摘要：（报告出品方/作者：广发证券，代川、孟祥杰）一、培育钻石身份被认可，中国产业链崛起（一）人造钻石介绍：和天然钻石是同一物质金刚石作为一种先进碳材料，不仅具有超硬、耐磨和抗腐蚀等优异力学特性，还具 有其他材料无可比拟的热学、光学、声学、电学和...
（报告出品方/作者：广发证券，代川、孟祥杰）
（一）人造钻石介绍：和天然钻石是同一物质
金刚石作为一种先进碳材料，不仅具有超硬、耐磨和抗腐蚀等优异力学特性，还具 有其他材料无可比拟的热学、光学、声学、电学和化学等优异性能。其中质优粒大、 可用于制作饰品的宝石级金刚石被称为天然钻石。然而天然金刚石是一种稀有、贵 重的非金属矿产，矿藏储量不高且采掘难度大。为了应对需求，人造钻石作为补充 品应运而生。
培育钻石（纯碳晶体）是模拟天然钻石生长环境进行培育形成的，在物理、化学、 光学性质上实现与天然钻石完全一致。不同于仿钻类的莫桑石（碳硅石）和水钻（立 方氧化锆），人造和天然钻石是同一物质，肉眼不可区分，只能通过仪器检测出来。
除了具备“真钻石”的属性以外，人造钻石还具有时尚、环保的属性。通过加入不同 化学元素或特定工艺，人造钻石可以实现不同色调，如HPHT培育出的黄色或橙黄色 钻石的颜色是由于在生长过程中引入了孤立的氮，随着孤氮含量的增加，钻石出现 黄色会越来越鲜艳。通过温度、压力的控制，可以使得钻石毛胚呈现不同的形状，进 而便于各式各样的异形钻加工。在注重环保意识的美国，人造钻石因为避免了采矿， 可以减少矿工的伤亡和开采过程中的环境污染，也更加有吸引力。
（二）宝石级人造钻石的“钻石身份”得到承认
人造钻石的“钻石身份”在过去一直很有争议，2019年终于获得了明确的培育钻石 （Lab-grown diamond）的身份认可。过去，天然钻石商处于垄断地位并掌握话 语权，担心培育钻石侵蚀市场、扰乱天然钻石的价格体系，多年来一直拒绝承认人 造钻石的身份。但随着人造钻石工艺的成熟，培育钻石给零售商带来更高的毛利， 势不可挡，最终经过多方博弈，2019年众多权威机构明确培育钻石的概念，培育钻 石的分级标准与天然钻石保持一致，但会标注培育钻石。
（三）培育钻石新产业，中国生产端崛起
培育钻石产业链的上游是毛坯钻的生产、中游是钻石加工、下游是钻石销售。根据 戴比尔斯报告，2020年全球天然钻石产量1.14亿克拉，根据贝恩咨询，培育钻石2020 年产量600-700万克拉。从产量来说，培育钻石仅占天然钻石的5%，发展前景广阔。
上游：培育钻石生产遍布全球，以北美和东亚为主。
中游：劳动密集型产业，印度劳动力廉价，95%的钻石走印度加工。印度是当前最重 要的毛坯钻进口国和钻石加工国。根据贝恩咨询报告，印度2020年的毛坯钻净进口 额（进口总额-出口总额）占据了全球大约95%的份额。培育钻石和钻石是同一条产 业链，也是走印度加工。
下游：印度销往全球，根据戴比尔斯报告，美国贡献近八成培育钻石消费。 相比天然钻石产业链，最大的差异在于上游。过去天然钻石矿垄断在四大巨头手中， 中国不参与。而现在，根据贝恩的报告，中国在培育钻石毛坯钻的生产中占有了一 半的地位，因此对于中国钻石生产公司是很大的机会。 此外，根据贝恩咨询报告，2020年美国的需求一枝独秀，占到总消费金额的80%。
（一）中游加工数据，反映了培育钻石需求高增
培育钻石产业链像个沙漏状，上游下游都很分散，中游是格局最集中的环节。90% 以上在印度进行，因此我们可以跟踪印度的出口数据，对于景气度加以判断。2021 年印度培育钻石毛坯进出口同比增速在100%以上，2022年2月仍保持近翻倍增长， 可见行业高景气度。
（二）培育需求为何高增？
生产技术进步，价格下降创造需求。2015年前，培育钻石克拉数小、颜色差，价格 高昂，难以匹敌天然钻石，无法打开市场。培育钻石技术近5年大幅进步了，钻石尺 寸更大、成色更纯净，还伴随着价格的不断下降。根据贝恩咨询，2018年，CVD法合成一个G、VS等级的成品钻，单克拉价格是300-500美元，仅是2008年的1/10和 2013年的1/4，销售培育钻石有了经济性，打开需求的想象空间。
