四方达-市场前景及投资研究报告-培育钻石：四方通达前景光明

证券研究报告

公司深度报告四方达：四方通达，前景光明——培育钻石系列报告发布日期：2022年8月14日目录•

一、国内复合超硬材料龙头，拓展CVD金刚石打开成长空间1.1深耕超硬材料领域，产品打破国外垄断1.2大股东主导公司研发创新，激励到位绑定核心人才1.3业绩步入稳定增长通道，技术壁垒铸就高盈利能力1.4天璇半导体即将并表，CVD金刚石业务打开成长空间•

二、复合超硬材料：资源开采景气高企，精密加工持续增长•

三、培育钻石：渗透率快速提升，公司CVD法达到国内领先水平•

四、投资建议•

五、风险提示1.1

深耕超硬材料领域，形成资源开采、精密加工、金刚石三大板块深耕超硬材料领域20年，产品打破国外垄断，下游不断拓展•

1997年，创始人方海江离开三磨所、创立公司，专注于复合超硬材料的研发；2002年，公司研发的油气、煤矿钻探用金刚石复合片成功投入使用；2005年，公司成功研制巨无霸拉丝模，并成为全球第三大拉丝模坯供应商；2010年，公司研制出51mm切削刀具用聚晶金刚石复合片，主要产品线基本形成；2011年，公司登陆创业板，是复合超硬材料行业首家上市公司；2018年，公司刀具产品达到国内前沿水平，并突破62mm切削刀具用聚晶金刚石复合片；2019年推出PCBN刀片，尺寸、性能达到国际前沿；2020年，公司切削刀具用聚晶金刚石复合片突破74mm；2021年，公司受让郑州大学部分CVD金刚石技术，子公司天璇半导体推进相关产业化应用，拓展CVD培育钻石业务（增资协议已签署，交易完成后实现并表）。图表：公司成立于1997年，围绕超硬材料领域不断拓展产品线，2021年拓展CVD培育钻石业务河南四方超硬材料股份有限公司成立，是行业内首家以钻基为结合剂的聚晶金刚石拉丝模坯生产厂家成功研制出巨无霸拉丝模坯，公司由此成为全球第三大拉丝模坯供应商成功研制出51mm大直径切削刀具用聚晶金刚石复合片，被认定为河南省科学技术成果；聚晶金刚石复合截齿及潜孔钻头被评为国家重点新产品受让郑州大学异形齿研发成功，进一步提升深硬岩层的钻进效率成功研制出PCBN刀片，尺寸、性能均达到国内国际前沿CVD金刚石制备技术及金刚石功能性应用技术，子公司天璇半导体推进产业化20022011201820082020199720102015200520192021公司研发的石油/天然气钻探用金刚石复合片在国内油田使用；煤田/矿山钻探用金刚石复合片快速达到国内前沿水平完成股份制改造，并更名为河南四方达超硬材料股份有限公司在深交所上市，是复合超硬材料行业首家上市公司倒角刀、轮廓刀、筏板绞刀等系列精密超硬刀具产品达到国内前沿水平。成功研制出62mm大直径切削刀具用聚晶金刚石复合片成功研制出74mm大直径切削刀具用聚晶金刚石复合片

：公司官网，中信建投1.1

深耕超硬材料领域，形成资源开采、精密加工、金刚石三大板块公司形成资源开采、精密加工、CVD金刚石三大板块图表：公司形成资源开采、精密加工、CVD金刚石三大板块产品大类具体产品产品图片油气开采复合片资源开采矿山开采复合片PCD、PCBN刀具用复合片PCD、CBN刀具、微钻培育钻石精密加工CVD金刚石（天璇半导体为经营主体，即将并表）高端工业用金刚石

：公司公告，中信建投1.2

大股东主导公司研发创新，激励到位绑定核心人才大股东主导公司研发创新，母公司为主业经营主体•

大股东为超硬材料行业专家，主导公司研发创新。方海江、付玉霞为公司的实际控制人，二人为夫妻关系，截至2022Q1，共同持有公司35.62%的股份，创始人方海江为公司第一大股东，持有公司28.61%的股份，行业经验丰富，从公司创立至今主导研发了一系列主要产品和技术，是公司产品和技术创新的核心领军人。•

母公司为主业的经营主体，子公司主要负责进出口贸易、投资管理和咨询业务。具体来看，郑州华源是木工行业超硬刀具业务的经营主体，郑州速科特主要负责木工刀具出口贸易；宁波四方晟达、宁波四方鸿达、宁波晨晖盛景主要负责投资管理和咨询相关业务。图表：方海江、付玉霞为公司实际控制人，大股东方海江为行业专家，主导公司研发创新（注：股权结构截至2022Q1）实信达澳银周期动力华安安华灵活配置信达澳银匠心臻选际控制人方海江付玉霞傅晓成富国创业板两年定期邹淑英方春凤其他28.61%7.01%2.97%2.82%2.16%1.53%1.37%1.34%1.28%50.91%河南四方达超硬材料股份有限公司100%97%82%30%14.99%7.67%郑州速科特超硬工具有限公司郑州华源超硬材料工具有限公司宁波四方晟达投资管理有限公司宁波四方鸿达投资管理合伙企业河南通惠实业有限公司宁波晨晖盛景股权投资合伙企业

：公司公告，中信建投1.2

大股东主导公司研发创新，激励到位绑定核心人才公司多位管理层具备超硬材料相关学术和产业背景•

董事长方海江曾就职于郑州三磨所，从事超硬材料研发工作，产业经验丰富，引领公司研发创新。董事、联席总经理向鹰油曾就职于贝克休斯、史密斯钻头、Mega

Diamond、美国合成公司；副总经理林志军曾就职于斯伦贝谢。图表：公司管理层学术和产业经验丰富姓名职务学术背景工作履历中南大学工学硕士、长江商学院

1992年至1996年，就职于郑州磨料磨具磨削研究所，从事超硬材料研发工作；1997年创立四方达；1997年至方海江董事长EMBA2021年12月，担任四方达董事长兼总经理，从事超硬材料及制品的研发创新。现任四方达董事长。1991年9月至1994年10月，担任贝克休斯钻头公司任高级研发工程师

