（报告出品方/作者：德邦证券，郑澄怀）
1.人造金刚石从工业品走向奢侈品
1.1.金刚石应用场景广阔，应用价值高
金刚石因其优秀的理化性质，具有广泛的工业和消费应用场景。金刚石是重要的碳材料，具有高机械强度、宽光谱投射性、低热膨胀系数、高导热性、高禁带宽度等优秀的理化属性，被广泛应用于以下领域：
（1）工业磨料磨具：金刚石在目前已探明的天然物质中拥有最高的硬度，莫氏硬度为10，工业中多被用于制作切割打磨器械以及钻头。（2）珠宝首饰：金刚石折射率和色散率均较高，净度高的金刚石观赏价值高，同时在被品牌端赋予了爱情的意义后，多被用于制作珠宝首饰，具有较高的品牌溢价。（3）热学传导元件以及散热材料：多用于制作热传导元件以及电子元件的散热器材料。（4）光学金刚石窗口材料：金刚石具有很高的光谱通过性能，通常制作成金刚石薄膜，用于x光、激光、红外、电磁波的窗口。（5）电子级应用：金刚石是碳化硅及氮化镓后新兴的一种宽禁带半导体材料，拥有较高的载流子迁移率，同时拥有高导热性，被业界称为“终极半导体”材料。金刚石从磨料磨具到宝石级再到光学级、电子级等领域应用，对于其材料纯度要求逐级提升。
1.2.培育钻石与天然钻石性质相同，具有极高性价比
培育钻石与天然钻石原子结构相同，是真正的钻石。金刚石的化学成分是碳，天然金刚石是稀有、贵重的非金属矿产，其中颗粒较大、质地优秀并可以被用于制作装饰品的称为天然钻石，可开采的原生矿区仅分布在全球少数区域，矿藏储量不高且开采难度较大。培育钻石是通过人工模拟天然金刚石生长环境和结晶过程，通过科学手段合成的金刚石晶体。天然钻石与培育钻石拥有相同的理化特性，均为碳元素形成的立体晶体矿物，两者主要的区别在于形成的方式。天然钻石生长区域在距离地表数百公里高温高压的下地幔层，需要经过数百万年的地壳运动最后随火山喷发来到地球表层才成为可以开采到的矿石，而培育钻石的形成在人工培养的环境下仅需数周时间。培育钻石的成品的理化性质与天然钻石别无二致。
培育钻石与莫桑石、锆石具有本质差异。现在市面上同时也流通着各类与钻石类似的产品，如锆石、莫桑石等，尽管外观上与天然钻石相差无几，却是完全不同的物质。莫桑石的化学成分是碳化硅，在天然环境中罕见，通过科学家在实验室中的人工合成得以投入商业用途；和真钻相比，莫桑石的硬度更低，折射率和色散系数相对更高，火彩更强烈。锆石并不存在于天然环境中，是通过将锆和二氧化锆的粉末熔化后混合形成的晶体，与真钻相比硬度更低，色泽更为黯淡。
培育钻石生产工艺已较为成熟，品质、性价比相比天然钻石均有优势。培育钻石相对于天然钻石在平均品质上具有优势，根据杂质元素的含量，钻石通常被分为Ia、Ib、IIa和IIb型。Ia和Ib为自然环境中最常见的类型，氮元素的含量超过5ppm；IIa型钻石中氮元素含量低于5ppm，净度更高，属于高品质钻石；IIb型钻石中含有硼元素因而表现出蓝色，天然环境中极为稀有。目前头部生产商的培育钻石大部分能够达到IIa型，天然钻石中这种类型的钻石仅占2%。而下游零售端培育钻石产品颜色大多为D-F色，天然钻石多为G-I色。性价比角度来看培育钻石优于天然钻石。
从零售价的角度看，BlueNile在天猫旗舰店上1克拉净度VVS2级E色的天然钻石裸石报价为8.5万元，小白光1克拉VVS2级D色培育钻石价格3.4万元，同时根据Rapaport报价显示，随着钻石重量增加，相同品质的钻石报价增长速度也随之提高。培育钻石报价普遍为天然钻石的30-40%，戴比尔斯的Lightbox更是将培育钻石价格按照重量等比例增长，克拉数越大，相对于天然钻的性价比越高。更大的毛坯和更低廉的成本也给予加工过程更多设计上的想象空间，彩钻和异形钻也有望通过培育钻石变得更为普及。
