資料來源：行行查研究中心2025年中國超硬材料行業(yè)研究報告資料來源：《GB/T43134-2023超硬磨料產(chǎn)品安全要求》，公開資料整理，行行查研究中心超硬材料市場概述：超硬材料的莫氏硬度可達10級一按形態(tài)分類-一按形態(tài)分類-一按形態(tài)分類一-人造一按形態(tài)分類一-人造cBN一莫氏硬度又稱摩氏硬度,是表示礦物硬度的一種標準,由德國礦物學家腓特烈·摩斯于1822年提出。這種硬度標準采用劃痕法,通過金剛石針在礦物表面刻劃產(chǎn)生的劃痕深度來確定硬度。莫氏硬度分為十級,從滑石為1級,指甲即可損壞,石膏為2級指甲輕微劃傷;方解石為3級,能被銅錢劃傷;螢石為4級,可用鋼刀劃傷;磷灰石和長石為5級和6級,可劃傷玻璃;石英硬度7級,可劃傷鋼鐵;黃玉為8級,可劃傷任何實用物質;剛玉為9級,如紅寶石、藍寶石,幾乎可損壞任何物質;金剛石硬度為10級,自然界最硬的物質,可劃傷所有其他物質。-資料來源：公開資料整理，行行查研究中心超硬材料市場概述：我國完成了從無到有的全鏈條突破起步/探索階段快速發(fā)展階段轉型升級階段功能化階段轉型突破階段質量水平與發(fā)達國家持平，開始研發(fā)高性能單晶與復合技術重點轉向提升硬度、熱穩(wěn)定性和體超硬材料市場概述：超硬材料對國民經(jīng)濟發(fā)展的重要戰(zhàn)略意義助力新材料與新能源產(chǎn)業(yè)突破在新能源領域提升氫能設備效率及儲能器件性能助力新材料與新能源產(chǎn)業(yè)突破在新能源領域提升氫能設備效率及儲能器件性能，助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展與產(chǎn)品升級；同時在人工合成寶石等新材料制備中發(fā)揮關鍵作用。支撐航空航天與國防科技發(fā)展超硬材料提升航天器極端環(huán)境可靠性，是國防高端裝備核心材料，對國防安全意義重大；其在前沿科技領域的應用探索，為國家搶占全球科技競爭制高點提供支撐。關鍵材料自主可控超硬材料（如金剛石、立方氮化硼等）在半導體、高端裝備、航空航天等關鍵領域具有不可替代的作用。發(fā)展自主超硬材料及相關技術，可從源頭打破國外壟斷，確保關鍵領域材料供應的安全性與穩(wěn)定性。強化產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，構建自主生態(tài)體系推動超硬材料發(fā)展，能帶動全產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的技術攻關與產(chǎn)能布局，形成“原料-制備-應用”的自主閉環(huán)生態(tài)，避免因某一環(huán)節(jié)依賴外部供應而導致產(chǎn)業(yè)鏈斷裂。超硬材料工具長壽命，減少更換頻率，降低材料消耗與廢棄物排放。優(yōu)化超硬材料加工工藝，可以提高效率，縮短生產(chǎn)周期、降低設備能耗，如金剛石刀具實現(xiàn)機械加工綠色化。應用于污水處理等環(huán)保領域（如金剛石薄膜電極降解污水），提供治污新技術，推動產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。突破精密加工技術瓶頸超硬材料工具作為高端制造核心刃具，在航空航天難加工材料切削、新能源汽車核心部件加工等場景中，解決傳統(tǒng)刀具加工難題，顯著提升加工精度、效率及零部件壽命。推動基礎工業(yè)提質增效在建材、電子信息等基礎工業(yè)領域，超硬材料制品實現(xiàn)降本增效：石材加工中提升效率并減少浪費，電子領域通過金剛石薄膜解決高功率芯片散熱問題，支撐高端設備性能突破。資料來源：行行查研究中心超硬材料產(chǎn)業(yè)鏈：從核心原材料到多元應用的價值閉環(huán)核心設備超硬材料核心設備超硬材料金剛石工藝超硬制品超硬制品立方氮化硼（cBN）立方氮化硼（cBN）資料來源：公開資料整理，行行查研究中心超硬材料上游：以碳基、非碳基、納米結構為主要原材料碳基超硬材料非碳基超硬材料至1400℃,顯著降低能耗。）