超硬材料行业：从“工业牙齿”到战略性新兴产业
1、行业概述
超硬材料是所有已知材料中硬度最高的人造金刚石、立方氮化硼及以这两种材料为主要成分制成的复合材料的统称，是目前世界上已知的最硬材料。超硬材料通常指硬度超越传统硬质合金的材料（维氏硬度大于40GPa），核心包括人造金刚石和立方氮化硼两类。
中国人造金刚石产业始于1963年，郑州三磨所研制出中国第一颗人造金刚石，标志着中国超硬材料行业成功突破美苏封锁。经过60多年的发展，我国人造金刚石产量占全球总产量的95%左右，已经发展成为引领全球的民族产业。凭借河南集群产业链产能垄断，我国工业金刚石产量占比达全球95%以上，线锯70%以上国际市占率同样帮助中国贯彻超硬材料行业产业中游全球供应链的市场主导权。现已形成“世界金刚石看中国、中国金刚石看河南”的产业格局。
作为我国现代工业和未来产业重要的先进基础材料，以人造金刚石为代表的超硬材料及制品，被誉为“最硬最锋利的工业牙齿”和“终极半导体材料”，在航空航天、国防军工、高档机床、芯片制造、新能源、汽车制造、油气钻井、地质勘探等国防、国民经济和尖端科学技术领域发挥着重要作用。
2、政策支持与战略定位
超硬材料行业受到国家层面的大力支持。《工业战略性新兴产业分类目录（2023）》将“人造金刚石（工业级金刚石）”“单晶金刚石器件材料”“金刚石与金属复合材料”列为工业战略性新兴产业。《新材料中试平台建设指南（2024-2027年）》明确提出，要面向国家安全和经济建设的关键短板材料、面向新兴产业和未来产业发展的前沿材料，重点支持高性能人工晶体生长及加工技术、功能性超硬材料制备关键技术的研发与中试转化。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》中，将新材料产业列为战略性新兴产业集群发展的关键领域，金刚石材料作为其中重要的前沿分支，在高端制造、量子科技等场景展现出较好的发展潜力。河南省委、省政府将超硬材料产业链作为全省重点培育的28个产业链之首。
3、产业链结构分析
超硬材料产业链结构图
资料来源：普华有策
超硬材料产业链从上游到下游可划分为三个主要阶段。
（1）上游：原材料与设备
上游主要分为原材料和设备两部分。
原材料方面，主要分为石墨与触媒剂两类。不论采用HPHT法（高温高压法）还是CVD法（化学气相沉积法），都涉及高纯石墨和触媒剂的应用。石墨是合成金刚石的碳源材料，触媒剂则起到降低反应温度和压力的催化作用。代表企业有君锐超硬和昌润超材等。
关键设备方面，主要分为六面顶压机和CVD设备两大块。六面顶压机用于HPHT法合成金刚石，目前已基本实现全面国产化，全国保有量达1.2万台。但半导体级CVD设备目前仍有较高的进口依赖度，是国内技术攻关的重点方向。
（2）中游：金刚石制造与制品加工
中游产业主要包括工业金刚石制造、培育钻石、切割工具和金刚石薄膜微粉等。我国目前在超硬材料领域中游已经实现了全面的国产垄断。
在中游环节，较小的金刚石单晶通过碾碎变成金刚石微粉，用于生产锯片、钻头、砂轮等工具；而较大的晶体则通过聚晶等方式生产出具有高附加值和额外功能性的金刚石材料，用于半导体制造等行业。中国依托河南/湖南产业集群垄断全球产能，由中南钻石掌控约三分之一国际工业金刚石产能，美畅股份则主导近三分之二的金刚石线锯市场产能，而良诚新材通过技术革新与突破实现4英寸CVD晶圆量产，打破由外资垄断的市场。
（3）下游：多元化应用场景
超硬材料的下游应用领域分布范围较广，从新兴产业到传统能源开采再到消费零售产业。目前，我国超硬材料行业的下游应用主要分为矿产油服、精密制造、高新技术产业和珠宝四大板块。
从细分需求来看，金属切削工具领域仍占据最大份额，是传统制造业的核心应用场景；精密磨削与光伏硅片切割需求则呈现稳定增长态势。下游由光伏/半导体头部企业主导创新落地：隆基绿能年消耗300亿克拉微粉实现硅片极限薄化（130μm），中芯国际采用金刚石铜基复合材料攻克3nm芯片散热瓶颈（热导率900W/mK），国盾量子更以CVD金刚石衬底将量子比特精度提至99.9%。
此外，培育钻石在消费端快速崛起，2024年中国培育钻石产量约2200万克拉，同比上涨144.44%，占全球总产量的63%。
（4）区域分布
从我国超硬材料产业链企业区域分布来看，超硬材料产业链企业主要分布在河南地区，其次是在长三角集群。
河南集群拥有最多的企业，同时涵盖了超硬材料行业最完整的产业链，特色主要是涵盖以工业金刚石和培育钻石为核心的全产业链。河南产能占全国的80%以上，郑州拥有完整的培育钻石产业链。方城县通过“强龙头、补链条、育集群”战略，以中南钻石、中硬合金等链主企业为核心，联合42家上下游企业，构建起“设备制造—触媒粉—金刚石/培育钻石—微粉—工具”完整产业链闭环。
长三角集群主要以其技术研发实力为核心，通过技术研发能力建立了以精密金刚石工具和高效刀具为主的产业群。西部集群则主要依靠原材料资源丰富，主要负责产业链最上游的部分。
4、行业内重点企业分析
（1）中兵红箭（000519）
