与梯度设置可控制金刚石生长过程。其中金刚石生长速度取 决于温度梯度，生长方向取决于梯度方向，梯度设置过大导致碳原子扩散速度过快，易 自发成晶或出现金属包裹体；梯度设置过小，难以或需极长时间形成大尺寸金刚石。
研发壁垒：科技团队与研发投入为核心竞争力。培育钻石合成是需要大量研发投入的 高新工艺，技术提升路径围绕大克拉突破、单产量增加、良率提升以及彩钻工艺等方向 展开。2021 年我国 A 股培育钻厂商平均研发费用率高达 4.59%，平均研发人员占比高 达 18.39%，其中 HPHT 技术顶流中兵红箭全年研发费用 3.45 亿元，研发人员总数达 1681 人。培育钻石生产环节众多，流程与工艺复杂，每道工序均采取高度保密。以力 量钻石为代表的上市公司积极推进股权激励计划，深度绑定公司发展与员工利益，并通 过与核心技术人员签署《保密协议》、《竞业禁止协议》等保密合同防范人才流失，保护 公司利益。研发与技术端的积累绝非一朝一夕，行业新进厂商难以依靠短期投入与地位 稳固的制造龙头匹配竞争。（报告来源：未来智库）
2.3 实际应用：我国 HPHT 占据成本与技术优势
实际生产中，我国头部 HPHT 厂商占据技术与成本优势。我国培育钻石头部厂商 HPHT 技术积淀丰富，已突破传统工艺“小克拉、低净度”等限制，可稳定地批量化生产高品 级培育钻石。以中兵红箭为代表的 HPHT 厂商合成工艺已达登峰造极的水平，可稳定生 产 10 克拉，D-E 色，VVS 净度级别的宝石，并逐步运用改色原理，合成红、黄、蓝、 绿、紫等多色人工彩钻。而当前 CVD 技术仍处研发进展的瓶颈期之中，尚未达到高度 成熟的阶段，无法直接合成优等颜色钻石，仍需通过后续改色工艺进行弥补，净度品质 也或因此受损，技术综合竞争力弱于 HPHT 法。
海内外 CVD 厂商仍面临合成速度与生产效益之间的矛盾，生产成本仍居高不下，主要原因 系 1）合成周期缓慢：CVD 技术为气体离解反应，金刚石单晶生长速率缓慢，培育钻石生 产周期长达 1 个月，在合成速度与效率上无法与 HPHT 工艺竞争。2）耗能居高不下：CVD 法的主要生产成本为电费与设备折旧费等制造费用，用于离解含碳气体的微波发生器功率 耗能较高，制备过程中还需冷却、电解氢气等高耗环节，核心装置磁控管、冷却装置、制 氢站耗电显著，1 克拉 CVD 培育钻耗能可达 100-200KWh，而 HPHT 技术耗电峰值功率仅 为 30KW，维持压力的功率仅 5KW。从成本管控角度出发，CVD 技术在单位制造环节仍面 临明显的改善瓶颈。
短期看好 HPHT 法在培育钻石领域的竞争优势，长期展望 CVD 技术延展应用。HPHT 与 CVD 两大人造金刚石合成技术在原理与应用角度各具千秋，对比当前技术阶段而言， 成熟的 HPHT法可凭借低成本、高效率、优品质等特点占据我国钻石合成技术主流，而 仍处研发中的 CVD 技术尚未完成效率与品质的协调，在培育钻石生产领域的综合竞争 力弱于 HPHT 法。展望未来技术演进终局，两类技术应用将呈现分化趋势，其中 HPHT 在批量化小克拉钻石生产中的行业地位将持续稳固，CVD 技术下的片状金刚石有望拓 展工业半导体等精密领域应用。
海内外厂商在高利润率驱动之下纷纷加速扩产计划，以河南 982 计划与海外 CVD 扩产 为代表的产能规划再次聚焦市场热度问题：当前行业产能是否过剩？基于行业供需变化 与技术路径判断，我们认为当前行业优质产能依旧面临紧缺状态，主要支撑依据为 1） 当前各厂商扩产计划尚未落地，实际投产仍需时间；2）由技术路径出发，“产量”与 “质量”不可兼得；3）行业景气度高下，产能大幅放量仍无法满足下游需求。