：）：納米結構超硬材料資料來源：回形針，行行查研究中心高壓結構簡單，沉積速度快次常壓高溫高壓環(huán)境下，具有快速的溝槽填充能力低壓工作壓力低，薄膜均勻性和溝槽覆蓋能力顯著提升等離子體增強低溫低壓環(huán)境，薄膜純度進一步提升，致密性得到加強原子層沉積非常優(yōu)秀的膜厚控制和優(yōu)越的臺階覆蓋率，特別適合深溝槽薄膜生長熱分解方式高溫反應，適用金屬材料和化合物半導體的外延資料來源：超硬材料網(wǎng)，沃爾德半年報，行行查研究中心超硬材料上游：超硬刀具是超硬材料產(chǎn)業(yè)的重要產(chǎn)品類型鋸切工具磨削工具鉆進工具鉆石刀輪AMOLED面板等互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)智能終端部件的切割；亦可用于建筑玻璃、汽車玻璃、光學或裝金剛石磨輪AMOLED面板等互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)智能終端部件的微鉆微銑刀具高晶玻璃及碳化硅等部件精密精微的深孔加工；黑膠唱片鉆石針針對高端黑膠應用市場，用于黑膠唱片發(fā)聲探針PCD刀具：有色金屬高精度低糙度切削、非金屬單晶金剛石刀具資料來源：公開資料整理，行行查研究中心超硬材料中游：金剛石是自然界已知最硬的天然材料金剛石中碳原子的排列碳原子在空間構成連續(xù)的網(wǎng)狀結構所以其質地堅硬。..金剛石不僅是自然界中最堅硬的物質,同時具有高化學情性,不導電、其高耐腐蝕及穩(wěn)定表現(xiàn),使其可以用于極端環(huán)境的保護涂層,如,硼摻雜金剛石(BDD)電極去污率>99.9%?！て鋵崧蕵O高,熱導率2200W(m·K),超越銅的5倍、碳化硅的15倍,無需復雜散熱系統(tǒng),是理想的散熱材料。.另外,金剛石還具有低摩擦系數(shù)、超寬帶隙、寬光譜透過率等優(yōu)異性能,在精密加工、電化學、光學窗口、熱沉、半導體器件等高端先進制造領域發(fā)揮重要作用,也被譽為 "終極半導體材料"。資料來源：力量鉆石招股書，惠豐鉆石招股書，公開資料整理，行行查研究中心超硬材料中游：人造金剛石分為工業(yè)金剛石和培育鉆石兩大類金剛石單晶磨削級單晶粒度范圍集中在60/70目以細；晶體完整、熱穩(wěn)定性高、低磁性磨削級單晶粒度范圍集中在60/70目以粗，20/25以細；晶形規(guī)則、邊緣鋒利、機械強度高大單晶粒度范圍集中在20/25目以粗，晶體完整，內部雜質較少金剛石微粉研磨用微粉粉體粗端粒徑主要為7μm以下，粒度分布極為集中，晶型規(guī)則，微粉顆粒強度高，雜質含量極低線鋸用微粉粉體粗端粒徑主要為7-14μm，晶型較好，多棱角、鋒利度好、粒度分布集中復合片用微粉粉體粗端粒徑主要為14μm以上，耐高溫、晶型規(guī)整度高、強度高、表面雜質含量ppm級、熱穩(wěn)定性好、耐磨性能高其他工具用微粉粉體粗端粒徑主要為14μm以上，晶形規(guī)則、粒度分布集中、顆粒形狀呈渾圓狀、具有良好的分散性、耐磨性原子順序原子有序排列原子無序抱團，原子團有序排列一致性強弱光線折射無差異，折射反射情況好折射反射情況好散熱性好好成本高低透波率強弱資料來源：江南紅箭公告，行行查研究中心超硬材料中游：金剛石三種形態(tài)的工藝流程金屬觸媒傳壓介質石墨天然粉金屬觸媒傳壓介質硬質合金基體金剛石微粉金屬觸媒傳壓介質石墨天然粉金屬觸媒傳壓介質硬質合金基體合成棒壓制合成棒混合壓制組裝混合壓制機械粉碎金剛石單晶壓機合成金剛石微粉機械粉碎金剛石單晶壓機合成磨削毛坯壓機合成混入金屬觸媒、硬質合金高溫高壓燒結金剛石聚晶磨削毛坯壓機合成混入金屬觸媒、硬質合金高溫高壓燒結金剛石聚晶資料來源：江南紅箭公告，行行查研究中心資料來源：《論中國培育鉆石項目發(fā)展的可行性》，行行查研究中心石墨粉石墨粉金屬觸媒金屬觸媒置于葉蠟石保護層置入六面頂壓機高溫高壓啟動提純處理晶種生長碳原子沉淀于晶種提純處理晶種生長碳原子沉淀于晶種 種晶 