老牌钻石品牌商的持续导入。从本质上讲，消费者对于珠宝的需求，是受品牌商影 响的。消费者购买珠宝，不仅购买一个产品，更是他的知名设计师的设计、品牌溢 价、品牌描述的故事。上个世纪最成功的一个商业营销，就是戴尔比斯对于钻石的 营销，“A diamond is forever”，“钻石恒久远，一颗永流传”，把钻石和永恒的爱情绑 定在一起，获得了高昂的溢价。 而现在，这些老牌钻石商也切入了培育钻的市场，在进行渠道铺设、消费者教育，告 诉消费者培育钻石是人类智慧的结晶、是具有可持续性的。戴比尔斯的调查显示， 消费者认为培育钻石可持续的，很重要的因素是商家的宣传。
美国作为最大的钻石消费国（占全球钻石消费的一半），正在快速接受和消费培育 钻石，成为主要的培育钻石消费国，正在其背后的原因是消费者认知比较领先。
美国对培育钻石的媒体宣传较多，消费者认知充分。《血钻》的演员莱昂纳宣传培 育钻石，提倡购买更道德、更具有可持续性的培育钻石。其次，美国的培育钻石市 场发展较快，继续促进了消费者认知提升。标志性事件包括全球最大珠宝零售商 Signet，美国最大线上珠宝零售商BlueNile的入局。美国的渠道要早于其他地区， 比如Lightbox在美国线下开售一年后才宣布入驻加拿大。
随着天然钻石商纷纷入局，开辟自己的人造钻石的品牌，全球消费者对培育钻石的 认知将进一步提升，带动更多的消费。钻石品牌商目前正在进行消费者教育，一方 面希望抢占新市场，另一方面希望通过强调天然钻石和培育钻石差异，拉开两者的 价格带，从而不影响天然钻石原本的高昂价格。最大钻石供应商De beers曾在 2015年坚决抵制人造钻石，然而在2018年其转变态度，成立了培育钻石珠宝品 Lightbox，定位是时尚的钻石饰品（和象征爱情的天然钻戒区分开），通过价格把 培育钻石与天然钻石做出产品切分。
未来钻石品牌商的对于培育钻石的支持还会持续。核心原因有三个。（1）通过消 费者教育，对天然钻和培育钻加以区分，拉开两者的价格带，从而不影响天然钻石 原本的高昂价格。（2）天然钻石矿藏日渐枯竭。根据贝恩咨询，未来十年的钻石 矿藏乐观情况下仅1%~2%的年增长率，悲观情况下是-2%~-1%。天然钻石商也希 望发展培育钻石业务。根据Paul Zimnisky数据， 2020年第一季度，1克拉以上的 培育钻石的毛利率是天然钻石的1.4-1.8倍，美国培育钻石零售商承认销售培育钻石 利润更高。更高的利润给了零售商销售培育钻石、进行消费者教育的动力。
（三）品牌商对终端价格有掌控力
市场对于培育钻石的终端价格有所顾虑，担心会像仿钻莫桑石一样价格大幅下降。 我们认为这种情况发生几率很小，核心在于钻石品牌商的掌控，即使成本下降，终 端价格也不会重蹈莫桑石的覆辙。
莫桑石是一种外观接近钻石的仿钻，它守不住价格的原因主要是两个：第一，莫桑 石本身是SiC而并非C，和钻石相似但不是同一种物质，肉眼可见差异；第二，莫 桑石没有得到钻石品牌商的支持，都是其他新品牌在卖，并且没有权威认证，对消 费者缺乏影响力，对于终端价格掌控力较弱，因此2016年专利到期后，大量供给涌 入导致竞争混乱，无法守住之前和天然钻石的价格比例。 培育钻石和莫桑石不同，不仅因为它本身是“真钻石”，而且有了品牌商的认可和参 与，品牌商在积极进行消费者教育，并且有权威钻石鉴定机构GIA出具的认证，因 此培育钻石价格一定程度能够被品牌商掌控，把降价控制在合理范围。
