作者：邱世梁、王华君
联系人：王洁若
来源：浙商机械国防团队报告
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行业观点
工业金刚石：上游中国垄断、中游分类众多，下游应用场景多发展空间大1）产业链：上游看中国，我国垄断全球95%工业金刚石制造，目前工业金刚石单晶+微粉近亿克拉，掌握全球工业金刚石行业规则制定及产品定价权；中游因工业金刚石高硬度、耐高温等多个优异性能，制作成砂轮、切割线、刀具等多种形态产品，广泛应用于下游石油钻探、石材切割、光伏切割等市场，使用范围广、应用场景多。2）高温高压法主供应，CVD法未来可期：目前工业金刚石主要由高温高压法制备，产品适用于多类钻探、切削工具；CVD法工业金刚石因其射频大、耐高压、透波强等诸多声光热电领域优势，未来有望在半导体衬底、晶圆制备及红外光学窗口、武器装备方面有多种应用。
需求：短期光伏+高端制造，长期四代半导体+军工，预计至年复合增速18%-26%1）高端制造、光伏、消费电子快速上量，预计至年需求复合增速18%-26%：目前工业金刚石年市场需求约45亿元，其中建筑石材需求占比50%（约22亿元），光伏/高端制造/消费电子占比28%（约13亿元），资源开采占17%（约8亿元），后期随“汽车+N”高端制造市场促超硬刀具/微钻需求上涨、“绿电”光伏大赛道促金刚线切割快速放量、蓝宝石衬底受益消费电子不断攀升，预计年工业金刚石需求88-亿元，复合增速18%-26%。2）未来半导体+军工，材料引领变革：CVD法工业金刚石因耐高温、射频大、耐高压等多项优异性能，未来有望在半导体散热片、晶圆制造领域大幅放量、在军工导弹整流罩、红外光学窗口、防弹领域也有大应用空间。如在半导体和国防领域规模推广，需求将上一大台阶。
供给：受设备增加、压机换新、工艺限制，工业金刚石供不应求致价格进一步上涨1）高温高压法工业金刚石制造：存量压机-台，年扩产上限0台（培育钻石+工业金刚石）；扩产核心因素：压机数量增加（核心零部件铰链梁产能受限,致压机年扩产额受制约）、设备升级（合成腔室变大显著提升单次产量，同比增长75%）、工艺升级（单炉时间缩短，单产值提升）共促发展。2）竞争格局：中兵红箭、黄河旋风、力量钻石、豫金刚石供应我国超73%高温高压法工业金刚石，前三家供应约65%份额；后期随其他中小型企业的不断扩张，上述三家企业合计市占率预期将有所下降，预计至年市占率下降至60%；综合考虑扩产计划，预计行业总产值至年达亿元，复合增速23%。4）结论一：因扩产速度有限，扩产受限+产能挤压+需求增加，现有市场供不应求可能导致价格进一步上涨，工业金刚石未来盈利能力有望进一步提升；结论二：CVD法工业用途仍在研发阶段，后期稳定量产+价格下降，具备明显性能优势及成本优势后，有望在半导体、国防军工等领域打开大发展空间。
竞争格局：中兵红箭为工业金刚石龙头，黄河旋风、力量钻石布局较少我们详细比较了三大龙头优劣势，详见正文。我们认为中兵红箭被低估：（1）中兵红箭：抗风险能力强：国企+现金多负债少+工艺技术好+工业金刚石行业龙头地位稳固，存量压机最多产能大；改善空间大：压机结构改善+工艺改善+CVD法技术储备最先进公司之一+金刚石涨价，长期业绩弹性大，被明显低估；黄河旋风、力量钻石工业金刚石布局较少，四方达CVD法未来有望生产应用于半导体、军工领域工业金刚石。
投资建议：工业金刚石发展空间大——中兵红箭、黄河旋风、力量钻石、四方达工业金刚石发展空间大，重点推荐中兵红箭、黄河旋风、力量钻石、四方达。（1）中兵红箭：全球培育钻石原石+工业金刚石双龙头，军工业务将扭亏，业绩弹性大；（2）黄河旋风：业务高景气，历史包袱逐步卸载，利息和减值有望改善，业绩反转向上；（3）力量钻石：行业新秀崛起，短期业绩增幅大。（4）四方达：CVD法人造金刚石未来之星
风险提示：竞争格局变化和盈利能力波动、CVD法技术突破的风险
1.工业金刚石：工业制备基础产品，我国垄断上游制造
1.1.工业金刚石产业链：上游中国垄断，中游种类多，下游应用广
上游：世界看中国，中国看河南。
我国垄断全球工业金刚石单晶+微粉制造，市场存量压机-台：我国自年突破工业金刚石关键粉末触媒技术后，工业金刚石行业得到了快速发展，在以河南省为核心的多家工业金刚石企业，技术先进、产能充足、产业链配套齐全，已形成研发、生产一体化的超硬材料产业集群，年我国工业金刚石总产量亿克拉（工业金刚石单晶+金刚石微粉+金刚石复合片），其中工业金刚石单晶+微粉亿克拉，垄断全球95%工业金刚石原料市场份额。
技术突破致价格下跌，近些年受下游需求旺盛+培育钻石产能挤压显著上涨。工业金刚石早期由欧美等国家垄断，产品价格居高不下，可达美元/克拉；中南钻石于年通过自主研发突破了关键粉末触媒技术，开启了人造金刚石快速发展道路，产品因产量大幅提升价格快速下降，年前后跌至0.1元/克拉，多家工业金刚石企业迎来“至暗时刻”；年起，受光伏、消费电子、新能源汽车制造等高端制造领域快速增长需求，以及培育钻石对工业金刚石带来的产能挤压，工业金刚石供不应求产品价格上涨，后续有望维持高位甚至进一步上升。
