（1）复合超硬材料及其制品的行业发展概况：复合超硬材料主要是以金刚石和立方氮化硼等单晶超硬材料为主要原料，添加粘结剂（如：金属、树脂等）通过在特定温度和压力下压制而成的复合材料，广泛使用于石油、天然气、石材、建筑、家电、矿山、汽车等传统领域，以及电子信息、航天航空、国防军工等高新技术领域。其中PCBN（聚晶立方氮化硼）具有高硬度、高耐磨性且高温下表现稳定，主要用于制造各类刀具；金刚石可分为单晶金刚石、聚晶金刚石(PCD)和CVD金刚石，单晶金刚石应用于砂轮、锯片等，PCD应用于刀具、石油钻头，CVD金刚石应用于拉丝模、刀具等，高端CVD金刚石应用于电子器件、航天等领域。

超硬材料也可以分类为单晶超硬材料和聚晶超硬材料(也称“复合超硬材料”)，单晶超硬材料包含单晶金刚石、单晶立方氮化硼等，特点是硬度高但尺寸小；聚晶金刚石/立方氮化硼是用单晶金刚石/立方氮化硼为主要原料，添加金属和非金属粘接剂在高温高压环境下制成的复合材料，复合超硬材料虽然硬度和耐热度稍差，但其切割面积较大、耐磨性更好。金刚石复合片在硬度、加工精度、摩擦系数及使用寿命方面与传统材料相比，具有显著的优势。超硬材料“超硬”的独特物理特性，使其可以加工几乎所有已知的材料，不但解决了传统硬质合金工具由于硬度不够，部分硬脆材料无法工业化加工的难题，而且大幅度提升了工业加工效率，降低了能源耗费。

随着技术的不断发展，在日常生活和工业应用过程中，逐渐出现了强度和硬度更高的产品，也需要有更硬、更强的材料对这些产品进行加工，未来复合超硬材料行业也将面临更加广阔的市场空间和机遇。

（2）产品市场应用分析：复合超硬材料主要用于石油天然气、煤田矿山的开采及汽车的制造等。石油天然气用聚晶金刚石是由小金刚石颗粒和粘接剂混合组成的切削层和硬质合金衬底层在高温高压下烧结合成，该材料具有很高的强度、硬度和耐磨性，将该材料镶嵌于石油、天然气钻头上，是钻头上起到切削和掘进的核心部件，在钻头掘进的过程中，金刚石复合片逐渐消耗。在煤田矿山开采过程中，金刚石复合片起到同样的作用。PCD刀具的耐用度较硬质合金刀具寿命高几十倍，主要加工对象为有色金属、非金属材料等。由于汽车发动机活塞的群部、销孔和化油器等部件含硅量一般在10%以上，硬度较大，且大多采用流水线批量生产，这使得合金刀具的性价比较低，金刚石刀具适用性良好。

中金企信国际咨询公布的《2023-2029年中国复合超硬材料及其制品市场竞争力分析及投资战略预测研发报告》

（3）行业竞争格局：近几年来，随着国内企业产品性能的提升，在全球的市场份额也在稳步提升。在国内具有一定实力的企业主要包括四方达、郑州新亚（郑州新亚复合超硬材料有限公司）等，其中四方达的主要产品包括油气钻头用复合片、矿山复合片、刀具用复合片、PCD拉丝模坯，郑州新亚主要产品为聚晶金刚石复合片。从全球市场看，欧美发达国家在技术研发实力、工艺加工水平和产品性能上具有一定的领先优势，国内少数优秀的企业经过不断的研发积累和工艺水平的改进，已经在全球市场具有一定的竞争力。

复合超硬材料制品一方面用于建筑陶瓷、石材开采、建筑混凝土等传统粗加工领域，另一方面也用于光伏、电子信息、汽车制造、航空航天等精密加工领域。在传统粗加工领域，欧美日韩等发达国家的企业虽然在产品质量和工艺水平上有一定的优势，但随着我国近年建筑陶瓷、石材开采、建筑混凝土等粗加工领域的快速发展，产品质量和工艺水平等都有了长足的进步和发展，在传统粗加工领域国内企业占据了国内绝大部分市场份额，而且正在快速的拓展全球市场。

在传统粗加工领域，我国复合超硬材料企业众多，竞争较为充分。在精密加工等领域，欧美日韩等发达国家的企业凭借其产品质量、工艺水平等优势，在全球高端市场基本处于垄断地位，我国汽车制造、光伏、电子、半导体等新兴领域所需的复合超硬材料制品大部分采用进口，尤其是高端精密加工磨具仍以进口产品为主。未来在精密加工领域进口替代市场巨大，同时产品利润率也高。