海内外新进厂商众多，行业扩产规模可观。高利润率与需求驱使下，扩产为行业大势 所趋，海内外龙头企业纷纷公告培育钻扩产计划。1）以河南为代表的产业集聚地在 2022 年初推出“982 计划”，其中涉培育钻项目 6 个，总投资额近百亿元，规划产能超 180 万克拉。2）我国上市公司扩产幅度领先，中兵红箭、黄河旋风、力量钻石等核心 制造厂商产业资源丰富，率先突破产能瓶颈制定未来规划，其中中兵红箭 12 万克拉 HPHT 法产线已于 2022 年初竣工验收，培育钻石二期项目稳步建设；力量钻石 IPO 募 资建设的宝晶项目推进有序，另有 40 亿定增项目已获深交所受理，预计商丘力量钻石 科技中心与力量二期项目合计建设产能达 200 万克拉；黄河旋风拟投资 8 亿建设年产 58.66 万克拉培育钻石产业化项目。3）沃尔德、国机精工、富耐克等多家厂商宣布进 军培育钻生产，其中沃尔德计划投资 3.3 亿元重点建设 20 万克拉的培育钻生产线。4） 海外厂商扩产计划可观，以 Diamond Foundry 为首的 CVD 制造商计划建设西班牙工厂 并持续优化华盛顿工厂产能，规划完工后年产量可达 1500 万克拉（含半导体产能）。
国内 CVD 综合竞争力弱，海外优质 CVD 扩产不及预期。我国自产 CVD 核心零件微波 发生器性能与稳定性均未成熟，制造厂商仍面临专利与设备引进限制，尚未把握扩产主 动权。从技术阶段而言，国内 CVD 技术仍处于研发阶段，综合经济效益无法与头部 HPHT 技术直接竞争，难以在短期内实现大规模扩产。印度制造商扩产预期虽再度引发 市场热议，但我们认为海外 CVD 同样面临质量与产量的抉择，优质产能落地不及预期。 在行业终端需求相对稳定的前提下，印度供给端短期放量势必造成国内进口需求与行业 均价下跌，但今年以来印度国内培育钻毛坯进口需求庞大， 一季度累计进口额达 5.11 亿美元，同比增速达 157.61%，超同期培育裸钻出口增速 28.36pcts，其中 3 月毛坯进 口增速达 157.61%，创近期新高，并超出同期出口增速 98.94pcts。我们由此推测迄今 为止印度国内 CVD 培育钻实际扩产进度不及预期，高品级的优质培育钻产能依旧紧缺。
HPHT终端竞争优势明显，受CVD扩产冲击有限。从生产效益而言，HPHT技术成熟， 生产效率与成本优势明显，对比 CVD 技术在终端的规模与效益竞争亮点凸出。从产品 本身出发，CVD 与 HPHT 各有市场，产能替代性弱。培育钻终端以 4C 等级为标准划分 定价，我国龙头企业的 HPHT 产品在克拉数、净度、颜色等方面均具备明显优势，在海 外终端认可度较高。而 CVD 厂商技术实力相对较弱，仍需通过后续改色工艺调整产品 的颜色与净度等级，且加工过程与改色历史将被记录于产品鉴定证书中，对于 HPHT 产 品的威胁性较弱。
4.1 美国市场：培育钻兴起之源
美国为世界最成熟的培育钻消费市场，2019 年占据全球 80%的培育钻珠宝零售额。 由供需角度出发，我们详细拆解美国之所以为培育钻石第一大消费国的原因，并由此探 讨全球其他地区是否也具备培育钻石市场的发展潜力。供给方面，美国率先应用培育钻 石合成技术并付诸商业化，以 De Beers 为首的品牌商布局掀起培育钻商业化巨浪；需 求方面，钻石以 61%的消费占比位列美国最受欢迎的宝石，多元开放的珠宝文化为培 育钻石发展提供优质土壤，在品牌商与官方助推下逐步开展消费者教育。
美国为培育钻起源地，率先应用合成技术与商业化。美国近代科研积累雄厚，超硬材 料领域技术领先，人造金刚石的理论基础于 1947 年在美国首次提出，随后化学气相沉 积法（CVD）以及高温高压法（HPHT）合成法分别于 1952 和 1954 年被美国联邦碳化 硅公司和通用电气公司成功应用。1971 年美国通用电气公司培育出首批珠宝级人造金 刚石单晶，标志着合成工艺已进入宝石级别，并为未来商业化打下基础。美国引领钻石 商业化与品牌化进程。千禧年以来培育钻逐渐驶入商业化发展道路，以 DIAMOND FOUNDRY为代表的美国培育钻石品牌于2016年在全球范围内开售首批培育钻石产品并 引爆市场关注，2018 年天然钻石龙头 De Beers 入局培育钻领域再度掀起全球零售热潮。