全球钻石品牌商巨头戴尔比斯（De Beers）对于人造钻石价格掌控力较强，2021 年8月推出新品钻石，变相将价格翻倍。2018年，戴尔比斯为了将天然钻石和培育 钻石的价格带区分开，依照成本价推出了800美元/克拉的Lightbox品牌钻石，导致 零售价下跌。但其实Lightbox一直处于有价无市的缺货状态，只是为了确立价格， 压低培育钻石市场价。2021年8月，戴尔比斯改变了过去按照成本定价、按照克拉 数线性定价的理念，在800美元/克拉的标准款之外，推出了1500美元/克拉的更高 品质培育钻石。（报告来源：未来智库）
（四）消费需求：场景多元——钻石替代+拓时尚饰品
培育钻石因为比天然钻石价格低、涵义单纯，有了更丰富的需求场景。全球的珠宝 市场呈现金字塔型，钻石属于偏高端的市场，本身仅占珠宝市场的1/4，培育钻石既 可以渗透钻石市场，又可以拓展高级珠宝和大众珠宝的市场。
根据UBS2021年的调查显示，比起象征爱情的昂贵天然钻石，消费者给自己买钻石 时，更愿意考虑涵义单纯的培育钻石。时尚珠宝品牌潘多拉、施华洛世奇等都在2020 年布局培育钻石市场，时尚钻石需求将快速升温。
随着品牌商的持续铺设渠道，培育钻石的环保性让全球的培育钻石消费市场可观。 培育钻石的可持续性对于全球多地的消费者都是个加分项，而美国的率先高增主要 来自渠道发力早。钻石品牌商通过市场调研也认识到可持续性的重要性，戴尔比斯 2021年11月刚发布的调查报告着重强调了消费者对可持续性的重视。因此，随着品 牌商持续铺设培育钻石渠道，全球消费者认知逐步提高，继美国之后，欧洲、亚洲及 其他地区也将依次高增。存量替代加上更低的价格能吸引原本不会买天然钻石的消费者，市场空间可观。
消费者买钻石是根据预算来的，而不是买特定克拉数。人们在原本天然钻石的预算 下，会倾向于购买品质更好的培育钻石。例如，原本用4万买一克拉钻戒的人现在会 用4万买3克拉的培育钻石钻戒。
（五）工业用途：磨料需求稳定，半导体材料需求高增
人造金刚石有两种合成方法：高温高压法（HPHT）与化学气相沉积法(CVD)，生产 消费品和工业品的设备是同样的。由于两种方法所得金刚石形态不同，在工业上的 用途差异较大。 高温高压法（HPHT），中国贡献主要产能。生产的小颗粒钻石多用于作为磨料耗材， 下游应用广泛，其中大部分用于石材和建筑材料加工，用途还包括机电行业、地质 钻探、航空航天、军工国防、医疗检测与治疗、电子电器、高端装备制造等领域。
化学气相沉积法（CVD），北美为主的新兴市场：能够生产片状大面积金刚石，可 以作为新一代半导体材料，Element Six、Diamond Foundry等钻石公司都有布局半 导体业。根据Technavio的报告，2019年全球的作为半导体材料的钻石市场是2.3亿 元人民币，到2024年预计能有30%CAGR，其中北美是主导地位。戴尔比斯旗下Six Element、Diamond Foundry等钻石公司都有布局半导体业务。
除了消费需求外，人造钻石的工业需求也是很大的市场，且工业需求也会对消费市 场产生影响，主要有两点： 工业用途决定了国内外不同的技术路线不会切换。目前两种技术路线不会相互切换， 因为国内的HPHT产品供应了全球的磨料，而国外CVD产品用作新一代半导体。所以 技术路径国内外的选择会相对稳固。 工业钻石的毛利率决定了培育钻石毛利率的底线。如果钻石生产商发现卖培育钻石 不如工业钻石利润高（当前国内工业钻石毛利率有30%左右），公司就会转而生产 工业钻石，一定程度上控制了培育钻石的产能。
人造金刚石主要通过高温高压法（HTHP）和化学气相沉积法（CVD）两种合成方 式产生。两种路线的产品在净度、色泽方面各有优劣，核心区别在于大小和工业用 途。 尺寸对比：中国的HPHT路线适合生产3克拉以下的小钻石，而CVD路线采用二维 生成片状的方式，无法合成小颗粒单晶，适合生产大克拉钻石。 工业用途：HPHT小颗粒用作磨料，CVD是用作新型半导体材料，正如前文所论 述，中国和海外路径预计未来不会发生大变化。
（一）HPHT 和 CVD 的短期扩产难点
1. 技术壁垒：工艺和专利