；1994年11月至2011年12月，就职于史密斯钻头公司，历任高级研发工程师、项目经理、中国区经理；2012年1月至2013年2月，担任

Smith

MegaDiamond中国区经理；2013年3月至2018年12月，担任美国合成公司(US

Synthetic)中国区经理。现任四方达董事、联席总经理。YingXiang（向鹰）岩石力学博士董事、联席总经理独立董事武汉大学学士，中国科学院博士，香港中文大学、英国诺丁汉大学博士后2015年至今，就职于郑州大学，历任物理工程学院副院长、物理学院院长、学术副校长，从事金刚石光电材料与器件研究。现任四方达独立董事。单崇新林志军2007

年

11

月至

2011

年

2

月，在洛斯阿拉莫斯国家实验室从事博士后研究；2011

年

3

月至

2017

年

6

月担任斯伦贝谢集团任高级工程师。现任四方达副总经理。副总经理中国科学院博士

：公司公告，中信建投1.2

大股东主导公司研发创新，激励到位绑定核心人才推出股权激励以及三期员工持股，绑定公司核心骨干•

公司于2018年推出股权激励，激励对象包括董事、高管、中层管理人员以及核心员工。此外，公司又于2020-2021年期间推出三期员工持股计划，所涉及人员包含公司董事、高管、监事以及核心骨干，绑定优秀人才，调动员工积极性，持续推进公司技术创新。图表：公司推出三期员工持股计划，充分调动员工积极性（持股比例截至2022Q1）时间涉及人员人数股数（万股）占总股本比例2020年3月高级管理人员、核心骨干19218.930.44%2021年3月董事、监事、高级管理人员、核心骨干董事、监事、高级管理人员、核心骨干496928.6449.120.06%0.10%2021年12月

：公司公告，中信建投1.3

业绩步入稳定增长通道，技术壁垒铸就高盈利能力历史业绩与油气行业景气度关联较大，随着产品线的拓展，业绩步入稳定增长通道•

从收入端来看，公司历史营收与油气行业景气度关联较大。2016-2019年，公司营收从1.67亿元增长至5.01亿元，CAGR为44.28%，主要受益全球油气开采高景气；2020年全球疫情导致油气开采需求大幅下滑，公司营收也下滑36.45%至3.18亿元。随着油气景气复苏与精密加工收入持续提升，公司已步入稳定增长通道。2021年公司营收重回增长，同比增长30.90%至4.17亿元；2022Q1公司营收为1.26亿元，同比增长37.93%，维持稳健增长。•

从利润端来看，利润与营收趋势基本一致。2016-2021年，公司归母净利润与营收保持同向增减，2022年利润增速大幅高于营收增速，主要系公司高毛利的油气开采业务收入回暖、精密加工业务毛利率提升，且获得了政府补助。图表：2021年公司营收恢复增长图表：2021年公司归母净利润恢复增长(亿元)营业收入同比(右轴)归母净利润同比(右轴)(亿元)6100%75%50%25%0%1.4150%120%90%60%30%0%1.21.00.80.60.40.20.0543210-25%-50%-30%-60%2016201720182019202020212022Q12016201720182019202020212022Q1

：Wind，中信建投

：Wind，中信建投1.3

业绩步入稳定增长通道，技术壁垒铸就高盈利能力公司盈利能力强，总体呈上升趋势•

2021年开始，公司盈利能力明显回升。毛利率方面，2016-2019年公司毛利率总体呈现上升趋势，从43.89%增长到59.40%，主要系营收持续增长，规模效应不断体现；2020年受疫情影响下滑至48.79%；2021年重回增长，恢复至52.89%；2022Q1公司毛利率为54.70%，同比提升1.81pct，继续提升，主要系高毛利的资源开采业务需求回暖、精密加工业务毛利率持续提升。净利率方面，2022Q1公司净利率为32.71%，同比大幅提升7.97pct，主要系公司积极控费、ITC调查影响消除，并收到政府补助。图表：公司毛、净利率总体呈上升趋势图表：2022Q1期间费用率显著下降销售费用率管理费用率（2018年前包含研发）毛利率净利率70%财务费用率研发费用率期间费用率合计60%50%40%30%20%10%0%36%32%28%24%20%16%12%8%4%0%-4%-8%2016201720182019202020212022Q12016201720182019202020212022Q1

：Wind，中信建投

：Wind，中信建投1.3

业绩步入稳定增长通道，技术壁垒铸就高盈利能力分业务来看，资源开采/工程施工贡献主要营收与毛利•

资源开采/工程施工贡献主要收入，精密加工占比不断提升。2019-2021年公司资源开采/工程施工营收分别为3.64、1.95、2.35亿元，占比分别为72.54%、61.10%、56.38%；随着公司产品线的拓展，精密加工类收入占比不断提升，2019-2021年营收分别为1.18、1.05、1.59亿元，占比分别为23.61%、32.82%、38.14%。•

资源开采/工程施工毛利率高，精密加工仍有提升空间。2019-2021年资源开采/工程施工毛利率分别为67.00%、56.28%、61.29%，除了2020年均维持在60%以上，主要系公司主营产品技术壁垒高；精密加工毛利率分别为37.77%、34.23%、38.17%，公司立足材料拓展刀具，未来刀具放量将带动毛利率继续上行。图表：资源开采贡献主要收入，精密加工占比提升图表：资源开采毛利率高，精密加工仍有提升空间(亿元）资源开采/工程施工类精密加工类其他资源开采/工程施工类精密加工类其他4.03.53.02.52.01.51.00.50.080%70%60%50%40%30%20%10%0%2019202020212019：Wind，中信建投20202021

