培育钻石行业研究报告.ppt

证券研究报告-行业研究-商业贸易
培育钻石行业深度研究：
新钻初生，其道大光
目录
1、培育钻石高速发展：其器已成，其道大光
培育钻石生产工艺已经成熟，开始大规模量产
上游生产中HPHT和CVD技术为主流术问
世
培育钻石品牌
Diama在北美地
区开售
1953年
1970年
1991年
2012-2015年
2016年
2016年
2018年
2019年
2020年
1960年代
1974年
2002年
2017年
2018年
美国联邦贸易委
员会修改钻石定
义，承认培育钻
石，使用4C等标
准，最终名称做
区隔
2020年
2021年
美国宝石学院
通用公司首次
HPHT法合成
钻石，仅能工
业用
部分国家消
世界珠宝联合
戴比尔斯宣称可以大
第一枚宝石等
级人工培育钻
石问世
（GIA）推出
数字化全新实
验室培育钻石
分级报告
国际培育
钻石协会
成立
会（CIBJO）
创立培育钻石
委员会
量生产3ct以上钻石，
但不会作为宝石销售，
并申请专利
费市场中开
始出现培育
钻石的身影
数据来源：力量钻石招股说明书，东吴证券研究所
8
上游生产中HPHT和CVD技术为主流
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主要技术：HPHT国内技术领先，生产周期短，颜色易控，更适用于
生产常见的小克拉钻石


与工业用金刚石类似，现有主要的培育钻石技术为高温高压法（HPHT）与化学气相沉积法（CVD）。
高温高压法（HPHT）：模拟钻石在自然界的形成环境，整个结晶过程发生在一个拥有超高压力的装置中的小胶囊内。
HPHT在生产小克拉钻石时有成本优势，颜色易控制， HPHT技术国内厂商更加领先，也是未来国内厂商的主要扩产
能方向。相关标的包括生产技术和规模领先的中兵红箭，黄河旋风等，以及领先设备厂商国机精工。
高温高压法（HPHT）培育钻石工艺流程
石墨芯柱制备
合成块组装
单晶合成
提纯处理
分选和检测
石墨粉
触媒粉
石墨芯柱
合成块
合成柱
未选型单晶
按设定曲线升
温升压
破碎
筛分
精选
复合块
辅件
电解
球磨
添加剂
停热泄压
去除辅件
组装
混合压制
检验
摇床分离
化学除杂
烘干
高温干燥
合成块
真空还原
合成柱
包装入库
检验称重
石墨芯柱
未选型单晶
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数据来源：力量钻石招股说明书，东吴证券研究所
主要技术：CVD技术海外领先，国内仍处于研发阶段，生产的产品
净度高，但需改色，多用于特殊用途的大克拉钻石


与工业用金刚石类似，现有主要的培育钻石技术为高温高压法（HPHT）与化学气相沉积法（CVD）。
化学气相沉积法（CVD）：将含碳气体充满钻石生长室，在高温环境下，碳等离子体会在底部的碳底层上结晶。合成出来
的碳晶体主要为褐色或者浅灰色，需要后期改色，但这种方法生产的钻石净度较高，同时生产大克拉钻石的成本较HPHT
更有优势，CVD技术海外相对领先。国内上游厂商产能布局较少，短期内产能有限，相关标的包括国机精工和沃尔德等。
化学气相沉积法（CVD）培育钻石工艺流程
氮气
甲烷
氢气
选料
切割
加热至900-
1200°C
置于钻石生长室
（真空环境）
启动高频率微波
结晶
晶种
加工+切割
激光处理
生长
培育钻石
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数据来源：中国超硬材料网，培育钻石信息网，东吴证券研究所
主要技术：两种技术各有优劣，短期内不构成替代关系，中长期取决
于技术升级速度



当前两种方法各有侧重，HPHT更适用于生产常见的小克拉钻石，CVD多用于特殊用途的大克拉钻石。短期内基本
不构成替代关系，中长期趋势取决于技术升级速度。
HPHT法：生产周期短，颜色易控，1-5ct合成优势明显。国内厂商技术领先，也是国内厂商的主要扩产方向。相关
标的包括规模达到1-10亿量级的中兵红箭，黄河旋风，力量钻石等，以及领先的HPHT设备厂商国机精工。
CVD法：净度及成品率高， 5ct以上钻石合成优势明显，海外厂商技术更加领先，国内尚处研究阶段，产能有限，
相关标的包括CVD钻石厂商国机精工和沃尔德等（收入为1000万-1亿量级）。
高温高压法（HPHT）与化学气相沉积法（CVD）对比
HPHT
石墨粉、金属触媒粉
六面顶压机
高温高压环境
塔状
较差，一般为VS和SI
几天
1-5ct合成优势明显
中国
CVD
含碳气体（CH4）、氢气
CVD沉积设备
主要原料
生产设备
合成环境
特征
合成技术
合成产品
高温低压环境
板状，颜色不易控制
较高，一般为VVS1-S