时尚新潮的珠宝文化更易接受培育钻石。珠宝是人类文明价值取向与情感的重要载体， 对比欧美珠宝文化，珠宝作为欧洲皇室与贵族的地位象征，在情感寄托与表达方面常与 “地位”、“财富”等词眼挂钩，在首饰审美中也高度体现对于宫廷、奢华、典雅的风格 追求。而在美国年轻、开放、多元的社会环境下，珠宝风格多元，彰显个性、时尚新兴 等风格更受追捧。顶尖珠宝品牌蒂芙尼（Tiffany & Co.）即主打简洁鲜明的设计风格， 1866 年首创白金六爪钻戒使世界发现极简的魅力，以潮流化笔触传递“勇气、力量和 乐观”等文化价值。以玻璃、水晶、莱茵石为原料的珠宝品牌 Kenneth Jay Lane 备受好 莱坞影星与社会名流的喜爱。美国消费者相对弱化珠宝在身份地位等方面的取向表达， 更注重个人魅力与时尚新潮的价值追求，在文化与价值取向上对培育钻接受度更高。
品牌商率先布局市场教育。早于 2012-2016年美国消费市场已出现 Diamond Foundry、 Brilliant Earth、Diama 等实验室培育钻石品牌，率先建立消费者教育。2018 年 5 月天 然钻石巨头戴比尔斯转变反对态度，宣布创立培育钻石品牌 LightBox Jewelley，并在官 网首页开设“LEARN”专栏设置“培育钻石 vs 天然钻石”、“培育钻石 vs 仿钻”等科普 内容转变消费者认知。同年施华洛世奇宣布旗下培育钻品牌 Diama 从宝石部门转移至 奢侈品部门—Atelier Swarovski，旨在消融消费者对于培育钻石低端、廉价的认知标签。
消费者教育成果显著，培育钻认知持续提升。2018 年美国消费者对培育钻石品牌的认 知程度显著提升，了解 Diama、Brilliant Earth 以及 Diamond Nexus 品牌的消费者比例 达到 20%以上。2021H1 期间 The Plumb Club 的美国珠宝市场内参报告显示，79%的 美国消费者中已意识到培育钻石的存在，其中 59%的人群真正了解培育钻石与天然钻 石区别，高达 83%的消费者愿意考虑购买培育钻石制成的时尚类型珠宝，并有 65%的 消费者愿意接受培育钻石作为婚戒。从整体比例来看，当前美国消费者对培育钻石的认 知度与认可度已经达到较高水平，美国市场对消费者针对培育钻石的教育成果显著。
4.2 放眼全球：走向多元、走向成熟、走向世界
培育钻石在性价比、设计感、可持续性方面均具备天然钻石无可比拟的优势，通过复盘 美国培育钻石市场兴起的原因，我们 积极看好未来终端需求发展的可持续性，消费需 求的增量动力主要来自于以下三大维度：1）消费场景拓展：由婚庆走向多元；2）渗 透率提升：由新兴走向成熟；3）区域潜能挖掘：由美国走向世界。
消费场景：不止是婚恋。培育钻价格带分布宽泛，通过 4C 分级可覆盖高中低端价格区 间，零售价仅为天然钻石的 1/3，向上可与婚庆珠宝竞争，向下可替代时尚首饰。婚恋 场景下，价格优势伴随克拉数呈指数级增长。据 MVI 的培育钻石市场需求调查结果显 示，北美地区约 2/3 的消费者愿将培育钻作为订婚戒指的主石头。我们选取小白光、凯 莉希、Dimond Foundry、LightBox、Brisal&Relucir 波琳克琳五家培育钻品牌与周生生、戴比尔斯、Cartier、Tiffany 四家天然钻石六爪经典戒托款式的 E 色 VS 净度钻戒为例， 50 分培育钻石均价为 7964 元，同品质的天然钻石价格为 41740 元，价格差异为 1:5.24， 而 3 克拉培育钻石均价达 14.20 万元，同品质天然钻石均价为 135.73 万元，价格差异 为 1:9.56。对于价格敏感型消费者而言，培育钻在婚庆的刚性消费场景中性价比优势明 显，可替代空间广阔。