：Wind，中信建投1.3

业绩步入稳定增长通道，技术壁垒铸就高盈利能力分市场来看，公司海外收入占比高，毛利率高于国内市场•

公司海外收入占比较高。公司超硬材料产品性能和技术指标国内领先，部分产品达到国际先进水准，在下游客户口碑较好，远销欧洲、美洲、东南亚等四十多个国家和地区。2016-2019年海外收入占比超过50%，2020年以来，海外收入占比有所下降，主要系油气开采业务海外收入占比较高，还未恢复正常水平。•

海外市场毛利率高于国内。2021年公司海外、国内市场毛利率分别为62.6%、45.4%，海外显著高于国内，主要因为海外销售产品以资源开采类产品为主，毛利率较高。图表：

公司海外收入占比维持在40%以上图表：海外市场毛利率高于国内国内市场营业收入海外市场营业收入海外市场占比国内市场毛利率海外市场毛利率(亿3元.0）90%75%60%45%30%15%0%70%60%50%40%30%20%10%0%2.52.01.51.00.50.0201620172018201920202021201620172018201920202021

：Wind，中信建投

：Wind，中信建投1.4

天璇半导体即将并表，

CVD金刚石业务打开新成长空间拓展CVD培育钻石业务，储备金刚石功能材料技术•

增资收购天璇半导体，拓展培育钻石业务。天璇半导体从事CVD核心技术研发和培育钻石、工业用金刚石的生产和销售，公司拟与共青城星达向天璇半导体分别增资9225万元、775万元，增资完成后公司将直接持有天璇半导体46.13%的股权，通过子公司宁波四方鸿达投资管理合伙企业间接持有天璇半导体7.09%的股权，共计持有53.22%的股权，届时将实现并表。•

携手郑州大学共同推进CVD金刚石产业化应用，储备功能材料技术。除了首饰级应用，金刚石是绝佳的功能材料，2021年4月，公司与郑州大学签署技术转让协议，受让郑州大学拥有的部分CVD金刚石制备技术及金刚石功能性应用技术，并委托其进行金刚石光电功能器件的研究与开发；2021年10月，公司与郑州大学就“MPCVD合成金刚石及其半导体器件研究”项目达成合作，共同推进产业化应用。图表：公司与共青城星达分别向天璇半导体增资9225万元和775万元，增资完成后成为天璇半导体最大股东，占比46.13%增资9225万元增资775万元四方达汪建华共青城星达晏小平河南晶研制造汪建华共青城星达晏小平河南晶研制造30%四方鸿达四方鸿达增资后46.13%23.25%15.00%13.87%1.00%0.75%46.50%30.00%20.00%2.00%1.50%天璇半导体天璇半导体

：公司公告，中信建投目录•

一、国内复合超硬材料龙头，拓展CVD金刚石打开成长空间•

二、复合超硬材料：资源开采景气高企，精密加工持续增长2.1复合超硬材料广泛应用于各大工业领域2.2油气开采景气高企，公司产品已导入头部大客户2.3从上游材料顺利拓展超硬刀具，持续稳定增长•

三、培育钻石：渗透率快速提升，公司CVD法达到国内领先水平•

四、投资建议•

五、风险提示2.1

复合超硬材料广泛应用于各大工业领域•

超硬材料:指硬度极高的材料，具有高硬度、高耐热性、低热膨胀系数等优越性能，广泛用于汽车、航空航天、电子等加工。•

（1）按材料不同，分为金刚石和立方氮化硼（CBN）。金刚石硬度最高，适用于加工非金属和有色金属；立方氮化硼适用于加工黑色金属。•

（2）按晶体类型的不同，分为单晶超硬材料和聚晶/复合超硬材料。单晶超硬材料主要包括单晶颗粒、微粉，多用于制造磨料、锯片或者作为聚晶/复合超硬材料的原料，应用于光伏、首饰珠宝等领域，未来可在激光、半导体等领域作为功能材料；聚晶/复合超硬材料是由单晶超硬材料和金属、非金属粘结剂在高温高压的条件下合成的，和单晶超硬材料相比切割面积和强度更大，主要用于制造钻头、刀具，应用于汽车、矿山、油气等领域。图表：超硬材料按晶体类型分类和常见产品形态、下游产品产品形态粗粒下游产品锯片重点应用领域光伏微粉毫米级单晶砂轮培育钻石单晶超硬材料珠宝首饰超硬材料原料汽车油气矿山油气/矿山用复合片刀具用复合片拉丝模坯油气/矿山钻头刀具拉丝模聚晶（复合）超硬材料

：中国超硬材料网，公司招股书，中信建投2.2

油气开采景气高企，公司产品已导入头部大客户钻完井在油服产业链中价值占比最高，油气复合片是该工序重要耗材•

钻完井在油服产业链中价值占比最高。油服行业即油田技术服务和装备，具体包括勘探、钻完井、测录井、油田生产、油田工程建设，从产业链价值占比来看，钻完井价值占比最高，约46%。•

油气复合片是钻完井环节的关键耗材。油气钻头是钻完井环节的重要工具，而油气复合片是装在油气钻头上的耗材。图表：钻完井在油服产业链中价值占比为46%，油气复合片是该工序重要耗材油气复合片是装在钻头上的“耗材”勘探(4%)钻完井(46%)测录井(9%)油田生产(26%)工程建设(33%)电缆测井录井服务测录数据分析人工举升增产服务浮式生产服务地震数据采集数据分析钻井服务固井服务完井服务海上平台建设生产设备维护

：磨料磨具，Barclays，中信建投2.2

油气开采景气高企，公司产品已导入头部大客户油气开采需求复苏，预计未来景气可持续•

受益油气需求复苏，美国活跃钻井数迎来持续增长。2020年全球疫情导致油价暴跌，活跃钻井数量也开始急剧下降，油气开采需求低迷，随着疫情影响逐步消退，2020年9月开始，布伦特原油价格开始进入上升通道，带动油气开采需求提升，美国油气活跃钻井数量也开始不断回升，从最低点257座上升到至2022年3月的662座。•

