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培育钻石行业研究:渗透率低,原石龙头成长空间大

2022-12-08 20:50:50 2974

摘要:(报告出品方/作者:浙商证券,邱世梁,王华君)1. 培育钻石:钻石消费“新势力”,中印美主导产业链1.1. 培育钻石产业链:上游看中国、中游看印度、下游看美国培育钻石产业链可以分为三大环节:(1)上游培育钻石原石制造、(2)中游 加工打磨、...

(报告出品方/作者:浙商证券,邱世梁,王华君

1. 培育钻石:钻石消费“新势力”,中印美主导产业链

1.1. 培育钻石产业链:上游看中国、中游看印度、下游看美国

培育钻石产业链可以分为三大环节:(1)上游培育钻石原石制造、(2)中游 加工打磨、(3)下游终端零售。

上游培育钻石原石制造分为高温高压法(占比 40-50%)和 CVD 法(占比 50- 60%)两种技术路线,其中全球珠宝级(大颗粒)培育钻石的主流生产方式为高温 高压法,中国占据全球高温高压法的 90%以上。

本文研究重点在于上游高温高压法的培育钻石原石制造。核心上市公司:中兵 红箭、黄河旋风、力量钻石等。

“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%。

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。

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。


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 De Beers 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 25 家培育钻石品牌,其次是中国和欧洲,分别拥有 19 家、9 家培育钻石品牌。

1.2. 培育钻石:珠宝行业消费新秀,高品质+真钻石促市场快增

培育钻石与天然钻石在晶体结构完整性、透明度、折射率、色散等方面完全一 致,是真钻石。天然钻石形成于地底深处的碳元素层,超高温高压的环境可以将石 墨形态的碳元素挤压成金刚石结构。而培育钻石是实验室里培育出来的钻石,通过 将天然或人工的钻石作为籽晶生长合成钻石层,模拟自然界生成天然钻石的生长环 境,就像种子一样,“种”在实验室的环境里慢慢发育长大。

天然钻石-培育钻石类似河里的冰-冰箱里的冰,构成及外观一样:天然钻石和 培育钻石都是纯碳构成的晶体,两者的晶体结构、物理性质、化学性质、光学性质 完全一样。锆石(立方氧化锆)、莫桑石(碳化硅)等与钻石在物理性质、化学成 分上差异较大,是伪钻石。


生产技术不断突破、国际合成钻石协会成立,培育钻石得到进一步推广。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 5 mm) 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)推广:2016 年之后,国内培育钻石厂商突破 3-6 克拉成型技 术,推动培育钻石进一步发展。

国内外权威鉴定机构均认可培育钻石,且鉴定标准与天然钻石一致。2015 年国 际标准化组织(ISO)明确合成钻石(synthetic diamond)与实验室培育钻石(lab grown diamond)为同义名称;2016 年国际合成钻石协会(简称 IGDA)成立;2018 年,美国联邦贸易委员会(FTC)将培育钻石(lab grown diamond)归入钻石大类; 2019 年 3 月 GIA 更新实验室培育钻石证书的术语;2020 年,美国宝石学院(GIA) 推出数字化全新实验室培育钻石分级报告;2021 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。目前,美国宝石学院(GIA)、国 际宝石学院(IGI)和比利时钻石高阶议会(HRD)三大国际权威珠宝鉴定机构均提供培 育钻石鉴定服务,且均依照国际公认的与天然钻石相同的 4C 标准。

1.3. 珠宝级培育钻石:主流为高温高压法,中国基本垄断高温高压法

全球 40%-50%的培育钻石原石来自中国使用高压高温技术生产,基本集中在 河南地区。高温高压技术模拟天然钻石的生长过程,在气压超过 5GPa、温度 1500°C 的高温高压环境中合成培育钻石。作为第一代的钻石生长技术,高温高压技 术模拟天然钻石的生长过程,在地上重现碳元素层的反应并将石墨转换成钻石。在 HPHT 钻石的培育过程中,纯净的碳粉被压缩进一个生长胶囊,随后被放置在个培育仓中。在极高的温度(高达 1300—1600°C)和压力下,日复一日碳原子与碳原子链 接在一起形成钻石晶体。