中游：金刚石工具制造企业，大行业，小公司
中游环节主要为各类金刚石工具制造企业，通过将工业金刚石经过破碎、与硬质合金结合、聚晶等多种工艺，打造多种金刚石工具，如金刚线、金刚砂轮、金刚砂带、金刚石复合片等，广泛用于下游多种切割、磨削、钻探、抛光等场景。该产业链环节分类杂、产品形态多，使用范围广，故行业集中度较低，行业里多为小规模公司。
下游：多种高端制造核心零部件，CVD法有望进一步拓展终端应用场景。
目前金刚石终端应用仍以传统建筑石材切割为主，占据销售额的50%，规模22亿；机械、电子板块增幅快（包含光伏切割、消费电子切割，现阶段占比28%，规模13亿），未来有望成为工业金刚石需求重要增长领域；资源开采/地质钻探主要使用工业金刚石与硬质合金构成的复合片（市场份额17%，规模8亿），随油服/矿山开采市场增长；未来CVD法生产的工业金刚石，可用于半导体领域的集成电路芯片、散热片等，以及军工的导弹整流罩、红外光学窗口等。
1.2.自然界最硬物质，高端金刚石工具进口替代空间大金刚石：自然界最硬物质，人工制造打开应用空间。金刚石俗称“金刚钻”，是钻石的原身，它是由碳元素组成的矿物，是碳元素的同素异形体，在地球深部高压、高温条件下形成一种由碳元素组成的单质晶体。金刚石具有很高的硬度和耐磨性，是目前自然界中最硬的物质。
本文重点分析人造金刚石中用于工业领域的金刚石原料、工具、应用场景及相关上市公司。
工业金刚石原料：分为金刚石单晶及金刚石微粉两种形态
工业金刚石产品类型为金刚石单晶和金刚石微粉。金刚石单晶产品根据颗粒形貌和应用领域不同可进一步细分为磨削级单晶、锯切级单晶和大单晶，金刚石微粉产品根据颗粒形貌和应用领域不同可进一步细分为研磨用微粉、线锯用微粉和其他工具用微粉。
金刚石制备工具性能优异：金刚石工具具有超硬、超耐磨、耐高温、抗氧、抗腐蚀等优异的性能，具有较低的摩擦系数、较高的导热性能和较低的热膨胀系数，是一种非常特殊且不可替代的新型工具；
如图所示，普通硬质合金车刀每磨除1克金属需要消耗磨料4-15克，而金刚石车刀仅消耗2-4克；普通硬质合金打磨汽车发动机气缸需块碳化硅磨石，而金刚石磨石仅需一块，损耗大大降低；其余在加工表面精细度、椭圆度/锥度以及成本节约等方面，金刚石工具都具备显著优势。
金刚石工具按照使用方式一般可划分为锯切工具、磨削工具和钻进工具。金刚石工具广泛应用于石材、玻璃、陶瓷、硅片、硬质金属、合金、宝石、玛瑙、玉器等各类材料的切、削、磨、钻，其终端应用已涵盖建材石材、装备制造、汽车制造、家用电器、电子电器、清洁能源、勘探采掘等诸多领域。
传统金刚石工具市场份额不断提升，高端金刚石工具仍需进口。国产金刚石工具在技术工艺水平和中低端产品质量方面与国际企业基本持平，建筑石材、光伏硅片加工领域发展迅速，国内产品取代进口并大量出口；但半导体精密加工中聚晶立方氮化硼（PCBN）、聚晶金刚石（PCD）加工仍以进口为主，而航空航天等行业的应用刚刚起步。总体上，中国超硬材料在精加工方面与国外先进水平相比仍有较大发展空间。
1.3.高温高压法制备磨削/切割工具，CVD法适用半导体+军工全球人造金刚石行业主要有高温高压法（HTHP）和化学气相沉积法（CVD）两大类生产方法，目前国内人造金刚石产品生产主要采用高温高压法（HTHP），两种技术形成优势互补、协同发展的良性局面。
高温高压法：垄断我国现阶段工业金刚石产能
高温高压法合成人造金刚石的过程如下：由石墨粉、金属触媒粉和添加剂按照原材料配方所规定的比例混合后再经过造粒、静压、真空还原、检验、称重等工序制作成石墨芯柱，然后将石墨芯柱与复合块、辅件等密封传压介质组装在一起形成可用于合成金刚石单晶的合成块，之后放入六面顶压机内进行加温加压并长时间保持恒定，待晶体生长结束后停热卸压并去除密封传压介质取得合成柱，之后进行提纯处理和分选检测获得金刚石单晶。
CVD法：量产+成本下降难突破，未来应用范围大
CVD法（化学气相沉淀）钻石是以一块天然钻裸石为母石，利用高纯度甲烷、加上氢、氮等气体辅助，在微波炉中以高压方式，让甲烷中与钻石一样的碳分子不断累积到钻石原石上，经过一层层增生，可形成大至10克拉之透明钻石；该法能够制备纯度较高、尺寸较大的金刚石颗粒和金刚石膜，具有更高的利用价值，同时随着技术的进步，可以工业化生产的尺寸也显著扩大，应用价值持续提升，应用领域也进一步拓展，未来有望广泛应用于电子器件、激光器、导弹、航天等领域。
MPCVD法是当前世界上研究和制备金刚石薄膜的主流方法。MPCVD法可以制备面积大、均匀性好、纯度高、结晶形态好的高质量金刚石薄膜，适合在各种曲面（异形表面）上涂复金刚石薄膜，能制备各种不同需要的金刚石薄膜制品。并且可以原位实施基体与金刚石薄膜之间的中间层的多种不同处理工艺，适用性强。设备具有使用操作简便，能长期稳定运行，生产的重复性好，能耗低，运行成本低的优点。