展望未来，油气开采行业景气将继续延续。根据IHS

Markit预测，未来全球油气资本开支将持续提升。另外，从原油价格来看，油价仍在高位；从活跃钻井数量来看，目前距离疫情前的水平还有一定差距，仍有提升空间。图表：2020Q4开始，油价、活跃钻井数回升图表：未来全球油气资本开支有望持续提升英国布伦特原油活跃钻井数量:美国:原油和天然气(座(亿美元）国际石油和天然气资本开支(美元/1桶4

0））12006,0005,0004,0003,0002,0001,0000120100806040200100080060040020002016

2017

2018

2019

2020

2021

2022E

2023E

2024E

2025E

：Wind，中信建投

：IHS

Markit，中信建投2.2

油气开采景气高企，公司产品已导入头部大客户“大客户+进口替代”战略双轮推进，公司产品已导入头部大客户•

油气开采下游客户CR4超70%。全球范围来看，油气开采产品主要下游市场集中在国外，且集中度较高，2021年斯伦贝谢、贝克休斯、哈里伯顿、国民油井合计市占率为74%。•

公司产品竞争力突出，已导入头部大客户。公司坚持“大客户+进口替代”战略，产品力方面，部分产品达到国际先进水平，2020年底美国ITC委员会针对对聚晶金刚石复其下游产品向公司发起专利侵权调查，目前初裁判定公司胜诉；客户方面，公司油气复合片产品已实现为斯伦贝谢、贝克休斯批量供货，其他头部客户正在验证，未来1-2年有望看到积极进展；市场份额方面，对比2010年和2021年油气复合片市场的竞争格局，以公司为代表的国产企业份额显著提升。图表：2021年油服及设备行业CR4高达74%图表：国产厂商在油气复合片市场份额显著提升四方达、深圳海明润、郑州新亚等DI、Mega

Diamond、Novatek、Dennis

Tools元素六美国合成100%80%60%40%20%0%3%其他,26%25%17%29%斯伦贝谢,

26%贝克休斯,

23%33%35%国民油井,

7%32%哈里伯顿,18%27%2010年2021年

：CSI

MARKET，中信建投

：《中国超硬材料》，，中信建投2.3

从上游材料顺利拓展超硬刀具，持续稳定增长刀具是切削加工的工具，刀片是重要耗材•

刀具是在机械制造领域中用于切削加工的工具，由刀柄、刀杆（或刀盘）和刀片组成。切削加工是用刀具从工件上切除多余材料，从而获得形状、尺寸及质量均符合要求的零件加工过程，约占整个机械加工工作量的90%。作为工业机床的“牙齿”，刀具的质量直接影响机械制造业生产的水平、生产效率和产品质量，而刀片是金属切削过程中的关键部件，其具有耗材属性，需要定期进行更换。图表：刀具是切削加工的工具，刀片是重要耗材

：华锐精密公告，中信建投2.3

从上游材料顺利拓展超硬刀具，持续稳定增长超硬刀具主要用于精密加工，在切削刀具中占比约14%•

按照刀具使用的材质分类，刀具材料主要分为工具钢、硬质合金、陶瓷和超硬材料。不同材质的刀具适用于不同的应用领域，通常硬度越高的材质切削速度越快，但冲击韧性相对越差，其中超硬刀具硬度最高，但价格昂贵，通常用于精加工。立方氮化硼适于用来精加工各种淬火钢、硬铸铁、高温合金、硬质合金、表面喷涂材料等难切削材料；金刚石刀具适合加工各种耐磨非金属、有色金属。图表：超硬刀具耐磨性好，但韧性有所欠缺刀具材料特点应用领域广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等。用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等。强度低于高速钢，不适合冲击性强的工况硬质合金硬度、耐磨性、耐热性相对差，但抗弯强度高，价格便宜易焊接。刃磨性能好，不宜高速切削常用于钻头、丝锥、锯条以及滚刀、插齿刀、拉刀等刀具，尤适用于制造耐冲击的金属切削刀具工具钢陶瓷高硬度、耐磨性、耐热性、化学稳定性、摩擦系数低、强度与韧性低，热导率低适用于钢料、铸铁、高硬材料（淬火钢）连续切削的半精加工或精加工最高的硬度和耐磨性，摩擦系数小，导热性好但不耐温，切削速度可达2500-5000m/min，但价格昂贵，加工、焊接都非常困难聚晶金刚石(PCD)主要用于有色金属的高精度、低粗糙度切削，以及非金属材料的精加工，不适宜切削黑色金属超硬材料聚晶立

高硬度（仅次于金刚石）及高耐热性方碳化

（耐热

1400度），化学性质稳定，导热性好，摩擦系数低，抗弯强度与韧(PCBN)

性略低于硬质合金主要用于高温合金、淬硬钢、冷硬铸铁等难加工材料的半精加工和精加

工，特别是高速切削黑色金属硼

华锐精密招股书，切削刀具用户调查分析报告，元素六，中信建投2.3

从上游材料顺利拓展超硬刀具，持续稳定增长刀具占机床消费比重持续上升，超硬刀具在切削刀具中比例也在提升•

从刀具、机床消费额来看，刀具占机床消费比重持续上升。2016年以来，刀具消费额占机床消费额占比显著提升，2021年为27%，与发达国家约50%的水平相比仍较低，伴随中国制造业转型升级，未来仍有巨大提升空间。•

从细分品类来看，超硬刀具在切削刀具中比例也在提升。根据切削刀具调查分析报告，2008-2018年，立方氮化硼刀具占比从4%提升到8%，金刚石刀具占比从3%提升到6%，超硬刀具合计占比从7%提升到14%，均实现翻倍。展望未来，我国制造业正面临转型升级，已进入高质量发展阶段，超硬刀具因其独特的性能在精密高效加工方面发挥着极大的作用，是未来数控加工领域不可替代的角色，占比将继续提升。图表：2016年以来，刀具占机床消费比重快速提升图表：超硬刀具在切削刀具中占比有所提升刀具消费额机床消费额刀具消费额占比第二届（2008年）第三届（2013年）第四届（2018年）(亿3,00035%30%25%20%15%10%5%70%60%50%40%30%20%10%0%元）2,5002,0001,5001,00050000%2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021硬质合金高速钢陶瓷立方氮化硼