化学气相沉积法(CVD 法)为高温低压环境,产品净度更高,但需改色处理。 化学气相沉积法 CVD 技术是第二代的钻石生长技术,在温度为 800℃~1000℃,压 强小于 1Pa 的环境中,将一块钻石薄片放置在一个真空腔体中,并中充入氨气和甲 烷的混合气体,这些气体提供了碳原子,在特定压力下加热直到他们被热化,碳原 子在薄片上一层一层的沉积,像下雪一样,形成均匀的钻石层,生长到足够的厚 度,就可以成为首饰用的培育钻石。

高温高压法(HPHT)与化学气相沉积法(CVD)优势互补、共同发展。在金 刚石单晶合成领域,由于化学气相沉积法(CVD)在合成金刚石单晶时只能在布有 晶种的基板上生长,属于二维生长,且只能生长单层,不适宜合成小颗粒单晶,无 法满足工业领域对金刚石单晶的需求,因此在工业应用方面高温高压法(HTHP)为 主流。在培育钻石合成方面,基于现有技术条件,高温高压法(HTHP)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;化学气相沉积法(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。因此,在金刚石单晶合成领域,高温高压法(HTHP)占据工业应用主 流;在培育钻石合成领域,两者侧重于不同类型的产品,不构成替代关系。(报告来源:未来智库)

2. 培育钻石需求:预计 2022-2025 年复合增速 35%

2.1. 培育钻石高景气低渗透快速发展,需求看美国及欧亚

全球钻石首饰消费市场规模庞大,近十年总体保持稳定。根据贝恩咨询发布的 报告显示,近十年钻石消费市场整体表现稳定,除 2020 年受疫情影响有所下滑,实 现全球钻石首饰销售额 680 亿美元;2021 年销售额反弹至 840 亿美元,同比增加 23.5%。


美中日印为全球前四大钻石首饰消费市场,美国占 52%。根据 De Beers 发布的 2021 年度报告,2020 年全球前四大钻石珠宝消费市场为美国、中国、日本、印度, 分别占 52%,10%,7%和 6%,CR4 高达 75%。美国为全球最大钻石首饰消费国。

全球钻石珠宝零售额触底反弹。根据贝恩咨询显示,2021 年全球钻石零售额达 840 亿元,触底反弹同比增长 23.5%,预计后续全球消费都将稳健回升,保持 2020 年前增速范围。

我国人均钻石消费量仅为美国 1/20,钻石消费需求逐年增加,作为消费强国后 期增长空间广阔。根据 De Beers 2021 年报告,2020 年中国钻石首饰消费占全球 10%,2014-2019 年中国钻石市场销售额复合增速达 2.5%。作为拥有巨大市场基础 的消费强国,中国钻石市场增速明显高于国际市场。2020 年美国和日本人均钻石消 费量分别为 105.60 美元和 40.07 美元,而中国和印度人均消费量仅为 4.96 美元和 2.95 美元,我国钻石消费额仅为美国的 1/20,后期提升空间大。

培育钻石市场低渗透高增长,2021 年产量渗透率 7%,产值渗透率 5%。

2017-2019 年全球培育钻石原石产量复合增速超 120%,2020 年达到 720 万克 拉,全球 2020 年天然钻石总产量 1.13 亿克拉,培育钻石产量渗透率提升至 6%, 2021 年预计提升至 7.2%;全球 2020 年钻石类饰品总零售额 680 亿美元,培育钻石 饰品销售额 16.5 亿美元,培育钻石产值渗透率约 2.4%,2021 年提升至 5.2%。

2022 年一季度印度培育钻石原石进口额同比增长 105%:2022 年 3 月印度培育 钻石原石进口额 2.03 亿美元,同比+157.1%,环比+31.0%,进口额渗透率为 9.1%/+3.7pct;2022 年 3 月印度培育钻石裸钻出口额 1.37 亿美元,同比+59.5%,环 比+8.9%,出口额渗透率为 5.9%/+2.0pct,行业景气度向上。