走向时尚、悦己等多元应用场景。合成技术可赋予培育钻高净度、优颜色乃至异形与 彩钻等优势，对比天然钻石以及普通珠宝而言设计感与可塑性较强，更适用于风格多 元的时尚场景。在悦己与时尚等消费场景下，消费者更关注珠宝的社交性与炫耀性， 而相对弱化品牌的需求，据艾媒咨询的珠宝调研结果显示，2019 年仅有 36.4%的中国 消费者具有特定的品牌偏好。1）对比轻奢品牌：同一价格带上，消费者可购得更优质 的珠宝。在 3000-4000 元的价格区间上，APM、潘多拉、 施华洛世奇仅能提供银、锆 石、水晶、K 金制成的手链饰品，而小白光等培育钻品牌可 提供钻石饰品，在珠宝材 质上更具吸引力。2）对比高奢品牌：消费者饰品消费品牌粘性弱，高奢品牌溢价能力 相对不突出，同样的钻石饰品而言，小白光等培育钻品牌更具性价比优势。
培育钻石消费市场：由美国走向世界。天然钻石首饰消费格局中，美国、中国、日本为 全球前三大消费市场，2020 年市场规模分别达 32/9/5 亿元，培育钻消费格局中美国独 占 80%的份额，中国市场份额仅 10%，全球钻石消费市场差异显著。我们认为目前不 同市场下培育钻石需求差异原因主要系：1）消费水平差异导致珠宝首饰市场规模差异： 中国/印度天然钻石消费总量庞大，但由于收入水平差异，人均钻石消费金额仅为美国 的 5%-10%；2）消费者认知度导致珠宝结构差异：在欧洲与日本等经济环境与美国相 似的市场中，消费者对于培育钻石与天然钻石所承载的情感及价值认可度仍有明显区别。 我们认为未来中国、印度、日本、西欧为培育钻石消费的四大潜在市场。
培育钻等新潮文化下，珠宝结构调整仍有空间。珠宝作为情感体系的载体深受地区文 化的影响，以中国为例，2020 年中/美/日三国人均珠宝消费达 461/1216/926 元，其中 人均钻石珠宝消费分别为 4.96/105.60/40.07 美元，中外钻石消费差异远大于珠宝消费 体量差异。出于文化认同与价值观念影响，我国消费者更偏好黄金与翡翠饰品，在 2020 年珠宝消费结构中占比分别达 55.70%和 14.80%，而钻石消费占比仅 13.10%， 显著低于同期全球平均水平的 47.0%。即便在钻石消费比重较高的欧洲与日本地区，消 费者对于钻石寄托的情感价值取向也造成培育钻石消费规模差异，因此从珠宝消费结构 与文化角度来看，全球培育钻消费空间仍有较大提升机会。
品牌教育下，消费者认知度提升显著。全球培育钻品牌布局加速潜在地区终端认知度提 升，参考 MVEye 的《2021 年西欧培育钻石消费者调研报告》，当前欧洲消费者对于培 育钻的认知度已相对接近美国，已有 48%的调研消费者表示曾购买或受到培育钻饰品， 该比例较美国地区的 58%相对趋近，在已接触培育钻的调研人群中，73%的欧洲消费 者对培育钻持乐意了解或完全肯定的态度，该比例已超出美国市场的 61%，培育钻石 在欧洲消费者中的接受度已超出美国。我们认为未来伴随入局品牌增加与消费者教育建 立，培育钻石主打的“悦己、时尚、可持续”等消费理念逐步由美国走向世界，席卷全 球 Z 世代及千禧一代消费者，推动全球培育钻石消费市场高速增长。
全球培育钻珠宝市场规模测算：由于培育钻石与天然钻石消费属性相似，我们拆解全球 珠宝市场与钻石消费市场，并通过假设培育钻石在整体钻石消费中的比重变化预测未来 全球培育钻石终端消费规模，预计至 2026 年全球培育钻首饰消费市场有望达 196 亿美 元，未来 5 年 CAGR 达 35.54%，其中美国/中国/印度/日本/欧洲培育钻消费市场分别达 139/25/8/7/6 亿美元。