人造金刚石其他

：中国机床工具工业协会，中信建投

：切削刀具用户调查分析报告，中信建投2.3

从上游材料顺利拓展超硬刀具，持续稳定增长国内超硬刀具格局分散，公司从材料拓展刀具，份额有待提升•

国内超硬刀具格局分散，集中在中低端产品，高端有待突破。国内超硬材料刀具企业近千家，但未出现规模很大的巨头企业，且高端超硬刀具企业不多，集中度较低，从2020年国内超硬刀具市场竞争格局来看，沃尔德份额约4%，富耐克约3%，威硬工具约2%，四方达刀具收入在千万级别，份额有待提升。•

公司从复合片拓展至下游刀具，未来持续放量带动毛利率提升。公司2010年拓展刀具用复合片业务，产品性能不断突破，近几年刀具业务顺利拓展，目前公司精密加工类业务毛利率不到40%，同行业较领先公司均在45-50%之间，仍有较大提升空间，随着未来刀具继续放量，公司相关业务毛利率会继续提升。图表：国内超硬刀具竞争格局较为分散（2020年）图表：公司超硬刀具放量后毛利率仍有提升空间沃尔德,

4.0%沃尔德富耐克威硬工具四方达富耐克,

2.9%威硬工具,

1.6%55%50%45%40%35%其他,91.6%30%201920202021

：Wind，中信建投

：智研咨询，中信建投

注：采用沃尔德高精密刀具；富耐克超硬刀具；威硬刀具PCD/PCBN车镗刀；四方达精密加工类毛利率目录•

一、国内复合超硬材料龙头，拓展CVD金刚石打开成长空间•

二、复合超硬材料：资源开采景气高企，精密加工持续增长•

三、培育钻石：渗透率快速提升，公司CVD法达到国内领先水平3.1培育钻石产业链：中国、美国占据微笑曲线两端3.2生产端工艺进步+消费端获得认可，培育钻石渗透率将迅速提升3.3技术路线对比：CVD扩产受限制少，在功能材料上发展空间更大•

四、投资建议•

五、风险提示3.1

培育钻石产业链：中国、美国占据微笑曲线两端图表：培育钻石产业链一览其他俄罗斯

4%6%高温高压法（HPHT)产能分布全球产能占比：约50%中国90%毛坯生产上游毛利率：60%+新加坡13%印度37%化学气相沉积法产培育钻石产业链（CVD)美国25%能分布全球产能占比：欧洲25%约50%其他2%中国3%产能分布加工打磨中游毛利率：10%印度95%印度1%其他9%终端零售消费分布中国8%下游毛利率：60%+美国82%

Bain，力量钻石招股书，中信建投3.1

培育钻石产业链：中国、美国占据微笑曲线两端上游：中国为全球培育钻石毛坯最大生产国，占比约40%，以HPHT法为主•

全球天然钻石产能集中在具备钻石矿的国家，如俄罗斯、博茨瓦纳等。2021年全球天然钻石毛坯产量约11600万克拉，其中俄罗斯、博茨瓦纳、加拿大、刚果、南非、安哥拉分别占比32%、19%、15%、12%、8%、7%。•

中国在培育钻石毛坯上有优势，占据全球约40%产能，以HPHT法为主。2020年全球培育钻石毛坯产量约720万克拉，分地区来看，中国、印度、美国、新加坡的产量分别为300、150、100、100万克拉，占比分别42%、21%、14%、14%。分技术路线来看，中国和俄罗斯以高温高压法（HPHT）为主，印度、美国、新加坡以化学气相沉积法（CVD）为主。图表：全球天然钻石毛坯产能集中在俄罗斯、博茨瓦纳等图表：中国占据约40%培育钻石毛坯产能，以HPHT法为主

：Bain，中信建投

：Bain，中信建投3.1

培育钻石产业链：中国、美国占据微笑曲线两端中游：印度为全球毛坯钻的主要加工地，占比超过95%•

2021年全球毛坯钻石购买量显著复苏，同比增长80%至180亿美元。分地区来看，印度毛坯钻购买量占比超过95%，远高于第二名中国的3%，切割和打磨毛坯钻为劳动力密集型产业，而印度劳动力价格低廉，优势显著，天然钻和培育钻的切磨加工均集中在印度。图表：2021年全球毛坯钻石购买量显著复苏，集中在印度

：Bain，中信建投3.1

培育钻石产业链：中国、美国占据微笑曲线两端中游：印度培育钻石进出口数据是行业景气风向标•

2020年四季度以来，印度培育钻石进出口金额保持高速增长。2021年印度培育钻石进出口实现翻倍以上增长，培育钻石毛坯钻石进口额约11.3亿美元，同比增长133%；培育钻石裸钻出口额约为14.4亿美元，同比增长116%。2022年行业景气延续，2022年1-6月印度培育钻石毛坯钻石进口额累计为8.7亿美元，同比增长72%；培育钻石裸钻出口额约为8.6亿美元，同比增长81%。图表：2020Q4开始印度培育钻石毛坯进口金额维持高增图表：2020Q4开始印度培育钻石裸钻出口金额维持高增(亿美元）2.5培育钻石进口金额同比(亿美元）2.0培育钻石出口金额同比800%600%400%200%0%300%200%100%0%2.01.51.00.50.01.51.00.50.0-200%-100%

：GJEPC，中信建投

：GJEPC，中信建投3.1

培育钻石产业链：中国、美国占据微笑曲线两端中游：印度培育钻石进出口数据是行业景气风向标•

印度培育钻石进出口渗透率总体提升。2019年以前，培育钻石进出口渗透率不到1%，2020年底迅速提升至3-4%，2021年底提升至5-6%，2022年渗透率仍在提升，6月印度培育钻石进口渗透率为7.7%，同比提升2.2pct；出口渗透率为6.9%，同比提升2.3pct，预计未来培育钻石渗透率仍将快速提升，仍有较大空间。•