培育钻零售市场美国占 80%。根据 GJEPC 数据,2020 年印度培育钻裸钻出口 额为 5.3 亿美元,全球近 95%的原石加工均在印度完成,可知全球培育钻石裸钻规 模预计在 5.5 亿美元。根据行业中下游毛利率关系,裸钻:零售价格约 1:3,我们测 算 2020 年全球培育钻石零售市场交易额为 16.5 亿美元。根据贝恩咨询 2021 年报 告,美国和中国培育钻石零售市场交易额分别占全球 80%和 8%,即 2020 年美国消 费培育钻石首饰 13.2 亿美元,中国消费 1.32 亿美元;因为 2020 年全球钻石类首饰 总消费额 680 亿美元,美国占比 52%,中国占比 10%,即美国消费钻石类首饰 354 亿美元,中国消费 68 亿美元,由此可测算得到美国和中国培育钻石产值渗透率为 4%和 1.9%。

中国目前渗透率在 2%左右。未来或成培育钻最大潜在市场。中国培育钻石消 费兴起晚,但消费基数大,增长潜力高。目前受美国等知名品牌商影响,我国目前 已有合计 19 个培育钻石零售品牌,其中知名品牌“小白光”已拥有线下门店 9 家+线 上多家官方旗舰店;未来瞄准新兴婚恋市场+轻奢市场,我国有望成为全球培育钻石 最大潜在增长市场。

2.2. 低价格、真钻石、环保性、新消费,共促培育钻需求快速崛起

低价格:价格仅天然钻 3 成,“物美价廉”成优势

通常培育钻石价格仅为同规格天然钻石 30%。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。根据贝恩 2021 年报告, 经打磨的培育钻、裸钻平均零售和批发价格分别从 2020 年天然钻的 35%和 20%下 降至 30%和 14%。根据 De Beers 旗下培育钻石品牌 Lightbox 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。


真钻石:权威机构认证,行业同标同质同发展。国内外权威认证机构制定培育 钻石标准分级体系,实现行业同标同质同发展,推进行业持续渗透和规模化发展。 自 2018 年美国联邦贸易委员会在最新出台的珠宝业准则中拓宽了“钻石”所指,将培 育钻石也包括在内,国内外钻石行业权威认证机构陆续认可培育钻石并推出了分级 检测服务。

环保性:传统巨头品牌入局,市场认可不断提升。根据 CARAXY 官网数据, 培育钻石在保护地表环境,减少碳排放,节约水资源,减少能源消耗等方面更具环 境友好属性。根据贝恩 2021 年调查数据,中美两国 80 后-95 后均显著比长辈更在意 环境的可持续发展,60%-70%的年轻人会在做出钻石珠宝购买决策时考虑环保因 素。随着全球环保减碳呼声愈盛,培育钻石环境友好属性将获得更多消费者青睐。

新消费:Z 世代崛起,“悦己”需求助力培育钻市场不断打开。

钻石教育影响千禧一代+Z 世代,消费主体低龄化。根据 De Beers《钻石行业洞 察报告》,千禧一代(80 后、90 后)和 Z 世代(95 后)占全球总人口 29%,但贡 献了全球 2/3 的钻石销量,国内钻石消费市场中该比例可以提高到 80%。随着人均 可支配收入的提高、钻石价值认知和购买偏好形成,千禧一代+Z 世代逐步成长为钻 石消费主力,他们对钻石饰品的日常化需求、悦己需求和 ESG 属性关注等更能代表 钻石珠宝消费的趋势,催生珠宝首饰市场蓬勃发展。

“悦己”需求成为首要钻石消费理由,培育钻价格优势助力日常消费新征程。 根据贝恩咨询关于消费者购买钻石的动机调研,中美两国的消费者“为自己消费” 的占比位列所有理由之首,分别占 29%和 46%,超过传统的婚恋意义需求。培育钻 石高性价比优势契合非婚场景需求,带动钻石消费频率提升,有望加速开启钻石新 赛道。


大品牌入局助推培育钻石市场认可度提升:目前世界最大的钻石开采公司戴比 尔斯(De Beers)推出培育钻石品牌 Lightbox,人造水晶龙头品牌施华洛世奇 (Swarovski)推出培育钻石品牌 DIAMA,时尚珠宝品牌潘多拉(PANDORA)宣 布旗下珠宝饰品全面弃用天然钻石改用培育钻石。各企业纷纷进入培育钻石市场, 强化消费者认知,提升消费者对培育钻石的接受度,推进行业持续渗透和规模化发 展。