置于腔體碳原子沉淀碳原子沉淀甲烷分解出碳原子甲烷分解出碳原子氮氣微波束加熱激光處理激光處理種晶生長氫氣資料來源：力量鉆石招股書，行行查研究中心超硬材料中游：依托超硬材料工業(yè)高科技生產(chǎn)工藝資料來源：《功能金剛石的發(fā)展現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化前景》，《金剛石半導體器件的研究與展望》，行行查研究中心硬度約90GpacBN約40Gpa高硬度楊氏模量1200GpaC約450Gpa高楊氏模量熱膨脹系數(shù)0.8x10-6K-1石墨2.0x10-6K-1低熱膨脹系數(shù)光透過率深紫外到遠紅外硒化鋅600nm-16μm寬的波長范圍內光學透明帶隙5.47eVSiC為3.0eV超寬帶隙熱導率24Wcm-1·K-1Cu為3.98W·cm-1·K-1高室溫熱導率帶隙（eV）1.101.433.103.455.45飽和載流子速度（x107·cm·s-1）1.001.002.002.201.00擊穿電場（x105V·cm-1）36介電常數(shù)11.8012.59.6/1095.5比電阻(Ω·cm）熱傳導率（Wcm-1K-1）1.50.464.901.30Johnson性能指標（x1023W·Ω/S2)2.39.10911.9122.62533Keyes性能指標（x107W·K-1·S-1）6.702.0034.69.90144.9Baliga性能指標（以Si為1）1.009.5013.10-357.2資料來源：觀研天下，《培育鉆石與天然鉆石檢測方法的現(xiàn)狀與未來》，CARAXY官網(wǎng)，行行查研究中心純度更高純度更高價格更低價格更低低碳環(huán)保低碳環(huán)保紅外吸收光譜類型天然鉆石CVD培育鉆石保護地表環(huán)境節(jié)約水資源減少碳排放減少能源消耗資料來源：Aiden硬科技行研，行行查研究中心超硬材料中游：立方氮化硼晶體結構類似金剛石硬度極高熱穩(wěn)定性強莫氏硬度9.7（金剛石10維氏硬度硬度極高熱穩(wěn)定性強化學惰性大可在1200℃以上高溫穩(wěn)定工作，遠超人造化學惰性大金剛石與立方氮化硼（金剛石與立方氮化硼（cBN）在關鍵性能上形成互補，精準填補其應用空白。①熱穩(wěn)定性更優(yōu)金剛石在大氣中600℃氧化、真空1300-1400℃轉化為石墨；cBN在空氣氛圍中反應生成B?O?形成氧化防護層，真空下轉化為六方氮化硼（hBN）的臨界溫度更高，熱穩(wěn)定性顯著優(yōu)于金剛石。②化學穩(wěn)定性更強金剛石700℃時易溶解于鐵系金屬，僅適1150℃以下不與鐵系金屬反應，特別適配淬硬鋼、冷硬鋼等難加工材料的加工需求。密度（g·cm-3）4.7資料來源：化合積電，超硬材料網(wǎng)，DiamondFoundry官網(wǎng)，行行查研究中心超硬材料下游：金剛石在半導體與電子領域的散熱應用源極漏極柵極資料來源：《太陽能硅片切割用金剛線發(fā)展評述》，原軾新材招股書，行行查研究中心超硬材料下游：金剛石線在光伏領域的深度應用單價相比樹脂線單價較高單價相對較低耗線量單片耗線量低單片耗線量較高單片切割線成本線耗低，綜合成本低線耗高，綜合成本高磨料結合力金剛石磨料固結更為牢固金剛石磨料固結不夠牢固環(huán)保易清洗相對不易清洗切割效率切割時間較同等規(guī)格樹脂短，切割效率高同等規(guī)格下切割耗時較長金剛石線規(guī)格(μm）光伏晶硅多晶硅開方硅錠300-450切硅心硅棒300-450硅切片單晶硅棒、多晶硅棒35-50藍寶石藍寶石切片藍寶石晶棒200-300半導體晶硅硅切片單晶硅棒50-80資料來源：公開資料整理，行行查研究中心超硬材料下游：金剛石氮空位色心的量子領域多維賦能量子傳感量子傳感基于NV色心的量子磁力儀可實現(xiàn)納米級空間分辨率的磁場成像s例如用于腦磁圖(MEG)對神經(jīng)活動的高精度探測,或電力系統(tǒng)中高壓大電流的實時監(jiān)測?！