注：培育钻石渗透率=培育钻石进出口金额/（天然钻石进出口金额+培育钻石进出口金额）图表：印度培育钻石进口渗透率总统提升图表：印度培育钻石进口渗透率总体提升进口渗透率出口渗透率12%10%8%10%8%6%4%2%0%6%4%2%0%

：GJEPC，中信建投

：GJEPC，中信建投3.1

培育钻石产业链：中国、美国占据微笑曲线两端下游：培育钻石消费集中在美国，其他地区仍待开拓•

全球钻石消费总体呈上升趋势，美国占比约50%。2016-2019年由720亿美元上涨到750亿美元，2020年受疫情影响有所下滑，2021年恢复，同比增长29%至840亿美元。分地区来看，美国、中国、日本、欧洲分别占比约50%、10%、6%、6%，美国为最大消费市场。•

培育钻石消费地区集中度更高，美国占比超80%。2020年美国、中国、日本分别占全球培育钻石零售市场的82%、8%和1%。渗透率角度来看，各国渗透率均有较大提升空间，根据钻石观察数据，美国培育钻石的渗透率不到10%，而中国市场渗透率不到1%，随着下游零售巨头入局，消费者认知程度提升，中国、印度、欧洲等市场有望迅速增长。图表：全球钻石消费总体呈上升趋势，美国占约50%图表：美国占据培育钻石消费市场的80%以上

：Bain，中信建投

：Bain，中信建投3.1

培育钻石产业链：中国、美国占据微笑曲线两端鉴定机构：培育钻石获得国际权威机构认可，共用4C标准•

培育钻石获得国际权威鉴定机构认可。目前国外主要的鉴定机构有美国宝石学院（GIA）、国际宝石学院（IGI）、比利时钻石高层会议（HRD），国家珠宝玉石质量监督检验中心（NGTC）

为国内权威鉴定机构，陆续开始认可培育钻石并为其出具相应的鉴定报告。•

培育钻石与天然钻石一样适用于4C标准。4C标准为目前国际珠宝鉴定的通用标准，由GIA（美国宝石学院）提出。4C主要主要指克拉（Carat）、颜色（Color）、净度（Clarity）和切工（Cut），钻石的价值由这四个标准共同决定。图表：培育钻石获得各大鉴定机构认可图表：钻石鉴定4C标准鉴定机构简介培育钻石相关进展标准图例成立于1931年，是世界上

2018年开始提供培育钻鉴定证书规模最大、最受推崇的非

2020年推出全新鉴定书，采用4C克拉Carat美国宝石学院营利性宝石学知识资源认证标准2005年开始提供培育钻鉴定检测服务2021年成为全球首个获得ISO认证的培育钻鉴定机构成立于1975年，是世界上规模最大的珠宝鉴定机构颜色Color国际宝石学院成立于1973年，代表着比利时钻石商贸业，最早获

2014年开始出具培育钻鉴定证书得ISO认证的钻石实验室净度Clarity比利时钻石高层会议成立于1992年，是国家市2019年发布实施《合成钻石鉴定与分级》2021年开始提供培育钻鉴定证书场监督管理总局依法授权的国家级珠宝玉石质检机构切工Cut国检珠宝玉石质量监督检验中心

：各机构官网，中信建投

：De

Beers，中信建投3.2

生产端工艺进步+消费端获得认可，培育钻石渗透率将迅速提升生产端工艺进步+消费端获得认可，培育钻石行业已进入快速发展期图表：培育钻石行业发展历程19521954197020152019202020212022201620172018美国联邦碳化硅公司科学家威廉·艾弗索使用CVD法生成钻石通用电气霍尔博士团队发明高温高压法美国通用电气公司培育出大颗粒宝石级钻石IGI香港实验室鉴定了世界上最大的无色HPHT培育钻石，达10.02克拉NDT展示5.03克拉、VS1、祖母绿切工IIb型高温HTHP蓝钻IGI国际宝石学院鉴定了一颗7.06克的CVD培育钻石Meylor

Global培育出150.42克拉HPHT钻石GIA鉴定16.41克拉CVD培育钻石国际培育钻石协会（IGDA）成立美国联邦贸易委员会（FTC）更新钻石定义，将培育钻石归入钻石类（1）欧亚经济联盟推出培育钻石

HS

编码；（2）GIA更新实验室培育钻石证书的术语

；（3）印度推出毛坯培育钻石

HS编码；（4）中宝协成立培育钻石分会（5）世界珠宝联合会创立培育钻石委员会GIA推出数字化全新实验室培育钻石分级报告CIBJO颁布了《实验室培育钻石指引》施华洛世奇旗下培育钻石品牌Diama在北美地区开售戴比尔斯宣布推出培育钻石饰品品牌美国最大珠宝零售商

Signet

开始在线上和线下门店销售培育钻石；Charles&Colvard推出培育钻石婚庆、时尚系列潘多拉宣布弃用天然钻石、开始全面使用培育钻石LVMH投资以色列培育钻石公司LusixLightboxRosyBlue宣布开辟独立的培育钻石业务线苹果与DiamondFoundry设计了一枚45克拉培育钻石戒指豫园正式推出全新培育钻石品牌露璨

：中国超硬材料网，力量钻石招股书，中信建投3.2

生产端工艺进步+消费端获得认可，培育钻石渗透率将迅速提升驱动因素一：培育钻石是真钻石，随着工艺进步价格优势明显，引领新消费•

培育钻石和天然钻石的成分性质无异，是真钻石。二者都是由碳元素组成的晶体，在硬度、密度、折射率和散射率方面均无区别，唯一缺别在于生长环境不同，所以培育钻石能被称作真正的钻石。相比之下，莫桑钻和锆石与钻石存在本质上的不同，体现在构成元素和物理性质存在较大差异，是伪钻石。另外，莫桑钻因折射率和色散率较高导致火彩强烈、后刻面出现重影，这是肉眼可见与真钻石最大的区别。•