两种技术互补，协同发展：两种生产方法采用不同的合成原理和合成技术，生产出的产品类型和产品特点也各不相同，主要产业应用也侧重在不同的终端领域。我国目前主要采用高温高压法（HTHP），在未来相当长的时间内，HTHP和CVD将保持共同发展的态势，这是人造金刚石行业的基本特色。
2.需求：光伏高端制造需求向好，半导体/军工未来空间大2.1.现阶段（高温高压法）：建筑、油服市场稳健，光伏、消费电子快速发展现阶段工业金刚石行业规模约45亿,其中产品50%（约22亿）下游应用于建筑石材切割，28%（约13亿）用于高端制造、光伏、消费电子衬底切割，17%（约8亿）用于资源开采、地质勘探等；
传统建筑石材用金刚石切割工具需求稳定：通过切割、磨削等方式来加工石材等产品，属于工业金刚石传统应用加工领域，成本低廉，切割效果良好，是目前主流的建材切割工具；在国家政策支持下，以及城市化进程加速和住宅更新换代的巨大需求，中国建筑行业逆势增长将进一步激活，市场规模整体呈上升趋势，预计到年，中国的城镇化率达75%，工业金刚石工具随建筑工业发展平稳增长。
油服市场回暖，资源开采用金刚石进一步扩容：自年四季度以来，油气开采类产品市场景气度正在逐步回升，截至年3月，活跃钻机数已增至台，逐步恢复至疫情前水平。随着世界经济的进一步恢复和油价的走高，未来这一趋势有望持续；PDC钻头具有高磨损性，属于油气开采过程中的耗材，随着钻井数量增多+钻井深度增加，钻头需求量也将增长，从而带动石油复合片市场进一步扩容。
高端制造“汽车+N”市场大涨，“进口替代+合金替代”共促放量：以工业金刚石为原料制造的PCD（聚晶金刚石）刀具/微钻等产品，广泛应用于下游多种精密机械加工，汽车、消费电子、钢铁加工、航空航天等多种领域，需求因1、高端制造需求增加促机床数量增加+开工率提升，机床升级+老旧替换共促行业进入上行周期，2、精细化生产对高性能刀具提出更多要求，超硬刀具取代硬质合金刀具成发展趋势，3、我国“1+N”市场驱动超硬刀具行业强势扩张共促放量。
光伏大赛道，硅片切割精细化要求不断提升：因度电成本不断下降、综合优势明显，加之全球能源政策利好，光伏发电量和渗透率在过去十年间增长迅猛，新增装机量年至年10年间增长将近20倍；预计年中国光伏新增装机需求达-GW，CAGR达24%-26%；全球新增装机需求达-GW，CAGR达25%-27%，光伏装机需求未来十年迎来十倍增长，拥有巨大的市场空间；金刚线切割具有薄片化切割、减小切口损失、降低硅料损耗、提高加工效率、提高出片率、降低污水及COD排放等优势，可以大幅降低硅片生产企业成本，提高硅片品质，未来金刚线需求有望随硅片放量大幅增长。
消费电子高景气，蓝宝石切割需求旺盛：随着LED厂商大幅扩产、智能手机用摄像头保护玻璃、指纹识别保护镜片的规模扩大，全球消费电子市场扩大+蓝宝石在智能设备领域渗透率的增加，蓝宝石衬底需求高景气发展；金刚线作为其核心切割耗材，需求同步大幅增加。
碳化硅衬底：新能源车+光伏需求崛起，国产替代有望突破，未来金刚石线切割新市场。
综合考虑下游各细分子行业发展增速，预计至年工业金刚石需求端合计约88-亿元，复合增速18%-26%。
2.2.中长期（CVD法）：第四代半导体材料应用广，军用未来可期CVD法制备人造金刚石因其耐高压、大射频、低成本、耐高温等诸多优势，被普遍认为是制备下一代高功率、高频、高温及低功率损耗电子器件最优材料；CVD法人造金刚石根据原子排列方式不同又分为多晶金刚石及单晶金刚石，其中多晶金刚石多用于半导体领域热沉材料的制造（散热片），单晶金刚石因其原子规则排列、一致性强等优势，有望在半导体衬底等多种领域大幅应用。
单晶人造金刚石：第四代“终极半导体”晶圆制造：半导体材料是制作半导体器件和集成电路的电子材料，目前第三代宽禁带材料主要为碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氮化铝（ALN）、氧化镓（Ga2O3）等，近10年世界各国陆续布局、产业化进程快速崛起；展望未来，CVD法人造金刚石可通过晶圆拼接方式制作大面积单晶晶圆，作为半导体芯片衬底可完全解决散热问题及利用金刚石的多项超级优秀的物理化学性能，制造第四代“终极半导体”。
半导体产业链：衬底为技术壁垒最高环节，价值量占比40%-50%。半导体产业链由衬底、外延构成基础材料，通过芯片设计、制造、封测分装，最终应用于新能源、电子等诸多领域。其中衬底的制造是产业链技术壁垒最高、价值量最大环节，衬底材料选择将成为未来新一代半导体发展重要方向。
耐高压、大射频、低成本、耐高温，多重特性助推金刚石成下一代半导体材料：金刚石禁带宽度5.5eV超现有氮化镓、碳化硅等，载流子迁移率也是硅材料的3倍，同时金刚石在室温下有极低的本征载流子浓度，且具备优异的耐高温属性。基于这些优异的性能参数，金刚石被认为是制备下一代高功率、高频、高温及低功率损耗电子器件最有希望的材料。
现阶段大尺寸单晶金刚石晶圆制备技术主要有同质外延生长、马赛克拼接以及异质外延生长等方法，通过高能粒子轰击、拼接生长以及其他衬底缓冲层生长等方式，实现单晶金刚石晶圆的大尺寸制备。