2.3. 预计 2022-2025 年全球培育钻石原石市场需求复合增速 35%

基本假设:

1)全球钻石饰品销售市场规模:根据 De Beers2021 年行业洞察报告,2011- 2019 年全球钻石首饰消费市场总体保持平稳发展,除 2015 年同比下降 1.7%,其余 年份均同比稳健上涨,涨幅为 0-4.9%之间。2020 年受疫情影响大幅下降后,2021 年显著回升,当年同比增长 23.5%,销售额回到疫情前水平,预计 2022 年及以后将 保持疫情前稳健发展状态;参考 2011-2019 年全球钻石产品零售销售增幅,假设 2022-2025 年有望保持该范围不变,年均市场增速为 2.5%-3.5%;

2)市场份额:2016-2020 年,美国培育钻石消费占全球培育钻石消费比例的 80%。未来 5 年如果不出现突发影响,全球市场份额将保持稳定,因此假设美国培 育钻石消费市场占比稳定在 80%左右,后期随亚欧等地区市场崛起,美国占比略微 下降至 76%,则全球培育钻消费市场额=美国培育钻消费额/美国市占率;

3)培育钻价格:参考 Rapaport 国际钻石报价表,以 1 克拉 E/Si1 圆钻价格为 例,天然钻裸钻的价格为 5475 美元,对应的终端钻石首饰销售价为 8900 美元;同 时参考贝恩咨询 2021 年钻石产业报告的折扣率,培育钻石批发价(裸钻)为天然钻 的 14%、零售价(首饰)为天然钻 30%,裸钻-首饰环节毛利率约 60%-70%,推测 得知培育钻石裸钻:终端零售价格=1:3。假设培育钻石产业链上中下游维持现有盈 利能力不变,可假设未来培育钻石裸钻:终端零售价格不变。假设印度加工打磨环 节的培育钻原石---培育钻裸钻环节毛利率约 10%不变。


4)渗透率:根据贝恩咨询报告,2020 年和 2021 美国培育钻首饰市场销售额均 占全球 80%,预计未来 5 年内全球培育钻消费仍以美国为主,已知 2020 年美国培育 钻市场渗透率为 4%,2021 年约 8%,根据贝恩咨询 2021 钻石洞察报告显示,美国 市场作为全球第一大培育钻石首饰消费地区,至 2025 年培育钻石销售渗透率有望达 25%左右。综合考虑下游零售商发展规划及订单情况,我们预计 2022-2025 年美国 培育钻销售额渗透率分别为 12%、16%、20%、23%。

核心公式:

培育钻需求渗透率=培育钻首饰销售额/全球钻石类首饰销售额

培育钻裸钻需求=培育钻首饰销售额/3

培育钻原石需求=培育钻裸钻需求/(1+10%)

综上,我们预计到 2025 年,全球培育钻石裸钻市场需求 49 亿美元,培育钻石 原石需求 45 亿美元,约人民币 313 亿元,复合增速 35%。

敏感性分析:美国 2025 年培育钻石销售额渗透率在 15%-35%之间时,全球培 育钻石原石 2022-2025 年需求复合增速在 22%-50%之间。美国为全球 培育钻石首饰主要消费地区,其培育钻石销售额渗透率的提升对全球培育钻石原石 需求有着显著影响。通过敏感性分析测算可知,若美国到 2025 年培育钻石销售渗透 率达 15%,那么全球培育钻石原石 2025 年需求 204 亿元,2022-2025 培育钻石原石

需求复合增速 22%;假设美国到 2025 年培育钻石销售渗透率达 35%,则 2022-2025 培育钻石原石需求复合增速达 50%。(报告来源:未来智库)


3. 培育钻石原石供给:受设备、工艺等限制,预计 2025 年 前供不应求

3.1. 竞争格局:工艺提升、单压机产值、产能提升为核心竞争力

中兵红箭、黄河旋风、力量钻石、豫金刚石四家为行业龙头宝石级培育钻石供 应商,供应我国超 80%培育钻石原石。行业增速主要由 1、压机数目扩张,2、设备 大型化带来的单次产量提升,3、工艺升级单来的单克拉均价提升共同促进。豫金刚 石后期可能面临退市等经营管理风险,本文主要通过讨论前三家企业产值增加情 况,分析行业整体供给情况。