1、金刚石复合片领域主要竞争对手：金刚石复合片领域国内的竞争对手主要有河南晶锐新材料股份有限公司和河南四方达超硬材料股份有限公司。国外主要有美国合成和元素六等公司。

1）河南晶锐新材料股份有限公司（证券代码：835257）：河南晶锐新材料股份有限公司主要从事聚晶金刚石复合片等复合超硬材料及制品的研发、生产和销售，以及经营本企业产品及本企业所需的进出口业务(国家限定公司经营或禁止进出口的商品及技术除外)。产品广泛应用于油气钻探钻头、煤田矿山开采钻头、机械加工等多个领域。

公司目前主要产品分为两类：一类为石油、天然气钻头用聚晶金刚石复合片，主要用于石油、天然气井的钻探；另一类为煤田、矿山工具用聚晶金刚石复合片，主要用于地质钻探，煤田钻探以及公路、建筑等方面的打桩钻井。

2）河南四方达超硬材料股份有限公司（证券代码：300179）：河南四方达超硬材料股份有限公司主要从事聚晶金刚石(简称PCD)及其相关制品的研发、生产和销售，产品包括石油/天然气钻探用聚晶金刚石复合片、煤田及矿山用金刚石复合片、切削刀具用金刚石复合片、聚晶金刚石拉丝模坯，截齿潜孔钻头公路齿、旋挖机齿、成品聚晶金刚石模具、超硬刀具、金刚石砂轮等。

3）美国合成（Us Synthetic）：美国合成是世界油气用聚晶金刚石复合片的主要提供者，成立时间已超过30年，2014年被Dover Corporation(都福公司)收购，美国合成主要生产井下工具、钻井钻头等产品。

4）元素六（E6）：元素六集团是超硬材料生产商和供应商，总部注册在卢森堡，主要制造工厂位于中国、荷兰、瑞典、南非和英国。产品包括人造金刚石和其他超硬材料，如立方氮化硼（CBN）和硅基聚晶金刚石等。人造金刚石由碳元素组成，即元素周期表中的第六位元素，公司因此得名：元素六。

2、复合超硬材料制品领域主要竞争对手：复合超硬材料制品领域竞争对手主要有广东新劲刚新材料科技股份有限公司、广东奔朗新材料股份有限公司。

1）广东新劲刚新材料科技股份有限公司（证券代码：300629）：广东新劲刚新材料科技股份有限公司是一家专业从事高性能金属基复合材料及制品的研究、开发、生产和销售的国家火炬计划重点高新技术企业，秉持“技术领先、持续创新”的发展战略，以市场需求为导向，潜心于为下游客户提供高效节能的加工工具和具有个性化性能的关键部件，致力于成为国内领先的高性能金属基复合材料及制品供应商。公司全资子公司康泰威公司是目前国内为数不多的拥有军工资质及军品供应能力的民营企业之一。公司目前的主要产品为金属基超硬材料制品及配套产品。

2）广东奔朗新材料股份有限公司（证券代码：836807）：广东奔朗新材料股份有限公司始建于2000年，公司主营业务为超硬材料制品的研发、生产和销售。目前，公司主要产品为金属结合剂金刚石工具、树脂结合剂金刚石工具、菱苦土结合剂碳化硅工具，其中，金刚石工具系列产品为公司主导产品。上述产品的主要应用领域为建筑陶瓷的加工，部分产品涵盖到石材、钢筋混凝土建筑材料、耐火材料等其它硬脆材料的加工以及汽车发动机、空调压缩机零部件等机械精密加工领域。

（4）行业壁垒分析：

1）人才和技术壁垒：复合超硬材料具有较高的技术含量，属于技术密集型行业，融合了材料学、金属学、物理学、高分子材料学、界面力学、摩擦学等多学科知识，需要多个领域的人才协作配合，而相关人才在这些领域形成默契的配合需要较长时间的积累和沉淀。

聚晶金刚石复合片主要用于油气勘探和开发，在所有地质条件中使用最为复杂和恶劣，因此其对PDC的各项性能指标和质量要求也比较高，准入标准较高。为了使PDC产品符合油气钻探所需，生产厂家需要结合以上技术、协调人才，经过不断的研发和生产试验，才能在原材料选用、配方调配、工艺生产等方面满足高品质PDC的要求。同时随着下游运用领域的发展，下游客户的产品也在不断升级和改进，从而对与之配套的复合超硬材料也不断提出新的要求，生产厂家需要快速协调人力跟进技术研发，调整配方，改善生产工艺，从而满足客户的新需求。