半导体景气高涨，带动上游材料市场需求扩张：在5G、物联网、汽车、云计算等需求的带动下，半导体市场需求持续增长，中国大陆半导体材料市场规模从年起逐年增长，年达到76亿美元，年增长至97.83亿美元，-年复合增长率为7.8%；年中国大陆半导体材料市场规模超过韩国成为全球第二，同比增速为19.45%，是全球仅有的两个增长市场之一，年中国大陆半导体材料市场规模达到亿美元，同比增长21.94%。
5G信息化发展促新材料研发紧迫性提升：随着5G通讯时代全面展开，金刚石单晶材料在半导体、高频功率器件中的应用日益凸显，目前全球各国都在加紧金刚石在半导体领域的研制工作，其中日本已成功研发超高纯2英寸金刚石晶圆量产方法，其存储能力相当于10亿张蓝光光盘。金刚石单晶及制品是超精密加工、智能电网等国家重大战略实施及智能制造、5G通讯等产业群升级的重要材料基础，相关技术的突破与产业化对于智能制造、大数据产业自主安全具有重大意义。
市场规模测算：
假设1：假设半导体材料随下游半导体市场快速增长，考虑到在新能源、互联网、云计算、数据中心、消费电子等诸多领域信息化发展对半导体的庞大需求，预计至年半导体材料同比增速在10%-15%之间；
假设2：现阶段半导体材料市场结构可分为晶圆制造材料和封装材料，其中晶圆制造材料占比63%、封装材料占比37%，假设后期该比例不发生明显变化；
假设3：假设单晶金刚石大尺寸晶圆逐渐放量并占据相应市场份额，渗透率随产能建设不断提升，至年渗透率达10%。
综上，预计至年单晶金刚石晶圆市场需求65.4亿美元，-年累计需求亿美元，折合人民币亿元。
多晶人造金刚石因散热性强、成本低、尺寸大，有望应用于大功率散热片：多晶金刚石作为大功率芯片、电子器件散热片方面具备高性能优势，未来随产量提升+成本下降有望在半导体散热片领域得到大规模应用。目前元素六公司已实现4英寸电子级多晶金刚石的商业化量产，国际最大制备尺寸可达8英寸，随着MPCVD技术的改善升级有望与现存的8英寸半导体晶圆制造产线兼容，最终实现多晶金刚石热沉材料在半导体材料产业的规模化应用推广。
新一代国防军工防御品：CVD法制备的工业金刚石因其高硬度、强导热率与红外透光率等优异性能，未来有望在军事上有诸多用途。如用于抗热冲击、耐高温的导弹整流罩；红外透光率高、激光折射损耗度低的红外光学窗口；高强度、高硬度等性能可用于单兵防弹衣以及坦克、舰艇等外层防护层，军事上CVD法工业金刚石应用空间大。
以光学窗口应用为例，金刚石性能优异，应用于红外窗口可以提高武器装备的性能，具有很高的军事应用价值。金刚石硬度最硬，机械性能好，可以承受极端战场条件下高速雨滴和沙粒的冲刷及由于高速飞行引起的气动加热和热震等；金刚石热导率最高，可减轻噪声，促进武器装备效能的发挥；金刚石还拥有理想的红外透过能力，是现有红外窗口理想的保护层或替代材料；除此之外,金刚石对于硅、锗来说，是增透膜材料,因此可以有效地减小硅、锗在8~14μm波长内的反射，提升武器装备的性能。
3.供给：高温高压法至年供给复合增速23%，CVD法突破后有望放量3.1.竞争格局：中兵红箭、黄河旋风、力量钻石、豫金刚石供应我国超65%高温高压法工业金刚石中兵红箭、黄河旋风、力量钻石、豫金刚石四家为行业龙头高温高压法工业金刚石供应商，供应我国现阶段超73%工业金刚石，其中前三家供应约65%份额。行业增速主要由1、压机数目扩张，2、设备大型化带来的单次产量提升，3、工艺升级单来的单单炉时间缩短共同促进。豫金刚石后期可能面临退市等经营管理风险，本文主要通过讨论前三家企业产值增加情况，分析行业整体供给情况。
全行业用于工业金刚石制造压机-台：根据超硬材料网显示，截至年末，我国存量压机总数额约1万-1.2万台，其中约-台用于工业金刚石生产制造；其中中兵红箭、黄河旋风通过采购关键零部件+自己组装制造压机，同时外采部分压机；力量钻石通过国机精工子公司三磨所购置设备。
3.1.高温高压法扩产3大因素：压机数量增加、设备升级、工艺提升我国现阶段产工业金刚石基本由高温高压制备法垄断，压机数量提升、生产工艺提升及设备更新升级等成为行业扩产主要决定因素。
工业金刚石行业扩产决定因素有三：一是单压机数量的扩产提升，通过线性增加压机数目增加产量产值；二是设备升级，通过淘汰等老旧型号设备，更换等型新款设备，合成腔室大型化促进单次产量上涨；三是随着技术水平的提升，特等品产出占比提升，产品单克拉平均价格上涨，三者共促工业金刚石制造行业有效扩张。
扩产决定因素之一：压机数量增加，核心零部件“铰链梁”产能有限。根据超硬材料协会网显示，目前我国压机设备制造商包括国机精工、洛阳启明、天宝恒祥、桂林桂冶、博泰圣莎拉等，其行业年压机产能上限约0台。
铰链梁：锻造铰链梁性能更高，核心零部件扩产受限。按制作方法分类，铰链梁分为锻造法和铸造法，其中锻造法制备铰链梁刚性和强度大幅高于铸造法产品，在提升压机使用寿命，增加压机稳定性方面具有明显优势，有效加速压机大型化进程。我国目前铰链梁主要由二重（德阳）重型装备有限公司具备万吨水压机等核心锻造能力的八大重工企业制造，其在生产铰链梁的产能上扩张较缓慢，限制了铰链梁的大规模放量，导致全市场六面顶压机年产台数有限。