全行业用于培育钻石原石制造压机 3000-4000 台:根据超硬材料网显示,截至 2021 年末,我国存量压机总数额约 1 万-1.2 万台,其中约 3000-4000 台用于培育钻 石生产制造。

中兵红箭、黄河旋风外采+自制设备,力量钻石外采:中兵红箭总压机数目最 多,黄河旋风等次之;各家在压机总量上有区别外,在压机型号构成比例上区别较 大:中兵红箭、黄河旋风等生产经营年限较长的企业老旧型号较多,力量钻石新型 号较多。头部培育钻石原石制造厂商通过长期与设备供应厂商合作,其压机供应来 源稳定;其中中兵红箭、黄河旋风通过采购关键零部件+自己组装制造压机,同时外 采部分压机;力量钻石通过国机精工子公司三磨所购置设备。

中兵红箭:下属全资子公司中南钻石是我国培育钻石行业龙头,是世界最大的 超硬材料科研、生产企业。随着全球培育钻石的兴起,中南钻石快速发展成为国际 珠宝领域品级最高、粒度最大、色彩可控的培育钻石顶级供应商;公司 2001 年突破 粉末触媒关键合成技术,2014 年复合超硬材料 PCBN 技术实现突破;2015 年细分产 品表面刻蚀金刚石/表面沟槽状金刚石先后上市;2016 年无色培育钻石项目开发成 功;2017 年领先世界、填补国内空白的大尺度多晶金刚石面市;2018 年气相沉积法 CVD 大单晶试制成功。利用工业钻石雄厚研发能力,积极布局高附加值战略产品, 走上发展快车道。


黄河旋风:我国“培育钻石+工业金刚石”行业比肩中兵红箭的双龙头之一,是 行业内压机数量最多、技术最强、产业链最完整的企业之一,公司培育钻石产品制 备技术达到了国际主流水平,以 HPHT 技术为主,进行 CVD 技术实验与改进。公 司采用 HPHT 实现 4-6 克拉的批量制备,而且掌握了“10 克拉培育金刚石单晶”合成 技术,产品颜色达到 D 色,净度达到 VVS 级,良品率达到 50%,位于全球第一生 产梯队。

力量钻石:行业新秀后来居上,募资扩产大力度彰显发展信心。力量钻石通过 积极引进新型锻造大腔体压机,深度合作国机精工等供应商,其六面顶压机机数量 从 2012 年 58 台增至 2021 年 6 月末 483 台;型号聚焦新型锻造大腔体:2020 年末 已装机投产 φ800、φ750 和 φ700(活塞直径及腔体较大)六面顶压机占比 91%。公 司新发布 40 亿元定增募资计划,公告显示拟投入超 30 亿元用于 1800 台压机设备购 置,其中约 1500 台压机用于培育钻生产,大力度彰显其行业信心。

3.2. 扩产 3 大因素:压机数量增加、设备升级、工艺提升

我国珠宝级培育钻石主要由高温高压制备法垄断,压机数量提升、生产工艺提 升及设备更新升级等成为行业扩产主要决定因素。

培育钻石行业扩产决定因素有三:一是单压机数量的扩产提升,通过线性增加 压机数目增加产量产值;二是设备升级,通过淘汰 650 等老旧型号设备,更换 850 等型新款设备,合成腔室大型化促进单次产量上涨;三是随着技术水平的提升,特等品产出占比提升,产品单克拉平均价格上涨,三者共促培育钻石原石制造行业有 效扩张。


扩产决定因素之一:压机数量增加,核心零部件“铰链梁”产能有限。根据超硬 材料协会网显示,目前我国压机设备制造商包括国机精工、洛阳启明、天宝恒祥、 桂林桂冶、博泰圣莎拉等,其行业年压机产能上限约 1500 台。