复合超硬材料制品主要应用于加工领域。随着加工对象的差异，加工机床的差异，加工参数的差异，导致对于复合超硬材料制品的差异化要求就非常高，这就要求复合超硬材料制品厂家具有丰富的现场经验积累和产品配方技术积累。随着下游产业生产效率的不断提高，产业集中度的不断提升，客户对于复合超硬材料制品供应商的产品稳定性，产品性能，生产能力，快速反应能力和综合服务能力的要求越来越高。而这些能力的取得需要复合超硬材料制品供应商具有较强的产品配方技术、结合剂配方技术和生产工艺技术等方面的能力，同时还需要复合超硬材料制品供应商培养并拥有一支涵盖产品设计与开发、产品工艺技术设计与开发、生产工艺过程控制、售后技术服务、市场开发技术服务等方面的综合人才队伍。综上所述，新进入者很难在短时间内完成人才及技术方面的积累，从而对其形成一定的壁垒。

2）客户和品牌壁垒：聚晶金刚石复合片主要用于油气钻探，该领域具有投资大，风险高的特征，对于钻井材料的可靠性、适用性和安全性有严格的要求，油服公司在钻井过程中承担着较高的风险和责任，在施工过程中如果发生油气钻头的非正常崩裂将使得其损失大量的人力物力以及时间成本，因此其对钻头主要材料聚晶金刚石复合片的质量和可靠性要求也极高，要求在钻井过程中非正常破损率降低到零。由于聚晶金刚石复合片的质量直接关系到钻头的性能和钻探效果，因此其对钻井作业的效率和成本具有重要影响。

因此，油服公司在选择聚晶金刚石复合片供应商时会对其产品的质量进行严格的测试和考核，并对其管理能力、研发能力、技术水平、生产能力进行全方位的考察，一般是先进行较长时期的小批量供货测试，测试合格后，方能将其列为合格供应商，一般国外钻头厂商前期的测试到正式供货需要两到三年的时间。正是由于钻井作业的高投资、高风险，钻头厂商一旦选定了聚晶金刚石复合片的合作厂商，就会形成稳定的合作关系，不会轻易更换。对于新进入者来说，具有较高的客户壁垒。

复合超硬材料制品主要作为硬脆材料的加工工具，其加工过程具有不可逆性，复合超硬材料制品的稳定性和可靠性对客户非常重要，因此客户在选择供应商时非常注重其过往产品的使用情况和市场反应，通常会选择在业内具有良好口碑的生产企业作为其供应商。良好品牌口碑的形成，需要供应商具有较强的技术研发实力、良好的生产工艺和管理能力以及快速的市场响应能力和售后服务能力，这些能力的建立需要较长时间的积累，从而对新进入者构成较高的客户壁垒。

3）规模壁垒：复合超硬材料需要不断的研发投入方能适应市场的快速发展和变化，研发费用支出较大，未达到规模效应的生产企业很难不断的进行研发投入，进而导致其产品质量和竞争力不能满足不断变化的市场需求，从而只能在低端领域通过低价进行竞争。

聚晶金刚石复合片主要用于油气勘探领域，该领域的下游市场集中度很高，绝大部分市场份额被国际几大油气装备制造厂商所垄断，这些国际客户在选择供应商时往往要求合作伙伴具有一定的生产规模以保证供货能力；另外，这些国际客户通常采用低库存战略，对交货的及时性要求很高，也要求供应商有一定的备货能力；第三，油气钻探地质复杂，情况多变，对材料技术的要求很高而且要不断适应变化的地质条件，从而使得聚晶金刚石复合片生产企业要不断的研发投入，改进工艺，进行相关设备的更换升级。

随着加工技术的发展，加工效率的提高，加工质量要求的提高，对复合超硬材料制品的技术更新升级的要求也越来越高。对于没有一定生产及销售规模的企业难以进行持续的技术研发投入，以满足客户对产品越来越高的要求。同时客户也要求复合超硬材料制品的供应商能够及时的进行产品改进升级以配合其加工技术的进步。另一方面，大的客户一般都会进行供应商考核及现场考察供应商的生产和技术开发实力。这不仅要求企业要投入较大的资金进行技术研发设备的引进，同时还要具有一定的人才队伍进行不断的技术开发与生产工艺升级。

因此，复合超硬材料行业对新进入者而言，如果不能保证较大的规模化生产能力和持续不断的研发投入，则其在市场竞争方面会存在较大的困难。

（5）市场规模：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；建筑石材用金刚石切割工具需求稳定，其市场规模发展概况及趋势如下图：

1、建材市场：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2035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。

2、高端制造市场：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。

1）汽车市场随着汽车制造行业对高性能材料的需求不断增加，将在预测期内有力推动市场。新型冠状病毒在全球范围内的持续，严重影响了供应链，主要经济体暂停了贸易。随着贸易限制的宽松，预计2022的情况将恢复，这将恢复市场的增长轨迹。