培育钻石需求火爆，新扩产压机产能向培育钻石倾斜，工业金刚石扩产受限。因培育钻石下游需求旺盛行业供不应求（详见浙商证券机械军工团队发布的深度报告《培育钻石行业深度：渗透率低、原石龙头成长空间大》），新增扩产压机产能更多向培育钻石原石生产倾斜，工业金刚石扩产受限，叠加下游需求上涨，共同导致产品价格上浮。
扩产决定因素之二：设备大型化有效提升单次产量。
压机腔体变大有效提升单压机产能产值。以/压机对比为例，压机单炉制备产品时间约20分钟左右（压机开工后天24小时不间断运转），单日产出72炉工业金刚石产品；因压机大型化导致合成腔室增加，单炉产量有显著提升，单月产量从80克拉提升至克拉；参考超硬材料网产品均价0.3元/克拉，推测得出型压机单日产值元，年产值约63万元；型压机单日产值元，年产值约万元，同比上涨75%，压机大型化有效提升产量及产值。
根据超硬材料协会数据显示，年高温高压法设备中及以下型号的压机占总数超80%；随着铰链梁等规格不断增大，现企业新增压机主要为型号，替换原老旧等型号，更有企业已经储备实验1米缸径压机。
根据力量钻石招股书显示，已知压机平均使用寿命为10-15年，随着旧压机逐渐淘汰和新型号压机的进场，压机大型化带来的合成腔室大型化，对单次产量等方面都有显著的促进，相关企业单压机产值也随设备更新不断提升。
扩产决定因素之三：技术升级促进单炉时间缩短，进一步提升单日产值。
单炉时间缩短促单日产量提升，有效提升单日总产量及产值。以型压机为例，其生产一炉工业金刚石约需20分钟，假设随公司技术升级（压力、温控、触媒剂等技术进步），单炉时间缩短至15分钟，则单日可生产炉数从72提升至96，年产值从万提升至万，同比增长33%，单次时间缩短对单压机产值提升有显著贡献。
3.2.高温高压法工业金刚石：预计-年供给复合增速为23%我们通过分析中兵红箭、黄河旋风、力量钻石相关情况，在合理假设的基础上有效测算高温高压法工业金刚石行业总产值增速。
假设1：高温高压法主供应：考虑到我国高温高压法垄断工业金刚石制造的现状，以及CVD法现阶段技术不足，假设未来3-5年行业产能增加仍主要以高温高压法为主，CVD法对应的产值贡献对行业整体增幅影响小；
假设2：增加压机数量：根据力量钻石3月26日公告的募资说明书显示，其拟计划募资40亿元，其中约30亿元用于六面顶压机设备购置，计划购置压机总数台，其中用于工业金刚石压机台；项目建设期三年，则假设公司-年年均增加台，力量钻石工业金刚石收入由金刚石单晶及微粉构成，微粉部分由单晶打磨而成，部分由外采工业金刚石制备；黄河旋风最新募资定增公告无额外新增工业金刚石压机计划，假设根据公司正常生产经营扩产需求，年均增加台；中兵红箭根据公司自身需要及扩产节奏，结合公司目前已下订单及行业供给上限，预计公司-年年均新增台压机。
假设3：技术提升+设备升级带来单压机产值提升：根据上文描述显示，技术升级+设备升级带来的单压机产值提升也是贡献企业总产能的重要因素之一。根据超硬材料网新闻显示，型压机单产效率同比压机效率增长%-%；考虑到多家企业淘汰型号为老旧低产值压机，新晋型号为大腔体高产值压机，我们预计各家企业结合自身生产工艺的基础上，平均单压机产值均有稳健提升。
假设4：老旧型压机产能淘汰：压机平均寿命约10-15年，考虑到中兵红箭、黄河旋风均为上市多年老牌企业，其存量压机平均寿命较长，每年约5%淘汰率；力量钻石因其成立时间较短，现有存量压机均为短期内快速上量购置，淘汰压机比例较低，每年约1%淘汰率。
假设5：市场份额：根据上文数据显示，中兵红箭、黄河旋风、力量钻石、豫金刚石四家企业年占据工业金刚石制造行业总市场份额的70%，其中前三家占据约65%市场份额；后期随着河南省超硬材料产业集群打造及其他中小型企业的不断扩张，上述三家企业合计市占率预期将有所下降，预计至年市占率下降至60%。
综上，我们得出：
力量钻石：根据3月26日公告的募资报告，公司拟购置压机总数台，其中用于工业金刚石压机台，项目建设期分3年完成。假设工业金刚石压机采购及进场为平均分配，年均新增压机台，且压机安装完毕后磨合期较短，可直接进行工业金刚石生产，综合推测公司-年工业金刚石收入复合增速32%。
黄河旋风：公司最新定增募资计划暂无工业金刚石产能添加，考虑公司日常正常经营扩产，假设未来年均增加台压机用于工业金刚石扩产；公司为上市多年老牌企业，其存量压机平均寿命较长，每年存量压机约5%淘汰率，综上预计公司-年工业金刚石收入复合增速20%。
中兵红箭：中兵红箭根据公司自身需要及扩产节奏，结合公司目前已下订单及行业供给上限，预计公司至年年均新增工业金刚石用压机台；公司为上市多年老牌企业，其存量压机平均寿命较长，每年存量压机约5%淘汰率；综上预计公司至年工业金刚石收入复合增速21%。