过去工业上用作磨料的钻石对于颜色、大小等的没有要求，因此工艺简单成熟，产 量很大。但宝石级合成钻石不同，钻石的颜色、大小、净度和形状都很重要，同等情 况下速率和良率也会影响产出，因此无论哪种路线，仅购买设备不足够，还需要在 反复实验中找到最适合的工艺参数。CVD因为专利新，北美几家机构垄断，正在打 专利战，因此也阻碍了新玩家的进入。
HPHT的技术难点：温度场、压力和配方，需要工艺积淀。
HPHT分为膜生长法和温度梯度法路线。温度梯度法，能够更好地合成的金刚石大单 晶(粒径大于1 mm)，目前广为使用。这种方法的原理是，自腔体的高温端向低温端 依次排列碳源、触媒、籽晶和晶床，在高温高压条件下实现金刚石大单晶的生长。同 时，需要去除杂质、控制合成速度，保证钻石成色和净度，其中涉及的重要控制因 素是温度场、压力和配方。
温度和压力对于质量和产量很关键，需要工艺积淀。物质系统内各个点上温度的 集合称为温度场，对于金刚石晶体生长至关重要，直接决定着晶体生长的质量和 产量。生长优质宝石级金刚石单晶，温度梯度的合理调整非常关键。
配方：触媒和除氮剂的选择决定了钻石颜色，是各公司的核心技术。除氮剂：氮 的含量越多，颜色就越深，钻石的成色等级亦会越低。因此对于无色金刚石大单 晶的合成，除去合成腔体中的氮十分重要，这直接关系到氮含量是否符合小于1 ppm的要求。除氮剂有Al，Ti(Cu)，Zr等，其中Al和Ti(Cu)是最为常见的除氮剂。 触媒：触媒的选择对金刚石合成的影响也不可忽视。HPHT路线合成金刚石常用 的触媒有镍基和铁基两大系列，不同触媒的效果也各有特点。
CVD的技术难点：专利北美垄断，工艺需要积淀
CVD技术：领先的玩家获得了显著的工艺优势和知识产权优势。CVD技术出现在 2000年代初，发明者试图将每个单独的合成模式都纳入专利保护，最大限度地扩大 其范围。因此，目前有大量专利涵盖了非常广泛的CVD合成操作参数和条件。领先 的专利持有人主要包括戴尔比斯旗下的Element 6、卡内基研究所和密歇根大学。 对比之下，HPHT路线中国设备领先。中国人造金刚石行业凭借100%自主知识产 权的六面顶压机获得迅速发展。目前HPHT所用的生产设备也主要在中国。根据力 量钻石的招股说明书，中国六面顶压机的卓越表现得到了全球人造金刚石生产企业 的青睐，元素六（Element Six）、日本住友电工、韩国ILJIN公司等国际知名人造 金刚石生产企业均陆续购买中国生产的大型六面顶压机替代原有的两面顶压机。
2. 产能释放：上游设备供给紧张
短期扩产难的第二个原因是上游设备供给紧张。 CVD设备的优质供应商有限，目前全球存量设备大约1/4来自Seki公司。从公司财报 来看，Seki近年来没有扩产，2018年到现在营业收入和员工数都保持相对稳定状态， 扩产能力有限。目前扩产激进的都是能够自研设备的北美大公司，但他们的产能大 都是2022年之后投放，短期供给难以快速释放。CVD低端设备产品品质比高端CVD 设备差很多，比如印度和中国的制造商已经开始生产自己设计的反应器的CVD设备， 扩产快但有效产能不足。 HPHT设备主要在中国生产，在中国境外生产高宝石级钻石的此类压机数量很少。设 备供应的瓶颈在于铰链梁，属于高污染高耗能，环保因素限制扩产，供给培育钻石 的有限，也造成短期扩产困难。
（二）扩产情况研究
根据贝恩的报告，2020年，人造钻石产量达到600至700万克拉，其中50%-60%在 中国和俄罗斯使用高温高压法（HTHP）制造，而美国、欧洲、印度和新加坡主要 用化学气相沉积法（CVD）技术生产人造钻石。
1. CVD扩产计划：高端产能北美为主，低端产能中国和印度放量
高端产能：Seki等高端CVD设备商产能有限，自产设备的三家生产商Diamond Foundry 、Lightbox、 Washington Diamond积极扩产。 低端产能：印度、中国低端产能有放量趋势 印度的培育钻石生产商设备较低端，产能大，品质相对会更低一点。但印度举国力 支持培育钻石产业，本土销售策略灵活，产能增长很快。 中国的低端产能设备便宜，只有几十万，和印度的品质类似，根据中国培育钻石网 预测，CVD产能将在2022年高增。
