超硬材料被譽(yù)為“工業(yè)的牙齒”,在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展中扮演著至關(guān)重要的角色。當(dāng)前我國超硬材料產(chǎn)業(yè)正處于發(fā)展關(guān)鍵時期,在新材料、新能源、通信以及半導(dǎo)體芯片等應(yīng)用領(lǐng)域面臨許多重大的機(jī)遇。未來隨著制造業(yè)的進(jìn)一步升級和新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,超硬材料行業(yè)將迎來更加廣闊的發(fā)展空間。
一、超硬材料的定義及分類
超硬材料是指硬度特別高的材料,通常其維氏硬度值超過40GPa。超硬材料可以分為天然超硬材料和人造超硬材料兩大類,天然超硬材料主要包括金剛石(鉆石)和黑鉆石,而人造超硬材料則包括聚合鉆石納米棒(ADNR)、化學(xué)氣相沉積金剛石(CVDD)以及多晶立方氮化硼(PCBN)等。
二、超硬材料行業(yè)發(fā)展政策
超硬材料被譽(yù)為“工業(yè)的牙齒”,是支撐國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展的重要基石。近年來,我國政府相關(guān)部門高度重視超硬材料行業(yè)發(fā)展,圍繞出口管制、產(chǎn)業(yè)發(fā)展引導(dǎo)等方面,相繼出臺了《關(guān)于加強(qiáng)相關(guān)兩用物項對美國出口管制的公告》、《關(guān)于對銻等物項實施出口管制的公告》等一系列出口管制措施,以及《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》、《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2024年本)》等產(chǎn)業(yè)發(fā)展引導(dǎo)政策,旨在全方位支持并引導(dǎo)超硬材料行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。
三、超硬材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1.超硬材料行業(yè)總產(chǎn)值
經(jīng)過六十年的磨礪和沉淀,中國超硬材料行業(yè)實現(xiàn)從無到有、由弱漸強(qiáng)的巨大轉(zhuǎn)變,超硬材料及制品已經(jīng)成為國家各項支柱產(chǎn)業(yè)解決關(guān)鍵共性技術(shù)、實現(xiàn)新一代技術(shù)創(chuàng)新的重要支撐點(diǎn)。當(dāng)前,我國超硬材料產(chǎn)業(yè)在全球市場中處于主導(dǎo)地位。2023年中國超硬材料行業(yè)總產(chǎn)值達(dá)155.3億元,較上年增長5.07%。2024年中國超硬材料行業(yè)總產(chǎn)值將達(dá)到163.2億元,2025年達(dá)到171.5億元。
2.超硬材料銷售情況
超硬材料包括工業(yè)金剛石、寶石級單晶、立方氮化硼、金剛石微粉等。從銷售情況來看,2023年除立方氮化硼外超硬材料的銷售量均上升,除線鋸?fù)獬仓破返匿N售量均下降。主要是因為線鋸產(chǎn)品對金剛石的消耗較大,而線鋸產(chǎn)品的銷量升高同我國光伏、電車等行業(yè)的迅速發(fā)展密不可分。
3.超硬材料進(jìn)出口情況
根據(jù)中國海關(guān)統(tǒng)計,2023年13種商品計出口到217個國家和地區(qū),同比增加8個,占出口量5%以上的依次是印度25%、俄羅斯5%、巴西5%、美國5%、越南5%,占出口額5%以上的依次是香港區(qū)18%、印度14%、美國8%、俄羅斯5%。2023年從61個國家和地區(qū)進(jìn)口(含中國本身),同比增加1個。進(jìn)口總量5115噸,同比下降16.2%;金額393百萬美元,同比下降16.1%。泰國占進(jìn)口數(shù)量最多,達(dá)46%;日本占進(jìn)口額最大,達(dá)35%。
4.應(yīng)用領(lǐng)域占比情況
全球工業(yè)用超硬材料主要為工業(yè)金剛石,其中超過90%為人造金剛石。人造金剛石作為結(jié)構(gòu)性材料,主要用于制造各類金剛石工具,由于其高效、精密、綠色環(huán)保等特點(diǎn),被廣泛用于航空航天、汽車、電子信息等國防和國民經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)領(lǐng)域,是現(xiàn)代化制造業(yè)必不可少的工具。目前人造金剛石結(jié)構(gòu)性材料應(yīng)用占比約90%,功能化應(yīng)用占比約10%。