综上，-年，行业主要工业金刚石供应商中兵红箭、黄河旋风、力量钻石三家合计产值同比增速分别为26%、23%、19%、17%，复合增速22%；年上述三家企业工业金刚石制造总产值占市场65%，至年合计市占率下降至60%；可推测出我国工业金刚石制造行业总产值至年约亿元，-年行业复合增速23%。
结论一：因扩产速度有限，扩产受限+产能挤压+需求增加，现有市场供不应求可能导致价格进一步上涨。工业金刚石作为价格由供需决定的工业原材料产品，目前高温高压法工业金刚石因六面顶压机扩张受限、下游培育钻石需求旺盛致部分压机转产，工业金刚石方面因高端制造等日益增长的需求无法有效满足，价格因需求增加+产能受挤压有望进一步上涨。
结论二：CVD法工业用途仍在研发阶段，技术突破后应用范围广。CVD法制备工业金刚石因其独特声光电热等性质，适用于多种半导体、国防装备等领域，现阶段因技术限制，无法突破量产及价格下降等放量关键影响因素。后期稳定量产+价格下降，具备明显性能优势及成本优势后，有望在半导体、国防军工等领域打开大发展空间。4.重点推荐中兵红箭、黄河旋风、力量钻石，四方达
工业金刚石应用范围广，未来发展空间大。重点推荐中兵红箭、黄河旋风、力量钻石、四方达。
核心分析：中兵红箭行业龙头被低估，黄河旋风、力量钻石工业布局较少。
中兵红箭作为兵器工业集团下属市值最大上市公司平台，其雄厚股东背景及自身强研发实力稳固行业龙头地位，在手现金充足、抗风险能力强、财务费用低；未来因1、新增压机为等大型压机，淘汰等老型号压机，整体压机结构改善带来平均单压机产量增加，2、业务结构改善3、压机数量增加4、工艺改善5、CVD储备技术领先，长期业绩弹性大，目前被明显低估；
黄河旋风前期因明匠智能子公司业绩拖累，年有大额亏损。剥离明匠智能后，公司年减值损失等计提大幅下降，预计未来将不再对公司利润产生拖累；公司技术先进、生产能力强，未来通过大幅扩产培育钻石产能+保证工业金刚石部分业绩稳定，共同加强生产经营，年存在“扭亏为盈”的翻身变化，归母净利润预计从0.4亿增长至5.1亿，超10倍成长空间，目前被明显低估；
力量钻石历史包袱最少，扩产力度大节奏快，培育钻石业务增长快，工业金刚石产能较少，短期因培育钻石增长业绩弹性大。
如下图所示，中兵红箭、黄河旋风超硬材料总规模大，年收入分别为24亿、26亿；黄河旋风工业金刚石收入最大，年实现8亿营收；中兵红箭工业金刚石净利润占比最大，达55%，力量钻石为42%，黄河旋风为20%占比最低。未来随着黄河旋风定增扩产以及工业金刚石生产工艺进步，业务结构改善有利于工业金刚石净利润占比不断提升，促进总利润进一步增长，未来提升空间大。
力量钻石毛利率、净利率高，中兵红箭在工业金刚石业务上扩产力度最大。力量钻石成立时间短、历史包袱小，工业金刚石业务量较小，毛利率、净利率均为三家公司中最高；中兵红箭作为工业金刚石行业龙头，其在保证工业金刚石稳定供应及产能增加方面力度最大，未来有望受益于产量增加+价格上涨贡献业绩。
力量钻石毛利率最高，黄河旋风提升空间大。力量钻石成立时间短，历史包袱少，成本管控强，工业金刚石业务毛利率为最高，年工业金刚石毛利率50%，净利率20%；黄河旋风现阶段较低，后期随工艺提升带来的单克拉均价提升，预计显著提升产品毛利率及净利率水平，提升空间大。
中兵红箭在手现金充足，有息负债少，未来抗风险能力强，扩产阻力小。中兵红箭年末货币资金64亿，年度经营活动产生的现金流量净额15.73亿，投资现金流量净额-5.65亿，筹资活动产生的现金流量净额0.15亿，现金及现金等价物净增加额10.24亿。其中单四季度经营性现金流量净额12.1亿，全年净现比3.2，企业盈利质量高，未来抗风险能力强，再扩产/投资阻力小。
核心优势：中兵红箭抗风险护城河高、业绩改善空间大、工业金刚石龙头地位稳固；黄河旋风、力量钻石在工业金刚石上布局较少。
中兵红箭防风险护城河高，主要依据有1、国企股东背景雄厚，2、全球培育钻石+工业金刚石龙头地位稳固，工业金刚石订单饱满，是行业规则的制定者；3、CVD技术储备最先进公司之一，4、现金最多有息负债最少；公司业绩改善空间大，主要依据有1、淘汰旧型号压机，换新大型号压机，压机结构变化带来单压机平均产值显著提升；2、工业金刚石因产能挤压+下游需求饱满，产品涨价盈利能力有望向培育钻石看齐；3、压机数量多，未来下游需求爆发可承接更多订单，4、CVD法技术储备国内最先进公司之一，未来有望在半导体、军工方向放量；公司目前被显著低估。
4.1.中兵红箭：培育钻石+工业金刚石，兵器集团智能弹药龙头军民品双驱动培育钻石+工业金刚石+军工稀缺平台：公司是中国兵器工业集团下属核心特种装备及超硬材料上市平台，是我国智能弹药重点型号供应商，也是全球工业金刚石和培育钻石龙头；年公司并购中南钻石，年并购6家子公司实现弹药资产注入，两次资产注入打造公司核心业务，至此公司开始进入超硬材料+防务产品的双轨发展阶段。
中南钻石：公司主要利润来源，年实现营业收入24亿，同比增长25%；实现净利润6.6亿，同比增长60%；-净利润复合增速41%，，未来公司有望受益于压机数量扩产+设备大型化单产能提升+技术升级等多重驱动，实现超硬材料业绩高增长；公司作为全球工业金刚石龙头，其工业金刚石受益于下游光伏等行业旺盛需求订单饱满，且因产能受培育钻石挤压，产品持续涨价，预计未来盈利能力有望向培育钻石看齐。