核心假设 1：全球市场：未来珠宝规模增速与彭博预期人均可支配收入一致， 2022-2026 年间钻石消费文化盛行下，钻石珠宝规模占比年均提升 0.3-0.6pct，其 中培育钻在钻石消费渗透率跟随供给扩张与品牌布局年均提升 1.80-2.60pcts，预 计至 2026 年全球培育钻终端消费渗透率达 16.40%。
核心假设 2：美国市场：上游产能扩张加速终端品牌布局进度，上下游联动推进培 育钻石消费渗透率提升，假设 2022-2026 期间年均提升 3-4pcts，至 2026 年美国 培育钻终端消费渗透率达 25.20%。
核心假设 3：中国及印度市场：未来中印两国珠宝市场规模增速与预期人均可支配 收入增速一致，Z 世代与千禧一代消费观念转变有望提升钻石在珠宝消费结构中的 占比，假设 2022-2026 期间钻石消费占比年均提升 0.3pct，培育钻石性价比优势在 发展中国家优势明显，消费者认可度提升迅速，假设中印两国培育钻/钻石珠宝市 场渗透率年均提升 2.0-2.8pcts。
核心假设 4：日本与西欧市场:欧日两地钻石消费文化盛行，但由于培育钻价值体 系构建与认可度低于美国，我们假设 2022-2026 期间欧日培育钻/钻石珠宝渗透率 年均提升 1.5-2.0pcts。（报告来源：未来智库）
拆分培育钻石价格传导机制，我们将单克拉的培育钻价格拆分为制造商、零售商与消费 者三大视角，逐一探讨各环节影响因素认为在上游产能加速释放的背景下，未来行业内 的供需平衡将自上而下传导并驱动各环节定价回归理性，毛坯钻出厂价与裸钻零售价格 下降为培育钻石行业发展的必然趋势，产能突破与品质提升将为制造商的核心竞争要素， 品牌建立与情感价值构建为下游零售商重塑定价的机遇。
5.1 如何看待毛坯价格趋势？
以力量钻石单克拉产品的成本与售价为例，我们拆解培育钻石毛坯价格 = 制造费用+供 需溢价（供需关系带来的利润加成）+研发费用+企业利润率，围绕各个环节出发探讨 最终毛坯价格的走势变化。我们认为生产技术是影响毛坯价格的核心因素，短期内在制 造费用稳定的条件下，毛坯价格受量产冲击有限，但长期视角下，毛坯价格势必跟随技 术升级与供需平衡逐渐下降。
短期视角：当前技术阶段下制造费用固定。培育钻石合成为高新制造领域，技术演进 远非一蹴而就，短期内技术突破有限，生产与制造成本仍将维持相对稳定。参考力量钻 石单位产品成本拆分结构，2020 年培育钻石生产成本为 90.43 元每克拉，其中直接材 料、直接人工与制造费用占比分别达 1.10%/8.83%/90.07%，期间制造成本同比降幅 仅1.81%。当前技术阶段下，单次合成时长与对应电力损耗恒定，单炉钻石产出与品质 等级稳定，短期内电力损耗与设备摊销等固定制造费用下行空间极其有限，仍是支撑毛 坯价格下降的压力点。
短期产能冲击下，仅小克拉毛坯价格受损。复盘培育钻发展历史，扩产路径主要有 1） 生产设备增加；2）技术改进提高单产；3）实现产量与质量的取舍。培育钻毛坯最终 由行业供需共同定价，在当前生产设备紧缺与技术进展有限的前提下，行业短期扩产仍 以小克拉与低品级的产品为主，因此目前产能扩张将仅驱动小克拉毛坯价格在回归供需 平衡下，高品级大克拉毛坯供给仍然紧缺，对应出厂价格相对稳定。
长期视角，技术提升是生产成本下行的根本动力。20 世纪中叶已出现宝石级金刚石单 晶合成术，但由于制造成本高昂，原料利用率与单产效率低等弊端未能批量商业化生产， 近年以来合成技术进入稳定成熟期后可批量生产宝石级金刚石，2017 年至 2020 年间培 育钻/天然钻石批发价格由 55%降至 14%，零售价格由 65%降至 30%，培育钻石商业 化已成为可能。长期而言技术迭代与规模效应可通过降低原料损耗，提升单产效率与质 量等方式放大产能空间，优化单克拉生产成本。