5.超硬材料行業(yè)競爭格局
我國超硬材料行業(yè)現(xiàn)已形成一個門類齊全、具有相當(dāng)規(guī)模的完整工業(yè)體系,超硬材料行業(yè)上游競爭格局基本形成,中下游行業(yè)由于產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域多且技術(shù)壁壘較高,各細(xì)分行業(yè)仍存在一些產(chǎn)品單一、規(guī)模較小的企業(yè),黃河旋風(fēng)、力量鉆石、中兵紅箭、四方達(dá)等目前在國內(nèi)屬于細(xì)分領(lǐng)域龍頭企業(yè)。從全球來看,現(xiàn)階段中高端復(fù)合超硬材料及工具的供應(yīng)仍以國外企業(yè)為主。
四、超硬材料行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)
1.黃河旋風(fēng)
河南黃河旋風(fēng)股份有限公司主營業(yè)務(wù)包括超硬材料及制品,超硬復(fù)合材料及制品,主要產(chǎn)品包括工業(yè)金剛石、培育鉆石、砂輪、刀具、鉆頭、鋸片等,主要應(yīng)用于金剛石工具制造、珠寶首飾、陶瓷加工、勘探開采、建筑建材加工、機(jī)械加工、光學(xué)玻璃和寶石加工、電子電器制造、汽車零部件制造等領(lǐng)域,對我國的尖端技術(shù)的創(chuàng)新、國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人民生活水平的提高具有重要作用。2023年黃河旋風(fēng)實現(xiàn)營業(yè)總收入15.75億元,同比下降34.67%,歸母凈利潤虧損7.98億元,上年同期盈利3081.89萬元。
分產(chǎn)品來看,2023年黃河旋風(fēng)主營業(yè)務(wù)中,超硬材料收入11.94億元,占營業(yè)收入的75.85%;超硬復(fù)合材料收入1.54億元,占營業(yè)收入的9.75%。
2.力量鉆石
河南省力量鉆石股份有限公司成立于2010年,是一家專業(yè)從事培育鉆石和超硬材料研發(fā)、生產(chǎn)制造的高新技術(shù)企業(yè),主營業(yè)務(wù)涵蓋金剛石單晶、金剛石微粉、培育鉆石三大系列,主要應(yīng)用于精密制造,地質(zhì)鉆探,航天軍工,光伏新能源,第三代半導(dǎo)體,珠寶首飾等相關(guān)領(lǐng)域。力量鉆石以“創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展”為核心理念,深耕超硬材料領(lǐng)域,目前已發(fā)展成為我國超硬材料行業(yè)龍頭企業(yè)之一。2023年,力量鉆石實現(xiàn)營業(yè)總收入7.52億元,同比下降17.03%,歸母凈利潤3.64億元,同比下降20.97%。
分產(chǎn)品來看,2023年力量鉆石主營業(yè)務(wù)中,金剛石微粉收入2.96億元,占營業(yè)收入的39.30%;培育鉆石收入2.28億元,占營業(yè)收入的30.26%;金剛石單晶收入2.05億元,占營業(yè)收入的27.29%。
3.中兵紅箭
中兵紅箭股份有限公司是生產(chǎn)軍用、民用產(chǎn)品為主的大型軍民融合性企業(yè),主要業(yè)務(wù)包括特種裝備、超硬材料、專用車及汽車零部件三大業(yè)務(wù)板塊,其中超硬材料業(yè)務(wù)主要包括人造金剛石、培育鉆石、立方氮化硼等產(chǎn)品,主要應(yīng)用于傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域、消費(fèi)領(lǐng)域、高端及功能性領(lǐng)域,產(chǎn)品遠(yuǎn)銷歐美、東南亞等40多個國家和地區(qū),工業(yè)金剛石和立方氮化硼產(chǎn)銷量、綜合競爭實力、技術(shù)能力均居全球第一。2023年,中兵紅箭實現(xiàn)營業(yè)總收入61.16億元,同比下降8.90%,歸母凈利潤8.28億元,同比增長1.08%。
分產(chǎn)品來看,2023年公司主營業(yè)務(wù)中,特種裝備收入33.87億元,占營業(yè)收入的55.38%;超硬材料及其制品收入23.00億元,占營業(yè)收入的37.61%;汽車零部件收入2.47億元,占營業(yè)收入的4.04%。
