人造钻石行业专题：人造钻石行业研究框架-260728（57页）.pdf

1、12本篇报告系统梳理人造金刚石行业研究框架，从材料特性、合成路线、原料端与下游应用规模切入，重点探讨AI算力散热、培育钻石、PCB钻针等新兴需求打开的成长空间，并对产业链重点公司进行拆解。金刚石具备多种特性，用途广泛，我国为人造金刚石第一大生产国。金刚石具有高硬度、高导热率、优异绝缘性、全波段高透光性、超宽禁带等多项特质，可用于传统制造工具切削、钻刻、抛光，消费级饰品、芯片散热等多个领域。天然金刚石产量较少，人工合成以高温高压法（HTHP，六面顶压机，产颗粒状单晶及培育钻石）和化学气相沉积法（CVD，产片状功能性膜材）两大路线互补共存。中国人造金刚石产量长期占全球90%以上，2023年达约16

2、6亿克拉。原料端与传统需求：金刚石产品分为金刚石单晶、微粉、复合材料及培育钻石等，当前以工具类加工、培育钻石为主。2025年传统工业用途全球产值约53亿元（中国约48亿元），培育钻石毛坯全球产值约56亿元（中国约35亿元）；传统磨料/切削工具属成熟市场、量价稳定，培育钻石毛坯随扩产量增价降（CAGR约25%）。新增长点方面，1）AI算力散热是核心增量：高性能芯片热流密度攀升、传统铜铝散热接近极限，金刚石散热/热沉从0-1突破，全球规模有望从2025年约3亿元人民币升至2030年的千亿级（CAGR 200%+）。芯片级金刚石散热片2030年中性假设市场规模约516亿元、乐观超1000亿元；金刚石

3、铜液冷方案2030年中性假设约567亿元。Akash已向NVIDIA H200交付商用金刚石散热方案，联想AI轻薄本、郑州超算节点已落地金刚石铜散热。2）PCB钻针与半导体工具：算力架构升级驱动PCB向高阶HDI、封装基板及M9+材料迭代，传统钨钢钻针触及性能极限，金刚石涂层/PCD聚晶钻针加速验证，2030年金刚石钻针市场规模有望达15.5亿元人民币（2025-2030 CAGR30-40%）。3）金刚石划片刀、减薄砂轮等：半导体精密加工工具受晶圆扩产及先进封装拉动稳健增长。4）培育钻石：2030年中国培育钻石市场规模有望超1025亿元人民币（2026-2030 CAGR 9%），全球约27

4、00亿元人民币，全球产能高度集中于中国而消费主要在美国，产能与市场规模错配；印度进出口数据自 2025H2 企稳回暖、渗透率波动提升。风险提示：行业竞争加剧致核心产品价格较快下降；金刚石 AI 等新兴领域产业化不及预期或被更优材料替代；AI、培育钻石等下游产业发展不及预期等。XVRVtQtNqMqQsOsQqPsQpPaQ8Q6MtRpPnPrPlOqQtMfQnOpPbRpPwPuOrRoPMYnPsM请参阅附注免责声明34数据来源：科普中国金刚石结构、晶体的世界：金刚石的前生今世、国泰海通证券研究核心概念：核心概念：钻石是碳原子以最紧密、最稳定的三维网状方式排列而成的晶体钻石是碳原子以最紧

5、密、最稳定的三维网状方式排列而成的晶体概念：钻石是一种由碳元素组成的单质矿物，是碳元素的同素异形体之一。它与石墨、石墨烯、富勒烯等一样，都是由碳原子构成的，但原子排列方式完全不同。晶体结构的关键：1）在钻石晶体中，每个碳原子的4个价电子以 sp 杂化的方式，形成4个完全等同的原子轨道2）每个碳原子与相邻的4个碳原子形成共价键，构成正四面体结构3）这4个共价键之间的角度都相等，约为109.28度4）共价键之间难以变形，C-C键能极大对比理解：同样是碳原子，石墨是层状结构（sp 杂化），层间靠微弱的范德华力连接，所以硬度很低、可以导电；而钻石是三维网状结构（sp 杂化），所有价电子都被束缚在共价键

6、中，所以硬度极高、不导电、具有超高导热性。5数据来源：中国地质科学院金刚石与岩石圈、中国科普博览地质馆、科普中国金刚石矿床、晶体的世界、国泰海通证券研究天然钻石：形成于地球深处，经火山喷发带到地表，但储量稀少天然钻石：形成于地球深处，经火山喷发带到地表，但储量稀少形成条件：1）天然钻石形成于地球深部130-200公里处；2）需要高温（1100-1500）和超高压（4.5-6.0 GPa）的环境；3）主要形成于稳定克拉通地区岩石圈与软流圈交界处具体方式：1）已结晶的钻石随着金伯利岩浆或钾镁煌斑岩岩浆从深处上升；2）通过火山喷发被带到地表；3）并非所有金伯利岩都含钻石天然钻石的稀有性：1）从1吨金