铰链梁:锻造铰链梁性能更高,核心零部件扩产受限。按制作方法分类,铰链 梁分为锻造法和铸造法,其中锻造法制备铰链梁刚性和强度大幅高于铸造法产品, 在提升压机使用寿命,增加压机稳定性方面具有明显优势,有效加速压机大型化进 程。我国目前铰链梁主要由二重(德阳)重型装备有限公司具备万吨水压机等核心 锻造能力的八大重工企业制造,其在生产铰链梁的产能上扩张较缓慢,限制了铰链 梁的大规模放量,导致全市场六面顶压机年产台数有限。

扩产决定因素之二:设备大型化有效提升单次产量。

压机腔体变大有效提升单压机产能产值。以 650/850 压机对比为例,压机单炉 制备产品时间约 7 天左右(压机开工后 365 天 24 小时不间断运转),单月产出 4 炉 培育钻石原石产品,因压机大型化导致合成腔室增加,单炉产量有显著提升,单月 产量从 100 克拉提升至 200 克拉;同时随腔室增大,生产环节中温控、压力等指标 更均衡,产出特等品比例提升。参考力量钻石招股书产品价格,推测得出 650 型压 机单月产值 5.8 万元,年产值约 70 万元;850 型压机单月产值 12.8 万元,年产值 154 万元,同比上涨 120%,压机大型化有效提升产量及产值。

根据超硬材料协会数据显示,2021 年高温高压法设备中 650 及以下型号的压机 占总数超 80%;随着铰链梁等规格不断增大,现企业新增压机主要为 850 型号,替 换原老旧 650 等型号,更有企业已经储备实验 1 米缸径压机。


根据力量钻石招股书显示,500-650 型号压机单月产培育钻石数量约 60-100 克 拉,而 700-850 型号压机单月产培育钻石数量超过 200 克拉,单压机月产培育钻石 克拉数量产值同比提升超 100%。已知压机平均使用寿命为 10-15 年,随着旧压机逐 渐淘汰和新型号压机的进场,压机大型化带来的合成腔室大型化,对培育钻石产 量、生产效率、成色、净度、单体克拉重量等方面都有显著的促进,相关企业单压 机产值也随设备更新不断提升。

扩产决定因素之三:技术升级促进特等品占比上升,单克拉均价不断上涨。

特等品占比提升显著促进单克拉均价上涨。以 1 克拉 I 色 SI 净度裸钻为例,其 需约 3 克拉培育钻石原石。高温高压法生产一次产出约 20 克拉,假设在原有压机型 号及工艺下,单次产出 2 颗 3 克拉 I 色 SI 净度原石及其他碎钻(<0.25 克拉),则 合计价值约 10400 元;若随工艺技术不断提升,一次产出总量不变,大颗粒原石数 量上涨,则合计价值约 18800 元,单压机产值增幅达 80%,特等品增加对单压机产 值提升有显著贡献。

根据力量钻石招股说明书数据显示,2020 年其特等品培育钻石原石售价约 800 元/克拉,一等品约 500 元/克拉,其他普通品(碎钻)约 100 元/克拉,特等品单 价显著高于普通产品;工艺技术提升有效提高单次产出中特等品占比,压机每次生 成产品单克拉均价显著上涨。

(一)触媒技术成产品质量关键壁垒。高温高压法中,金属触媒粉主要包括 Fe、Co、Mn、Ni、Pt、Ru、Rh、Pd、Ir、Os、Ta、Cr 等,触媒合成剂的加入可显 著降低人造金刚石的温压条件,在改善培育钻石的色泽、进度、晶体外形等方便也 起着至关重要的作用。常用的金属触媒有铁镍钴合金触媒、镍锰钴合金触媒等。


(二)熟练工及经验积累有利于高效率使用压机。熟练工人可根据压制过程中 压力、温度、电流等指标做出快速合理反应,可高效率操作多台设备,提升压机使 用效率。若压机操作不当,可能导致合成失败的同时压机设备受到损坏,其停工产 生的损失及维修更换设备的费用都将拖累整体产值。以温度控制为例,当温度处于 1295℃-1300℃之间,金刚石整体平均生长速度最快;当温度过高或者过低,则会导 致生长速度下降甚至无法产生合格产品。