毛坯降价已成定局，产量与质量将为制造商未来突破口。展望培育钻石制造终局，技 术迭代与量产为行业发展的必然趋势，量增价跌的背景下迅速突破产能瓶颈与产品品质 的制造商有望收获超额利润。1）产能瓶颈突破：当前培育钻行业严重的供不应求现象 持续，高制造壁垒下新入局厂商及其有限，可迅速突破产能的存量竞争者有望抢占市场 份额，建立垄断与先发优势维护行业竞争格局。2）合成技术突破：行业量增价跌的大 趋势下，高品级大克拉宝石所受冲击小于低品级，掌握领先制造技术的上游厂商在定价 权的争夺中占据主动地位。
5.2 如何看待终端价格趋势？
自培育钻石步入商业化应用以来，全球培育钻终端价格/天然钻石价格比例持续下滑， 其中 2021 年同降 5pcts 至 30%。当前培育钻石下游珠宝品牌众多，市场竞争格局分散， 单一零售商对于裸钻的议价能力较弱，最终定价由行业供需共同决定。 品牌商视角下，终端短期价格维稳，长期价格呈下行趋势。从品牌商供给角度出发， 拆解培育钻零售价格=裸钻成本+行业供需溢价（供需关系带来的利润加成）+营销渠 道费用+品牌溢价+企业利润要求，我们认为短期内终端价格将由于高营销与渠道建设 费用高企维稳，长期视角中行业供需平衡自上而下传导，毛坯价格走低将驱动终端价格 持续下行。
裸钻成本跟随毛坯价格变动，未来趋势稳中有降。培育钻石价值链拆分环节与天然钻 石相似，其中毛坯钻成本在零售环节中占比约 20%左右，由于中游毛坯切割与打磨环 节壁垒极低，产业链中溢价能力较弱，在终端零售环节的价值占比仅 2%，我们认为未 来裸钻成本变化基本与毛坯价格同步，维持稳中有降的趋势，剩余 80%的价格拆分是 品牌、产品、营销与渠道等多维度竞争的共同体现。 零售环节短期营销与渠道建设费用高企。培育钻作为珠宝首饰行业即具备高营销需求 的基因，目前行业处于起步阶段，消费者教育与渠道布局费用高昂，零售商前期投放成 本是短期内支撑零售价格下降的压力点，长期伴随消费者教育与渠道建设完成，行业进 入成熟阶段，平均费用率也有望回落。
渠道体系尚未成熟，前期布局仍需投入。培育钻行业入局者多以新品牌为主，创立时 间多在 3 年以下，线上与线下渠道建设仍在起步阶段，对比成熟品牌流量与门店实力悬 殊。线上渠道中，初有起色的 Light Mark、CARAXY、Diamond Foundry 等培育钻品牌 网点粉丝数仅在 10 万人次以下，而潘多拉、周生生等成熟品牌粉丝数均接近 500 万人 次。线下渠道中，截至 2022Q1 黑马品牌小白光线下体验店仅 10+，同期周生生门店数 已有 872 家，短期内线上与线下渠道布局仍为培育钻品牌发展的当务之急。
产品设计与品牌溢价维持稳定。1）珠宝制造附加值高：天然钻石需要经历设计、铸造、 镶嵌、抛光等多个环节，在天然钻戒售价中的价值占比达 30-35%，珠宝设计与制造环 节在培育钻石零售价格拆分中占比高企且相对稳定。2）品牌溢价是零售环节的稳定基 调，也是长期积累的价值体现，同样材质的珠宝经历不同设计与品牌标签后在终端售价 的差异悬殊，以 925 银饰价格为例，GUCCI 等大牌售价可达 116 元/克拉，而普通品牌 售价仅 11.18 元/克拉，品牌溢价作为零售环节的高附加值仍将维持稳定基调。
消费者视角下，培育钻情感价值与投资价值体系构建尚未完成。从需求角度出发，我 们拆解消费者可接受的培育钻石价值=情感价值+观赏价值+投资价值，对比天然钻石， 培育钻由人工合成，彩钻、异型等美化工艺赋能高度的观赏价值，但我们认为当前培育 钻的投资与情感价值构建难度较大，是消费者视角下终端价格下滑的根本原因。