智能弹药稀缺标的，兵器集团核心上市平台，市值目前居兵器上市公司第一：公司作为智能弹药A股稀缺标的，未来新增智能弹药列装+实战演练频率提升带来的消耗利好需求增长；公司技术壁垒高，赛道卡位强，资质背景雄厚，产能充分，后期有望全方位受益于兵器工业集团需求量增长与我国军队智能弹药采购。4.2.黄河旋风：业绩反转向上，培育钻+工业金刚石高景气
“培育钻石+工业金刚石”双龙头之一，受益行业高景气，业绩反转向上：公司是我国“培育钻石+工业金刚石”行业比肩中兵红箭（中南钻石）的双龙头之一，是行业内压机数量最多、技术最强、产业链最完整的企业之一。受益培育钻石及工业金刚石景气向上，公司通过加大扩产力度，年实现扭亏为盈，预计实现归母净利润4万；扣非净利润1.06亿元。
历史包袱逐步卸载，对实控人定增彰显信心：受明匠智能子公司的拖累及年疫情冲击等影响，公司年业绩出现较大亏损，后期随着公司现有债务不断清偿处理，利息费用预计将逐年下降；公司相关资产减值风险逐步改善；随着培育钻石和工业金刚石放量，业绩向好；公司拟对实控人定增募资8-10.5亿元用于培育钻石扩产及补流偿债，实现公司营业收入和净利润的大幅增长；同时通过补充流动资金及偿还债务，有效降低资产负债水平，降低财务风险；同时缩小债务融资规模，财务费用有望持续减少，显著贡献利润提升。4.3.力量钻石：超硬材料新秀崛起，快速扩张业绩弹性大
超硬材料最纯粹标的，十年沉淀行业新秀后来居上：公司年毛利率66%，净利率48%，其中培育钻石产品毛利率高达81%。公司一季度预告实现归母净利润0.9-1.03亿元，同比增长%-%，全年有望持续高速增长。
工业金刚石规模较小，后期有望补齐该领域。公司目前工业金刚石现有压机数目较少，扩产规划增幅较慢，后期有望在培育钻石充分建设的基础上，不断加强工业金刚石产能建设。4.4.四方达：CVD人造金刚石未来之星，复合超硬材料驶入快车道
公司发布公告，拟同共青城兴达分别以现金方式向天璇半导体增资万元、万元，增资完成后公司将直接持有天璇半导体46.1%股权；同时公司通过宁波四方鸿达间接持有天璇半导体7%股权，增资完成后预计公司合计持有天璇半导体53.2%股权，纳入并表范围。
天璇半导体公司专业从事MPCVD设备开发及MPCVD金刚石生长工艺研制，批量制备高品质大尺寸超纯CVD金刚石，并面向半导体及功率器件、珠宝首饰、精密刀具、光学窗口、芯片热沉等高端先进制造业及消费领域开展产业化应用；公司通过本次收购并表天璇半导体，有效实现公司在CVD金刚石领域的业务覆盖，提升公司核心竞争力。5.风险提示：竞争格局变化、盈利能力波动
1、技术突破带来的竞争格局变化的风险。
现阶段工业金刚石制备基本由高温高压法垄断，后期若CVD法技术突破，能够以低价格稳定实现工业金刚石量产，将对现有公司及竞争格局造成影响，现有高温高压法生产企业可能面临产能过剩的局面。
2、盈利能力波动的风险。
现工业金刚石价格因下游需求旺盛及培育钻石生产带来的产能挤压，价格持续上涨，后期若因宏观经济影响，下游工业金刚石需求走弱，培育钻石扩产充足，无需再挤压工业金刚石产能，工业金刚石作为由供需决定的上游工业原材料，可能面临价格下降的风险。
往期报告回顾：
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中航电子拟吸收合并中航机电，军工“内生+外延”双驱动逻辑强化
本周军工涨幅行业第一；估值和业绩匹配度优势凸显
财报持续验证高景气；估值处历史低位具高性价比──国防军工年报一季报分析
深度：“十四五”有望迎来外延注入高峰──国防“内生+外延”行业专题报告
“确定性”掘金：军工“内生+外延”双驱动
内生外延双轮驱动，确定成长后来居上
深度：技术突破+时代需求，军民接力驱动成长
重磅深度：渗透率低，原石龙头成长空间大
央企下属上市公司股权激励有望加速推进
三季报业绩靓丽，进入发展快车道──国防军工行业点评报告
“国企改革三年行动”将迎收官之年；持续推荐航空产业链
航空主机利润将加速增长
陆军装备部倡议“三高一低发展”；持续力推国防主机厂
主机厂或到账大额订单预付款，利好全产业链
军工资质重大调整：降低准入门槛；主机厂盈利能力将获提升
军工回调：机会还是陷阱？中长期逻辑不变：内生外延双驱动
国防内生外延双驱动；航空工业强调决胜国企改革三年行动
中国电科院所改革迈出新步伐；国防军工将内生外延双轮驱动
中国船舶集团掀开重组序幕，国防军工将内生外延双轮驱动
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深度：培育钻石+工业金刚石，兵器集团智能弹药龙头军民品双驱动
培育钻石需求向好，行业扩产步伐加快
全球珠宝领域培育钻石最大供应商，“军品+民品”双驱动