3.3. 培育钻石原石:预计 2022-2025 年供给复合增速为 49%

我们通过分析中兵红箭、黄河旋风、力量钻石相关情况,在合理假设的基础上 有效测算行业总产值增速。

假设 1:高温高压法主供应:考虑到我国高温高压法垄断培育钻石原石制造的 现状,以及 CVD 法在生产宝石级培育钻石领域的技术不足,假设未来 3-5 年行业产 能增加仍旧主要以高温高压法为主,CVD 法对应的产值贡献对行业整体增幅影响较 小;

假设 2:培育钻石原石龙头公司增加压机数量:根据力量钻石 3 月 26 日公告的 募资说明书显示,其拟计划募资 40 亿元,其中约 30 亿元用于六面顶压机设备购 置,计划购置压机总数 1800 台,其中用于培育钻石压机 1500 台;项目建设期三 年,考虑到其购置交付及设备调试等进度,假设建设期内设备进场百分比分别为 30%、30%、40%,项目建设完成后新增压机为自行购置,则预计公司 2022-2025 年 新购置压机数目分别为 450 台、450 台、600 台、400 台;根据黄河旋风 4 月 6 日发 布的募资公告显示,其拟计划向实控人发布定增 8-10.5 亿元,其中约 9 亿用于设备 购置。考虑到黄河旋风部分压机仅外采关键零部件外采后自行组装,成本略低于全 部外采,综合考虑公司扩产节奏及制造成本,预计公司 2022-2025 年年均新增新 300-500 台压机用于培育钻石制造。中兵红箭根据公司自身需要及扩产节奏,结合公 司目前已下订单及行业供给上限,预计公司 2022-2025 年年均新增 300-500 台压机 用于培育钻石制造。


假设 3:技术提升+设备升级带来单压机产值提升:根据 3.2 章节描述显示,技 术升级+设备升级带来的单压机产值提升也是贡献企业总产能的重要因素之一。根据 超硬材料网新闻显示,850 型压机单产效率同比 650 压机效率增长 120%-150%;考 虑到多家企业淘汰型号为老旧低产值压机,新晋型号为大腔体高产值压机,我们预 计各家企业结合自身生产工艺的基础上,平均单压机产值均有稳健提升。

假设 4:工业压机产能转换:因培育钻石下游需求旺盛供不应求,多家企业将 部分工业压机产能转换为培育钻石产能,进一步增加培育钻石产能。中兵红箭因其 是工业金刚石行业龙头,承担额外社会责任与稳定供应链责任,假设其转换产能比 例较低,约 5%工业金刚石用压机转换为培育钻石产能;黄河旋风因其自身快速发展 需求,预计约 10%工业金刚石用压机转换为培育钻石产能;力量钻石根据公司招股 书显示,其存量工业金刚石压机数目较少,无多余产能可用于转换,故假设力量钻 石无工业压机转换。

假设 5:老旧型压机产能淘汰:压机平均寿命约 10-15 年,考虑到中兵红箭、 黄河旋风均为上市多年老牌企业,其存量压机平均寿命较长,每年约 5%淘汰率;力 量钻石因其成立时间较短,现有存量压机均为短期内快速上量购置,淘汰压机比例 较低,每年约 1%淘汰率。

假设 6:市场份额:根据 3.1 竞争格局列示的财务数据显示,中兵红箭、黄河旋 风、力量钻石、豫金刚石四家企业 2021 年占据培育钻石原石制造行业总市场份额的 80%,其中中兵红箭、黄河旋风、力量钻石占据约 75%市场份额;后期随着河南省 培育钻石产业集群打造及其他中小型企业的不断扩张,上述三家企业合计市占率预 期将有所下降,预计至 2025 年市占率下降至 70%。


核心公式:

当年新增压机满产数额=存量压机+新增压机 X 60%

单压机产值=去年期单压机产值 X(1+产值提升率)

年淘汰压机数目=去年存量压机 X 淘汰率

当年满产压机数目=存量压机+新增满产压机-淘汰压机

当年产值=当年满产压机数目 X 单压机产值

综上,我们得出:

力量钻石:根据 3 月 26 日公告的募资报告,公司拟购置用于培育钻石压机总数 1500 台,项目建设期分 3 年完成。考虑到其购置交付及设备调试等进度,假设建设 期内设备进场百分比分别为 30%、30%、40%,项目建设完成后再新增压机为自行 购置,则预计公司 2022-2025 年新购置压机数目分别为 450 台、450 台、600 台、 400 台;考虑到设备安装调试及产能爬坡等因素,预计当年新增设备平均满产率约 60%,第二年达满产状态。综合推测公司 2022-2025 年培育钻石收入复合增速 78%。

黄河旋风:根据黄河旋风 4 月 6 日发布的募资公告显示,其拟计划向实控人发 布定增 8-10.5 亿元,其中约 9 亿用于设备购置。综合考虑公司扩产节奏及制造成 本,预计公司 2022-2024 年年均新增满产压机 300-500 台用于培育钻石制造。公司 为上市多年老牌企业,其存量压机平均寿命较长,每年存量压机约 5%淘汰率;因其 自身快速发展需求,部分工业压机产能转换至培育钻石,预计年转换产能约 10%; 预计公司 2022-2025 年培育钻石收入复合增速 35%。


中兵红箭:中兵红箭根据公司自身需要及扩产节奏,结合公司目前已下订单及 行业供给上限,预计公司 2022-2024 年年均新增满产压机 300-500 台用于培育钻石 制造;公司为上市多年老牌企业,其存量压机平均寿命较长,每年存量压机约 5%淘 汰率;中兵红箭因其是工业金刚石行业龙头,承担额外社会责任与稳定供应链责 任,假设其转换产能比例较低,每年约 5%;则预计公司 2022 至 2025 年培育钻石收 入复合增速 56%。

综上,2022-2025 年,行业主要培育钻石原石供应商中兵红箭、黄河旋风、力量 钻石三家合计产值同比增速分别为 84%、54%、41%、26%,复合增速 47%;2021 年上述三家企业培育钻石原石制造总产值占市场 75%,至 2025 年合计市占率下降至 70%;可推测出我国培育钻石原石制造行业总产值至 2025 年约 113 亿元,2022- 2025 年行业复合增速 49%。

3.4. 培育钻石原石:具消费属性的工业品,预计 2025 年需求满足率为 85%

假设:

1、全球培育钻石需求按照本文 2.3 进行稳健增长;

2、目前中国供应全球约 40%培育钻原石,假设未来我国上游制造企业加大扩产 力度及供应能力,我国培育钻原石生产份额占全球供应份额有一定上升,预计 2022- 2025 年我国上游培育钻原石制造商需供应全球约 40%-45%份额,且该比例不断增大;

3、我国主要培育钻供应商扩产及产值按照本文 3.3 进行快速增长;

综上,预计我国 2022-2025 年需提供培育钻原石分别为 57 亿、81 亿、108 亿和 135 亿;我国培育钻石原石总产值 2022-2025 年分别为 39 亿、61 亿、87 亿和 113 亿, 需求满足比例分别为 68%、75%、81%、85%,整体处于供不应求状态。

4. 原石龙头:中兵红箭、黄河旋风、力量钻石

培育钻石渗透率低,成长空间大。

核心分析:中兵红箭、黄河旋风被低估,力量钻石短期业绩弹性大。

中兵红箭作为兵器工业集团下属市值最大上市公司平台,其雄厚股东背景及自身 强研发实力稳固行业龙头地位,在手现金充足、抗风险能力强、财务费用低;未来因 1、新增压机为 850 等大型压机,淘汰 650 等老型号压机,整体压机结构改善带来平 均单压机产量增加,2、业务结构改善(现阶段培育钻石净利润占比仅 35%较低,后期 高净利率产品占比不断增加),3、压机数量增加且均用于扩产培育钻石,4、工艺改 善带来的单克拉均价增加,长期业绩弹性大,目前被明显低估;

黄河旋风前期因明匠智能子公司业绩拖累,2020 年有大额亏损。剥离明匠智能 后,公司 2021 年减值损失等计提大幅下降,预计未来将不再对公司利润产生拖累; 公司技术先进、生产能力强,未来通过大幅扩产培育钻石产能加强生产经营,2022 年存在“

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