中兵红箭主营业务包括特种装备、超硬材料、专用车及汽车零部件三大业务板块。超硬材料业务主要包括人造金刚石、培育钻石、立方氮化硼等产品，产品远销欧美、东南亚等40多个国家和地区，工业金刚石和立方氮化硼产销量、综合竞争实力、技术能力均居全球第一。2025年超硬材料业务实现收入16.16亿元。
旗下中南钻石为全球最大超硬材料供应商之一，是世界最大的超硬材料科研生产基地、全国制造业单项冠军，不仅是行业标准的主要制定者，还是国内超硬材料行业技术创新的领军者。超硬材料板块正围绕“工业、消费和功能性应用”三大领域，加快工艺技术创新和产线高端化、智能化、绿色化升级改造。同时，公司正积极布局半导体级散热材料赛道，加大在多晶金刚石热沉领域的研发投入。
（2）黄河旋风（600172）
黄河旋风是国内超硬材料行业产品种类最齐全的企业之一，主要经营的产品涵盖超硬材料及制品、超硬复合材料及制品等，主要包括工业金刚石、培育钻石、砂轮、刀具、钻头、锯片等。公司在金刚石合成、培育钻石等领域拥有国际领先核心技术，通过技术突破将钻石培育周期从传统的21天缩短至3天，大幅提升了生产效率。
公司将半导体散热赛道作为战略转型的核心方向。2026年2月，国内首条8英寸金刚石热沉片生产线正式投产。按照规划，黄河旋风拟3年内配置300台MPCVD设备，实现年产15万片大尺寸金刚石热沉片，目标将半导体散热业务打造为第一大主业。2025年上半年实现营业收入6.99亿元。
（3）力量钻石（301071）
力量钻石是一家专业从事超硬材料研发、生产、销售和培育钻石新服务、新供给的全产业链企业，2021年9月在深交所创业板上市，是我国超硬材料行业龙头企业之一。公司已形成培育钻石、金刚石单晶、微粉三大核心品类。
公司持续推进金刚石散热片、功能性金刚石等前沿产品量产，优先保障半导体、国防科工等高端领域功能材料供应。拟将原计划用于培育钻石扩产的募集资金变更投入“金刚石功能材料生产研发建设项目”，聚焦散热材料、光学材料、声学振膜等高端领域。多家国内知名半导体企业积极与公司对接金刚石散热产品。
（4）四方达（300179）
四方达主营聚晶金刚石及其相关制品的研发、生产和销售，是国内规模大、技术实力强的复合超硬材料生产厂商，是国内能批量生产及销售超大直径切削用聚晶金刚石复合片的企业。公司以精密金刚石工具及CVD金刚石为新的业务增长点。
公司拥有自主知识产权的MPCVD合成及加工设备技术和CVD金刚石生长工艺技术。公司2025年营收增长主要系CVD金刚石等新业务板块贡献增量。金刚石散热片已通过海外客户测试，进入小批量供货阶段，正加快推进沙雅年产2.5万片CVD金刚石散热基地建设。
（五）国机精工（002046）
国机精工在轴承和磨料磨具两大行业开展业务，业务覆盖“新材料、基础零部件、机床工具、高端装备、供应链管理与服务”五大板块，特种轴承及超硬材料磨具业务是公司利润主要来源。公司成立于1981年，是行业内成立最早的企业之一。
超硬材料磨具业务是公司目前利润的主要来源之一，2024年超硬材料磨具业务收入5.8亿元左右，下游应用涵盖半导体、汽车、制冷、LED、工模具等领域，其中用于半导体领域的产品近几年增长较为显著。公司自2023年开始在散热和光学窗口实现部分收入，2025年超过1000万元。公司已形成覆盖金刚石单晶、金刚石多晶和金刚石铜复合材料的产品矩阵。
（6）沃尔德（688028）
沃尔德主营业务为超高精密、高精密刀具及超硬材料制品的研发、生产和销售，产品主要应用于消费电子、汽车、航空航天和半导体精密加工等领域。公司超硬刀具业务持续强化核心地位，2025年实现收入5.72亿元，占总营收比重提升至75.85%。
公司设立了金刚石半导体应用项目部，围绕硅/碳化硅基金刚石衬底、多晶/单晶金刚石衬底、金刚石铜/铝复合材料三大产品研发方向，专注GPU、高功率器件、射频器件、激光器等领域的应用研究。2025年，公司金刚石业务进入关键拐点。
（7）惠丰钻石（920725）
惠丰钻石是一家专注于金刚石微粉研发、生产和销售的企业，2025年上半年超硬材料行业延续结构性调整趋势，公司微粉产品价格经历调整后下半年趋于企稳。
5、产业发展趋势
目前人造金刚石已突破传统磨削加工领域的范畴，开始向消费领域（培育钻石）和功能性金刚石材料方向扩展。2025年，人造金刚石行业完成周期出清与格局重构，CVD技术确立主导地位，行业向高端化、高附加值、规模化全面迈进。
在工业端，随着制造业的转型升级和基础设施建设投资的增加，对高品质人造金刚石的需求不断增长。特别是金刚石散热应用不断获得下游客户认可，随半导体产业持续迭代，芯片的散热压力将持续提升，而金刚石具备高热导率以及高带隙，具备广阔发展前景。根据《十四五原材料工业发展规划》和《新材料产业发展指南》，我国提出要推动高端超硬材料国产化，支持构建金刚石、氮化硼等材料产业集群，至2030年实现自主可控、规模生产、高端应用和绿色制造四大目标。
展望未来，竞争将进一步向技术壁垒集中，掌握大尺寸、低缺陷MPCVD制备技术的企业将引领市场。超硬材料行业整体向高端国产化、应用多元化、生产绿色化迈进，技术与应用双轮驱动，人造金刚石将成为新材料领域核心增长赛道，全面赋能电子信息、先进制造、国防科技等关键领域。
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