4.沃爾德
北京沃爾德金剛石工具股份有限公司專注于超高精密、高精密刀具及超硬材料制品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售業(yè)務(wù),刀具業(yè)務(wù)定位于全球高端刀具市場,是國內(nèi)優(yōu)秀的刀具綜合方案提供商,為客戶提供涵蓋超硬、硬質(zhì)合金、金屬陶瓷材料的刀具產(chǎn)品;金剛石功能材料業(yè)務(wù)定位于全球高端新材料市場,是國內(nèi)少數(shù)能夠掌握CVD法三大制備工藝的公司之一,主要產(chǎn)品包括金剛石膜聲學(xué)器件、金剛石熱沉材料、金剛石光學(xué)窗口、金剛石工具材料、硼摻雜金剛石膜涂層電極及制品、CVD培育鉆石等。2023年,沃爾德實現(xiàn)營業(yè)收入6.03億元,同比增長45.52%,歸母凈利潤為9737萬元,同比增長55.00%。
沃爾德主營超硬刀具、硬質(zhì)合金刀具、超硬材料等,分別實現(xiàn)營收4.59億元、8894.50萬元、3979.75萬元、1406.72萬元、147.23萬元,占比分別為76.07%、14.75%、6.60%。
5.四方達(dá)
河南四方達(dá)超硬材料股份有限公司成立于1997年,2011年在深交所上市,為中國聚晶金剛石行業(yè)上市公司。四方達(dá)主營聚晶金剛石及其相關(guān)制品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,是國內(nèi)規(guī)模大、技術(shù)實力強(qiáng)的復(fù)合超硬材料生產(chǎn)廠商,是國內(nèi)能批量生產(chǎn)及銷售超大直徑切削用聚晶金剛石復(fù)合片的企業(yè),產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于石油鉆探及礦山開采、汽車零部件、裝備制造等制造領(lǐng)域。2023年,四方達(dá)實現(xiàn)營業(yè)收入5.42億元,同比增長5.55%,實現(xiàn)凈利潤1.38億元,同比下降10.66%。
五、超硬材料行業(yè)發(fā)展前景
1.政策支持行業(yè)發(fā)展
在政策層面,中國政府將超硬材料列為重點(diǎn)發(fā)展的新材料之一,并出臺了一系列政策措施,支持超硬材料產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。這些政策為超硬材料行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供了有力支撐,推動了產(chǎn)學(xué)研用深度融合,提升了產(chǎn)業(yè)的核心競爭力。
2.技術(shù)進(jìn)步推動行業(yè)發(fā)展
超硬材料如人造金剛石和立方氮化硼(CBN),在力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等方面展現(xiàn)出獨(dú)特的性能,這些優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)使其成為多個領(lǐng)域的關(guān)鍵材料。隨著納米技術(shù)、智能制造等技術(shù)的不斷發(fā)展,超硬材料的合成、加工和應(yīng)用技術(shù)將不斷創(chuàng)新和升級。例如,金剛石單晶生長技術(shù)已經(jīng)取得突破,實現(xiàn)了英寸級單晶的研制,盡管仍需優(yōu)化質(zhì)量,但這已經(jīng)為金剛石在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用打下了堅實基礎(chǔ)。
3.智能制造推動超硬材料市場需求增加
隨著制造業(yè)的智能化升級,對于高性能、高質(zhì)量的材料需求不斷增加。超硬材料,如人造金剛石和立方氮化硼等,因其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì),在機(jī)械加工、礦業(yè)勘探、航空航天和醫(yī)療等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。智能化制造的發(fā)展推動了這些領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品升級,從而進(jìn)一步增加了對超硬材料的需求。