1.3.培育钻石行业监管规范逐步走向成熟
美国联邦贸易委员会认可培育钻石，监管介入保障行业规范。年7月，美国联邦贸易委员会（FTC）更改了钻石的定义，删除了原有钻石定义中“天然的”一词，将培育钻石纳入钻石的定义范围中。FTC同时也加大了对于培育钻石行业的监管力度，要求钻石公司必须说明钻石是天然开采还是人工合成，禁止在宣传中带有培育钻石与天然钻石物理性质相同这类容易使消费者混淆两类钻石的话语，要求严格审核广告文案中类似“环保”的词汇避免夸大其词。监管规范对于培育钻石行业是一种保护措施，出清不规范的小企业，避免小厂商将培育钻石包装成天然钻石销售的行为，政府监管的介入有利于行业整体向好发展。年7月，中国珠宝玉石首饰行业协会培育钻石分会正式成立，标志着中国珠宝行业对于培育钻石地位的认可。
天然钻石鉴定标准同样适用于培育钻石。根据MVEye调查，23%的消费者认为培育钻石拥有与天然钻石相同的证书等级非常重要。培育钻石得到政府和行业的认可后亟需解决的问题是对于钻石的品质进行分级，天然钻石鉴定统一采用GIA制定的4C标准，分别从“重量、色泽、净度、切工”四个角度来评判一颗钻石的价值。
1.4.技术成熟设备升级，宝石级培育钻石生产规模上升
年，美国联邦碳化硅公司的科学家威廉·艾弗索运用化学气相沉积法，首次成功实现在实验室内培育金刚石。年，通用电气的“超级压力项目”负责人霍尔博士带领团队，通过模拟天然钻石形成环境研发出“高温高压法”生产合成金刚石。年，为了能够实现合成金刚石不受制于海外，中科院地球化学研究所、中科院物理研究所、郑州三磨研究所和地质科学院等单位共同合作研制出国内第一粒自研合成金刚石单晶。年，美国通用电气公司通过改良技术，成功培育出大颗粒宝石级钻石，但由于缺乏相应的市场需求，后续并未继续推进。早期生产的人造金刚石主要用于工业磨料，宝石级的合成钻石没有市场需求，同时技术也不足以量产高品质的毛坯。随着终端市场近几年对培育钻石认可程度提升，生产商开始逐渐开始生产宝石级的合成金刚石，随着生产高品质培育钻石的技术逐步成熟能够实现量产，零售品牌也开始加速市场布局。
人造金刚石的合成技术路径分为高温高压法（HPHT）以及化学气相沉积法（CVD）两种。高温高压法用于生长金刚石微粉和金刚石单晶，主要应用于工业加工打磨以及珠宝首饰领域；气相沉积法可生长金刚石单晶和多晶膜，可以应用于通讯、电子元件、微波、装饰等领域。
高温高压法技术是在金刚石热力学稳定的条件下，在恒定的高温高压和触媒参与的条件下合成金刚石的方法。该方法以纯净碳粉为原料，以过渡金属或合金做触媒来降低温度要求，用液压机产生恒定高压（5-7GPa），以直流或交流电产生维持高温（-℃），使石墨发生相变，碳原子相互连接形成金刚石晶体。据黄河旋风公开交流，高温高压法单台设备生产工业金刚石周期不到一小时，宝石级的培育钻石生长周期相对更长。
CVD技术是在金刚石亚稳定的压力温度条件下的生长方法。原理是将含碳气体甲烷（CH4）和氢气混合物在负压和温度-℃条件下激发分解出活性碳原子，通过控制沉积生长条件促使活性碳原子在基体上沉积，按照晶种提供的钻石模板排列堆积，交互生长成金刚石晶体，该种方法下合成的金刚石主要为片状金刚石膜。化学气相沉积法可分为热丝法（HFCVD）和微波等离子体法（MPCVD）等。其中MPCVD法可以制备出面积较大、晶体良好、杂质少、比较纯净的高质量金刚石薄膜。据美国Lightbox
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