囟葌鞲型ㄟ^NV色心的自旋能級對溫度的敏感性,可實現(xiàn)芯片級、細胞級的超高精度溫度探測s為半導體熱管理、生物醫(yī)學成像提供新工具?！ぜ{米尺度成像結合超分辨光學技術NV色心可實現(xiàn)4.1納米分辨率的磁場矢量成像用于解析納米器件的局域電磁場分布推動微納電子學、量子材料的研究量子計算量子計算通過激光和微波操控NV色心的自旋態(tài)可實現(xiàn)兩比特量子門操作s甚至完成DeutschJozsa算法(保真度達97%)等量子邏輯運算s為構建小型化量子處理器奠定基礎。·異質集成與規(guī)?；陙斫饎偸孔悠骷木A廠兼容工藝取得突破(如lonQ與Elementsix合作開發(fā)的量子級金剛石薄膜),可與硅基半導體工藝集成s推動量子計算的規(guī)?；圃??！妨孔油ㄐ拧妨孔泳W(wǎng)絡“節(jié)點與中繼”·量子存儲NV色心可通過自旋光子糾纏實現(xiàn)量子態(tài)的存儲與讀取是構建量子中繼器的核心元件s為量子互聯(lián)網(wǎng)的長距離通信提供可能。·量子糾纏與分發(fā)多個NV色心之間可實現(xiàn)自旋糾纏,結合光子學技術可用于量子密鑰分發(fā)(QKD)的高安全性通信s或分布式量子計算的節(jié)點互聯(lián)。》前沿探索》跨領域的量子技術融合·量子精密測量在基礎物理研究中s金剛石NV色心可用于引力波探測、暗物質搜尋等前沿領域通過超高精度的力、場測量探索物理極限?！ど镝t(yī)學應用利用NV色心的納米級探測能力可實現(xiàn)單分子磁共振成像為疾病早期診斷、藥物分子互作研究提供新手段。資料來源：中國機床工具工業(yè)協(xié)會超硬材料分會，賽迪，CPIA，美暢股份，行行查研究中心2022202320242025E5.09%5.09%5.08%5.08%5.07%5.07%中國超硬材料行業(yè)總產(chǎn)值（億元）YoY020212022202320242025E中國人造金剛石市場規(guī)模（億元）YoY987654321020212022202320242025E全球光伏金剛線用金剛石微粉需求量（億克拉）YoY資料來源：Aiden硬科技行研，各公司官網(wǎng)，行行查研究中心超硬材料競爭格局：細分領域競爭態(tài)勢與國際主要企業(yè)布局工業(yè)金剛工業(yè)金剛石培育鉆石超超硬制品第一梯隊第一梯隊二二星二二星 elementsIX資料來源：各公司官網(wǎng)，公開資料整理，行行查研究中心河南河南湖南湖南江蘇江蘇其他地區(qū)其他地區(qū)鄭南商許超硬材料集群：全國唯一一個入選2024年國家先進制造業(yè)集群，形成了以鄭州為中心，南陽、許昌、商丘為協(xié)同的全球最為完整的超硬材料產(chǎn)業(yè)體系。鄭州高新區(qū)集聚了300多家超硬材料企業(yè)，占全國前30個高新區(qū)超硬材料企業(yè)總量的26.7%。商丘柘城縣是全國最大的金剛石微粉生產(chǎn)基地。株洲硬質合金材料產(chǎn)業(yè)集群：株洲是我國重要的硬質合金生產(chǎn)基地，擁有眾多知名硬質合金企業(yè)，在硬質合金研發(fā)、生產(chǎn)和應用方面具有顯著優(yōu)勢。丹陽超硬材料產(chǎn)業(yè)鏈集群：丹陽在超硬材料產(chǎn)業(yè)鏈方面有一定的發(fā)展，形成了包括超硬材料生產(chǎn)、加工及相關配套產(chǎn)業(yè)在內的產(chǎn)業(yè)集群。河北、廣東和山東等省份也有一定數(shù)量的超硬材料企業(yè)分布，形成了各自的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)域，但規(guī)模和影響力相對河南等地稍小。資料來源：政府公開資料整理，行行查研究中心超硬材料政策法規(guī)：國家政策驅動高端制造與新材料產(chǎn)業(yè)升級《關于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》資料來源：行行查研究中心超硬材料觀點分析：技術躍遷驅動超硬材料向多領域滲透