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经营性净现金流翻倍以上增长，培育钻石龙头业绩弹性大
深度：业绩反转向上，培育钻石+工业金刚石龙头再次崛起
对实控人定增彰显信心，培育钻石扩产提速、业绩弹性大
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深度：培育钻石新秀崛起，快速扩张业绩弹性大
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深度：航空发动机龙头，持续高增长可期
年关联销售额预增26%；航空发动机龙头将持续快速成长
关联交易存款限额翻倍；公司营收有望大幅增长
Q1指示意义不大，中长期仍将高速增长
航发收入符合预期；军机加速列装，民用未来空间大
年国防预算增速提升，航空发动机将持续受益
国防装备龙头：年关联交易将大增，需求高增长
第三代中等推力航空发动机生产线项目竣工
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深度：高稀缺性军民用大飞机龙头，广阔市场可期
年授信额度大幅增长%；公司业务规模有望快速扩张
新舟涡浆飞机研制稳步推进；持续推荐军民用大飞机龙头
扣非归母净利润增长29%，军用大飞机龙头稳健增长
受益大飞机国产化——东航定增采购大飞机
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深度：战斗机龙头，业绩高增长可期
年业绩低于预期，期待年业绩再提速
董事长等高管增持彰显信心，战略意义重大
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深度：教练机+导弹双轮驱动，业绩增长可期
点评：年扣非归母净利增长34%；合同负债、关联交易预示高增长
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深度：中国直升机龙头；军民市场广阔，新机列装景气
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深度：坦克龙头，外贸助力高增长，战略地位被低估
一季度营收大增47%超预期，陆装龙头业绩将提速
一机集团：确保首季开门红；公司一季报业绩将提速
业绩提速，订单大增；打造世界一流特种车辆集团
股票激励计划获国资委批复；公司业绩有望提速
业绩符合预期，军品外贸未来有望大幅增长
股权激励方案出台！陆装龙头业绩将提速！
签铁路货车采购合同，民品有助增厚业绩
兵器集团提出建设具全球竞争力的世界一流企业；公司肩负使命
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深度：军民通用航空全产业链旗舰；具高稀缺性、成长性
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深度：特种连接器龙头，军品、民品双驱动
业绩符合预期，特种连接器龙头军民品双驱动
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深度：中国红外龙头，军民品双轮驱动
一季度业绩超预期，公司核心型号今年有望放量
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深度：特种集成电路龙头，大国核芯共筑5G发展
年归母净利润同比增长%-%，军工龙头业绩超预期----------------------------------------
深度：航空发动机控制系统龙头，盈利能力有望持续提升
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深度：高温合金后起之秀，三大业务高增长
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深度：军用嵌入式计算机“小巨人”，飞机+弹共促高增长
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深度：舰船水声防务龙头，内生外延双轮驱动
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深度：航空制造+辊压机龙头，扩产+新品放量在即
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深度：3D打印龙头：“设备+产品+原材料”产业链各环节接力放量
拟新增员工人、总人数将近翻倍；业绩将提速
推股权激励；订单饱满扩产提速，未来几年收入高增长
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第三代半导体国际领先者，
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