量产破坏稀缺性，投资价值建立困难。珠宝饰品行业的投资价值建立于稀缺性的基础之 上，不同于黄金的定价与评级体系，钻石类饰品在零售环节加价倍率高昂，本身保值性 与流动性较弱，仅有少数大克拉与高品级的天然钻石在稀缺性的基础上具备升值涨价的 投资能力。当前全球钻石零售行业尚未建立统一标准的评级与回收体系，钻石饰品在二 手交易市场往往出现降级评估的现象，回收价格在原价 50%以下。培育钻石作为工业品而言其稀缺性将伴随未来技术发展持续下降，在终端消费者认知的投资价值建立困难。
“悦己”与“时尚”标签削弱情感价值。复盘天然钻石营销历史，1947 年 De Beers 的 广告词“Diamond is Forever”开启钻石与爱情高度捆绑的纪元，将稀缺的天然钻石与 “真爱”绑定，赋予其高昂、珍贵的价格意义，成功打造了天然钻石的情感价值。培育 钻石由于出身不同，在终端的营销路径即主打“时尚”、“悦己”、“可持续”等标签，对 应终端的消费场景即为高频次，低单价的时尚场景，在未来轻奢与时尚等多元消费场景 应用的延伸下，培育钻在情感价值方面的表达将与天然钻石呈现明显分化，在终端售价 上的表现即为持续走低，适应更广阔的消费人群。
品牌价值构建为培育钻破局出路。由人工合成与科技量产的培育钻零售基调已定，难以 与天然钻石在情感及投资价值上抗衡，稀缺度的下滑与差异化的情感表达将带动行业平 均零售价格下滑。对于个体零售商而言，在培育钻已有价值体系上构建高溢价的品牌价 值或为终端提价的破局之路，参考国际奢侈品的成长路线，以品牌稀缺性提振终端价格。
6.1 中兵红箭：盈利拐点已现的超硬材料龙头
中兵红箭：行业地位稳固的超硬材料龙头。中兵红箭为中国兵器工业集团旗下上市公 司，主营业务涵盖超硬材料、特种装备和专用汽车三大板块，其中子公司中南钻石为世 界第一大超硬材料制造商，连续多年稳居工业金刚石与立方氮化硼行业产销量与市占率 首位，2021 年实现人造金刚石销量近 50 亿克拉，全年营收 75.14 亿元，归母净利润 4.85 亿元，2022 年一季度归母净利润改善明显，同增 191.03%至 2.81 亿元。
民品业务：引领行业定价，扩产动力充足。子公司中南钻石为 HPHT 龙头，技术与产能 双领先，凭借深厚的研发实力制霸行业。当前其 CVD 技术已达国际主流合成水平， HPHT 合成技术登峰造极，已掌握 20-50 克拉毛坯合成术及彩钻呈色原理，其中 20-30 克拉毛坯已进入批量化稳定生产，主流销售产品为 2-10 克拉的 D-E 色毛坯。培育钻行 业高景气度下，公司账面资金充足，兼具扩产动力与实力，我们测算至 2024 年超硬材料业务收入将达 52.55 亿元，占总营收比重提升至 42.71%。
军品业务：采购政策改革，盈利弹性释放。公司智能弹药业务逐步契合新时代信息化 作战需求，在军品采购定价政策改革下，军用业务止损迹象显现，2021 年军工及专用 汽车业务净利润合计亏损达-1.72亿元，对集团利润贡献度由-49.31%改善至-35.39%。 2022 年 3 月 18 日《军队准备采购合同监督管理办法规定》的签署发布有效推动军企装 备采购合同监督管理体制改革，遵循社会主义市场经济规律和军队装备建设规律持续优 化。预计在“十三五”军队信息化作战规划驱动下，公司军工业务将有效受益于军队装 备采购需求与制度优化，持续迸发生产经营与盈利活力。（报告来源：未来智库）
6.2 力量钻石：成长路径清晰的新兴制造商