相比天然钻石，培育钻石价格优势明显。天然钻石因其稀缺性价格高昂，而培育钻石拥有更高的性价比，随着工艺技术进步，培育钻石相比天然钻石价格比例越来越低，2021年培育钻石零售价和批发价分别为天然钻石的30%和14%。图表：天然钻、培育钻、莫桑钻、锆石对比图表；培育钻石相比天然钻石价格越来越低天然钻石培育钻石莫桑钻锆石零售价折扣率批发价折扣率70%60%50%40%30%20%10%0%65%55%图片化学成分硬度碳10碳10碳化硅9.25立方氧化锆8.550%50%35%20%30%密度3.522.420.0443.522.420.0443.215.6-6.02.1820%20%14%折射率色散率2.650.1040.0602017Q42018Q42019Q42020Q42021Q4

：CARAXY，钻石观察，中信建投

：Bain，中信建投3.2

生产端工艺进步+消费端获得认可，培育钻石渗透率将迅速提升驱动因素一：培育钻石是真钻石，随着工艺进步价格优势明显，引领新消费•

“悦己”消费开辟培育钻石新市场。婚庆需求是传统钻石消费市场的主要购买理由，而“悦己”在中国和美国已经超过婚庆，成为了购买钻石的首要驱动力，分别占比46%和29%，培育钻石为真钻石，且价格相比天然钻石更加低廉，能满足更多消费者的消费预算，渗透率有望快速提升。•

传统婚恋市场，培育钻石的渗透率也在提升。根据Edahn

Golan统计，2020年美国市场培育钻石在订婚戒指中的占比不超过5%，而2022年培育钻石渗透率已达到约10%。图表：中美市场，悦己消费成为购买培育钻石主要原因图表：培育钻石在婚戒中的比例不断上升悦己礼物婚庆家庭事件60%50%40%30%20%10%0%美国中国印度

：Bain，中信建投（注：该数据为购买钻石主要原因的比例）

：Edahn

Golan，中信建投3.2

生产端工艺进步+消费端获得认可，培育钻石渗透率将迅速提升驱动因素二：下游巨头入局、新兴品牌涌现，消费者认可度不断提升，为渗透率提升带来保证•

下游巨头入局、新兴品牌涌现，消费者对培育钻石认知将不断提升。下游巨头施华洛世奇、Diamond

Foundry、De

Beers、潘多拉，零售商Signet等均开始设立培育钻石子品牌或者开始使用培育钻石，国内市场豫园股份也推出培育钻石品牌露璨（LUSANT），奢侈品牌LVMH也投资以色列培育钻石公司Lusix，未来有望看到奢侈品牌使用培育钻石。除此以外，CARAXY、LightMark等国内新兴品牌也开始积极布局门店。未来消费者对于培育钻石的认知将更加清晰。•

培育钻石渗透率持续提升，目前约7%，未来有望加速渗透。根据GJEPC数据计算全球培育钻石行业渗透率，2019年以前，培育钻石进出口渗透率不到1%，2020年底迅速提升至3-4%，2021年底提升至5-6%，2022年渗透率仍在提升，目前约7%，随着消费者对培育钻石认可度不断提升，预计培育钻石渗透率将进入加速提升阶段。图表：下游零售巨头纷纷入局培育钻石图表：培育钻石渗透率持续提升，目前约7%企业国家美国培育钻石子品牌BrilliantEarthDiama宣布进入培育钻石时间2012年进口渗透率出口渗透率BrilliantEarth施华洛世奇Diamond

FoundryDeBeers12%10%8%奥地利美国2016年Diamond

Foundry/VariLightbox2016年美国2018年6%Kay、Zales、Jared

、Signet美国2019年4%JamesAllen2%潘多拉丹麦中国中国潘多拉2021年2015年2020年CARAXYLightMarkCARAXYLightMark0%豫园珠宝中国露璨（LUSANT）2021年

：GJEPC，中信建投

：各公司官网，中信建投3.2

生产端工艺进步+消费端获得认可，培育钻石渗透率将迅速提升驱动因素三：天然钻石的供需错配，培育钻石有望加速替代•俄乌冲突或影响全球天然毛坯钻供应。俄乌冲突后，欧美国家纷纷对俄罗斯进行制裁，包括禁止从俄罗斯进口非工业用钻石、禁止实体与埃罗莎开展交易、禁止各大钻石交易平台销售俄罗斯钻石，号召拒绝购买俄罗斯的毛坯钻以及加工过的成品钻，而埃罗莎作为世界主要毛坯钻的生产商2021年在全球产能中占比超30%，各国对俄罗斯钻石的限制或加剧天然钻石供给短缺。••未来天然矿供应将逐步下行。目前天然钻石的开采到达了一定的极限，除南极洲以外，几乎所有的钻石矿都已被开采，剩余资源十分有限。另外，由于开采成本昂贵、对环境造成的负面影响较大，未来30年大量钻石矿将面临关闭，涉及澳大利亚、加拿大、俄罗斯、博茨瓦纳等重要天然钻石供应国的矿厂，预计60年后所有天然矿均将关闭。天然钻石供需错配将促进培育钻石的加速替代。短期来看，全球天然钻石毛坯供给短缺或将加剧；长期来看，未来天然钻石供应也将下降；而培育钻石有望弥补供需缺口，加速替代天然钻石。图表：埃罗莎占据全球31%天然钻石毛坯产能（2021年）图表：世界主要钻石矿关闭时间关闭时间矿厂Marange,

Victor,

Argyle,

Komsomolskaya,

Orange

River,Baken,International,

Nyurbinskaya,

Aikhal-Underground,

Diavik,

JubileeKrone-Endora,

Middle

Orange

River,

Murowa,

Almazy

Anabara

Placers,Orapa,

Gahcho

KueCullinan,

Finsch,

Koffiefontein,Renard,

Ekati,

Merlin,

Grib,Williamson,Damtshaa,

Lerala,

Jwaneng,Kimberley1-5年内其他27%6-11年内埃罗莎31%12-17年内18-23年内24-31年内32-40年内41-50年内51-60年内60年后Letlhakane,