2. HPHT扩产计划：产能集中在中国，扩产较为稳定
HPHT主要在中国（根据力量钻石招股书，美国也是买中国设备），根据中国培育钻 石网的统计数据，2019年头部三家厂商（中南、黄河旋风和豫金刚石）占到65%的 产能。
工业需求稳定，产能不会大幅向珠宝倾斜：客户很稳定，生产商不会大幅牺牲工业 级业务发展培育钻石。 上游设备限制，扩产节奏相对稳定：根据钻石观察的统计数据，目前全国已有产能1 万台左右，其中约3000台用于培育钻石。
（三）供需平衡情况
1. 企业生产决策的动态博弈：根据大小钻的价差做出不同决策
HPHT更适合生产小钻，CVD更适合生产大钻石，但本质上的生产活动是根据大钻和 小钻的差价来调节的。
生产决策一：产量和钻石大小。无论是CVD还是HPHT路线，产量和钻石大小成反比。 企业会根据大克拉和小克拉的市场价差决定生产策略。 HPHT：大钻会降低良率，因此产量随着大小增加而下降; CVD：小钻是由大块切割而成，因此产量随着大小下降幅度相对线性。
生产决策二：工业钻石还是珠宝钻石。无论哪个路线，生产的钻石都有工业和消费 用途。企业会根据工业钻石和珠宝钻石的市场价差决定生产策略。 HPHT：用于磨具磨料，市场稳定，产地中国为主; CVD：用于半导体新材料和高端切割，市场潜力大、增长快，海外企业主布局。
2. 供需平衡情况，看好小钻石的供需逻辑
看好短期小钻石的供需错配，也看好高品质大钻石的长期溢价。 短期：2021-2022年，2-3克拉以下的小钻（1克拉的成品钻），主要是由HPHT路线 生产得到，保持紧平衡。CVD路线略过剩，品质优先。 中期：由于大钻石本身对于品质要求高，高质量的厂商能有更好销路。另外，CVD 厂商可能转变生产策略卖小钻石，供给也会向小钻石溢出，带来小钻供给过剩。 长期：普通质量培育钻石的供给侧长期看没有壁垒，定价体系类似制造业工业品， 只有高品质大钻石才能获得溢价。 综合来看2-3克拉以下的小钻，主要由中国的HPHT路线制得，看好结构性供需错配 给小钻生产商带来的机会。（报告来源：未来智库）
（四）定价逻辑：零售价由品牌商把控，批发价由供需决定
2021年培育钻石市场出现的现象是，毛坯钻在涨价，成品钻却没有，是因为零售价 和批发价有不同的定价机制。
零售价：To C市场，由品牌商把控。零售价是卖给消费者的终端价格，钻石品牌 商对终端价格有控制力，维持与天然钻价格比例范围相对稳定。 批发价：To B市场，由供需决定。批发价是零售商采购加工成品的价格（毛坯钻 价格+印度加工费用），价格由供需决定的。终端零售价格一定的情况下，零售商 的获利多少主要源自批发价。培育钻石批发价上限由销售天然钻石、工业培育钻石 的盈利能力共同决定，销售商会在几种销售选择中做最优解。
力量钻石从事人造金刚石产品研发、生产和销售的高新技术企业，主要产品包括金 刚石单晶、金刚石微粉和培育钻石。平均克拉较小，正在提升，根据招股书，700- 850型号设备占90%。 尺寸提升，单价提升：2018年以来，公司 3 克拉、4 克拉、5 克拉及以上大颗粒培 育钻石产销量占比增加，大颗粒培育钻石销售价格相对较高，销售占比也逐渐提升。 截至2020年末，公司3克拉以上培育钻石销售占比从2018年的0%增长至28.34%。公 司2018年至2020年的培育钻石均价分别为241.67元/克拉、228.29元/克拉、272.56 元/克拉。受益于量价双升，公司2021Q1培育钻石均价达657.08元/克拉，同比增长 141.08%。
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站