砥砺前行，精攻人造金刚石的新兴制造商。力量钻石为深耕金刚石行业，紧密连结金 刚石单晶、微粉、培育钻石产研销一体化的高新制造企业，历经十余年砥砺前行公司已 实现人造金刚石产量与质量的重大突破，具备原材料配方、新型密封传压介质制造、大 腔体合成、高品级培育钻石合成、金刚石微粉制备等五大核心支撑技术，可稳定量产2- 10 克拉 D-E 色/VVS 净度培育钻石毛坯。行业高景气度驱动下公司营利双增，2021 全年 实现营收 4.98 亿元，同增 103.50%，归母净利润 2.40 亿元，同增 228.17%，2022 年 以来业绩高增趋势延续，一季度营收同增 126.88%至 1.91 亿元，归母净利同增 147.81% 至 1.01 亿元。
40 亿定增募投加速产能扩张。公司未来产能规划清晰，2022 年以来在 IPO 募集的 320 台压机扩产基础上持续加速产能释放进度。当前 40 亿定增项目已获深交所受理，三年 期建设项目计划购置培育钻用六面顶压机 1500 台，工业金刚石用 300 台。定增项目中 1）商丘力量钻石科技中心及培育钻石智能工厂研发项目中心总投资额 1.39 亿元，产能 建设项目总投资额 21.91 亿元，预测内部收益率 34.78%，总投资回收期 4.73 年；2） 力量二期金刚石和培育钻石智能化工厂建设项目：项目总投资额 17.20 亿元，预计内部 收益率 30.90%，总投资回收期 4.87 年。两大产能建设工程经济效益良好，项目效益测 算 2023-2024 年合计实现营收 5.77/15.38 亿元，净利润 2.47/7.58 亿元。基于行业需求 与公司扩产预期，我们测算至 2024 年公司培育钻产能可达 190 万克拉，全年收入占比有望达 75+%。
6.3 黄河旋风：扭亏转盈的高品质生产商
债务逐步出清，业绩扭亏为盈。黄河旋风为全球范围内极少数产业链完整、品类齐全、 规模领先的超硬材料制造商，主营业务覆盖超硬材料、复合材料及其制品、金属粉末等 领域。当前公司已完全剥离子公司上海明匠相关业务，疫情影响与债务拖累等负面包袱 逐步出清，在超硬材料行业新风口下公司积极聚焦培育钻石生产，于 2021 年实现营收 26.52 亿元，同比增长 8.24%，归母净利润扭亏为盈达 0.43 亿元，2022Q1 归母净利润 同增 179.05%至 0.29 亿元。 合成技术领先，钻石品质高端。公司坚持科研创新为动力，已建有国家级研发中心，二 十多年技术积累已达国际领先水平，可批量化稳定生产 20 克拉高品级无色及彩色培育 钻，其中 90%以上产品可达 D 级水平，高端良品销量占整体市场的 50%以上，终端认 可度享誉全球。
盈利能力改善，利润释放可期。2020 年公司业绩受子公司明匠智能亏损与疫情影响拖 累出现大幅亏损，2021 年以来工业金刚石在光学、微电子、半导体领域的应用拓展与 培育钻石行业爆发契机下，公司调整业务布局与产能结构，实现盈利能力显著改善， 2021 年毛利率同增 10.66pcts 至 30.83%，不良包袱逐步出清与管理结构持续优化下， 管理费用率与财务费用率分别同降 2.0/0.7pcts 至 6.8%/11.9%，并带动归母净利率同 增 41.63pcts 至 1.62%。
6.4 豫园股份：快乐产业战略推进，老牌珠宝再焕新生
大消费板块布局升级，快乐产业战略推进。豫园股份为复星集团下设的快乐产业平台， 拥有产业运营、商业综合经营管理、物业开发销售三大板块，广泛覆盖珠宝时尚、商业 管理、文化餐饮和食品饮料、国潮腕表、美丽健康、复合功能地产等业务。2021 年公 司实现营收 510.63 亿元，同比增长 12.15%，归母净利润达 38.61 亿元，同比增长 6.92%，2022Q1 物业板块承压下实现营收 122.38 亿元，同比增长 12.00%，归母净利 润达 3.34 亿元，同比下降 42.18%。
门店扩张加速，营销与渠道并行。公司经营历史悠久，渠道铺设