Karoe,

Udachniy

Underground,

Verkhne-Munskove佩特拉3%Aikhal,Nyurba

Placers,Mir,Catoca,

Venetia,

Kao,

Letseng,

GhaghooUdachniy,

Arkangelskaya,

SomiluanaDebmarine力拓集团3%戴比尔斯36%Koidu,Zarnitsa所有钻石矿关闭

：Bain，中信建投

：Edahn

Golan，中信建投3.2

生产端工艺进步+消费端获得认可，培育钻石渗透率将迅速提升驱动因素四：培育钻石生产过程更环保，符合可持续消费观•

培育钻石生产过程更环保，符合可持续发展理念。相比天然钻石的开采和生产过程，培育钻石对环境的破坏力度更小，在地标环境、碳排放、水资源和能源消耗方面均优于天然钻石。对土地的破坏程度仅为天然钻石的0.078%，矿物废料仅为0.023%，碳排放仅为0.001%不到，且出现侵犯人权问题的概率极低。•

可持续因素是消费者购买钻石的重要考量，Z&Y世代更加重视。多数消费者会在购买钻石时考虑可持续因素，且年轻一代更加看重，美、中、印三国Z&Y世代在购买钻石时会考虑可持续因素的占比分别为58%、76%、72%。图表：培育钻石生产对环境影响更小图表：可持续因素是消费者购买钻石首饰的重要考量项目天然钻石培育钻石考虑可持续因素不考虑可持续因素土地开采（公顷/克拉）0.000912.630.00000071100%75%50%25%0%地表环境影响24%28%处置的矿物废料（吨/克拉）碳（克/克拉）0.000634%42%43%71%570000.028碳排放一氧化二氮（吨/克拉）硫氧化物（吨/克拉）升/克拉0.042

吨/克拉0.0140.09

毫克/克拉76%72%66%58%57%029%水资源消耗能源消耗48070Z&Y世代老一代Z&Y世代中国老一代Z&Y世代老一代美国：Bain，中信建投印度百万焦耳/克拉529251

：Frost

&Sullivan，中信建投

3.3

技术路线对比：CVD扩产受限制少，在功能材料上发展空间更大生长原理：HPHT法模拟天然钻石生长环境，CVD法利用离子化碳原子沉积•

高温高压法（HPHT）：使用六面顶压机设备，模拟天然钻石生长的高温高压环境，以石墨粉、金属触媒粉为主要原料，在晶种上生长出结晶，通常为八面体、立方体或者两者的聚形。•

化学气相沉积法（CVD）：使用MPCVD设备，在真空条件下，将甲烷、氢气等气体注入离子反应器，分解出碳原子的等离子体，在钻石晶种上生长出结晶，呈现为层状生长结构。图表：HPHT法和CVD法生长原理混合压制石墨粉真空还原组装触媒粉添加剂石墨芯柱复合块辅件HPHT按设定曲线升温升压检验称重合成块合成柱停热卸压去除辅件高温干燥微波束加热、离子化甲烷、氢气结晶CVD钻石衬底（种晶）碳原子沉积

：力量钻石招股书，Apollo

diamond

，GIA,中信建投3.3

技术路线对比：CVD扩产受限制少，在功能材料上发展空间更大生长钻石产品：HPHT法颜色好，CVD法精度高、适合生长大克拉•

高温高压法（HPHT）：（1）因为生长容器的限制，生长2克拉以下的裸钻有成本优势；（2）颜色较好，基本能达到D-F高色级，无需改色处理；（3）因生长涉及其他杂质，净度略差，一般在VS-SI。•

化学气相沉积法（CVD）：（1）可无限制生长，生长2克拉以上的裸钻有成本优势；（2）较难达到F色以上，通常需要改色；（3）高净度，基本在VVS-VS。图表：HPHT法颜色好，CVD法精度高、适合生长大克拉HPHT法优势区域CVD法优势区域

：GIA，中信建投3.3

技术路线对比：CVD扩产受限制少，在功能材料上发展空间更大扩产难易度：HPHT法扩产受制于铰链梁，CVD法扩产无太多瓶颈•

HPHT法扩产受制于铰链梁。HPHT法所用设备为六面顶压机，主要由主机、增压器、液压系统、加热系统和控制台组成，其中铰链梁是主机的核心零部件。铰链梁分为铸造和锻造两种工艺，由于铸造铰链梁的工艺伴随着高污染和高耗能，限制了压机的扩产，每年新增有限。•

CVD法扩产无太多瓶颈。MPCVD设备主要零部件包含微波源、气体质量流量控制器、真空压力控制器、真空泵等，其中最核心的零部件为微波源，如何将微波模式耦合聚集以及同时保证谐振腔真空密封性是装置的设计难点，而大部分零部件的制造主要用加工中心CNC制作小型工件，没有太多产能瓶颈。图表：六面顶压机内部结构图表:CVD设备内部结构

：DT新材料，中信建投

：元素六，中信建投3.3

技术路线对比：CVD扩产受限制少，在功能材料上发展空间更大日、美、德厂商在CVD设备上处于领跑地位，中国未来有望主导全球CVD法培育钻石产能•

日、美、德厂商在CVD设备上处于领跑地位，国产厂商有所突破。美国Lightbox可实现快长后

HPHT

改色可以产生正常白色，设备性能全球领先；日本SEKI公司的设备可实现快长后

HPHT

改色会有灰黑色产生，慢长可直接长白；目前国产设备在颜色及机器规格己有突破，但托盘尺寸仍集中在2英寸。•

预计中国、印度CVD设备扩产最多，中国未来有望主导全球CVD法培育钻石产能。根据专家预测，若等效为2英寸设备，2022-2025年全球CVD设备存量将快速增长，其度有望从3000台到12000台，中国有望从1500台到15000台，随着国产设备厂商的不断突破与毛坯厂商的工艺进步，我们认为中国CVD产能将优于印度，生长出的钻石产品品质更高，产值占比也将更高，未来有望在CVD培育钻石生产中也占据主导地位，具备充足的竞争力。图表：日、美、德厂商在CVD设备上处于领跑地位图