汽车行业精密加工领域目前已广泛使用人造金刚石工具，高端金刚石工具可以满足汽车制造过程中切削、打磨、抛光等多工序高精密的需求。近年来全球汽车行业受到贸易战及新冠疫情影响，2021年随着全球主要国家经济复苏，汽车产销量将恢复增长，我国汽车产量由2011年1842万辆上升到2020年的2532万辆，整体呈上升趋势。随着国内新型工业化和城镇化进程的加快发展，居民消费不断升级，未来我国汽车市场仍有较大的增长空间。

2）家用电器市场：家电尤其制冷家电业是人造金刚石磨具和刀具的主要应用领域之一。家用空调、冰箱所使用压缩机的三大部件活塞、气缸、上下轴承座均可使用金刚石工具进行加工。我国家用空调和冰箱的产量在消费升级以及出口量不断增长的背景下，分别从2011年的11001万台和7882万台增长到2020年的14491万台和8443万台。2020年以来家电出口大幅增长带动国内家电制造业重回高速增长。

3）光伏市场：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。光伏发电所用单晶硅、多晶硅、蓝宝石以及其他光电磁性材料的切割加工是金刚石磨具应用需求增量最大的领域。2019年光伏在国内补贴退出的驱动下快速进入平价上网段，市场需求驱动光伏装机量重新进入高增阶段，全球新增装机分别为116.9GW，2021年虽然受到硅料产能限制，装机量仍实现了大幅增长，达到了170GW以上；2022年在硅料产能瓶颈逐步解除之后，2022-2025年全球新增装机量将达到25%的复合增速，到2025年新增装机量达到400GW。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。2021年166、182、210单片硅片消耗金刚石量分别为1.8/2.4/2.8米/片，随着金刚线直径逐步减少，单位损耗逐步增加，单位功率硅片消耗的金刚线增加，目前1W166、182和210单晶硅片对应金刚线消耗量分别为0.285m、0.34m和0.28m，210单晶与166硅片单位需求基本相同，而182硅片需求增长15%左右；预计光伏金刚线需求量将从2020年5000万公里左右增长到2025年的13500万公里。

3、消费电子市场：MINILED（芯片尺寸介于50~200μm之间的LED器件）时代来临，由于MiniLED尺寸小、芯片数量较多，且需在蓝宝石衬底上进行切割，蓝宝石切割金刚石磨具需求爆发。2020年我国LED行业总产值达到7013亿元，同比有所下滑，但近十年来总体仍保持较快增长态势。LED照明产品已经逐步替代传统的白炽灯和荧光灯，正处于持续爆发增长阶段。以苹果公司、华为以及小米公司为代表的科技巨头纷纷推出MINILED背光产品的电脑和显示器，售价在1.5万-10万之间，灯珠数量在1.2万-10万颗，2021年MINILED正式进入爆发期。MINILED有望成为在通用照明之后LED重要驱动力，蓝宝石衬底的需求量有望从2020年的4200万片左右增长至2023年的6000万片左右，年复合增长率约为12.6%。

4、油服市场：油服市场回暖，资源开采用金刚石进一步扩容：自2020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2022年3月，活跃钻机数已增至661万台，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。

由此可见，金刚石磨具市场仍将保持较快增长。根据中金企信统计数据，2019年全球磨具市场规模为415.4亿美元，预计2030年市场规模可达到848.4亿美元，复合增速为6.6%。

（6）复合超硬材料及其制品的发展趋势：近年来，精磨超硬磨具发展十分快速，正朝着精磨、高速与数控方向发展，大大缩短了与国外高效精磨加工领域的差距。其中，高速、超高速磨具方面，CBN砂轮实际使用速度可达到150～250ｍ/s；高精度方面，超薄切割砂轮的厚度精度达到0.01μｍ，平行度≤３μｍ，磨具的尺寸、形位精度越来越高；超薄方面，用于集成电路的划片砂轮厚度已经达到0.01ｍｍ，还在朝着更薄的方向发展；超细磨料磨具方面，硅片背面减薄砂轮已经投入使用，还会有更细粒度的超硬磨具出现，满足高精度的加工需求。

金刚石/立方氮化硼复合超硬材料制品相对于普通磨料磨具具有结合强度高、成型好、使用寿命长等显著特性。随着中高速磨削、高速磨削、超精密切割技术的快速发展，普通磨料工具已不能满足生产需要。随着国内机械加工产业的升级，国家智能制造，工业4.0等政策的实现，使得“B（CBN）代替A（刚玉系列），D（DIAMOND）代替C（碳化硅）”成为行业发展趋势，未来超硬磨料磨具的市场需求和市场空间将越来越大。

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