人類一直希望將培育鉆石用在各種工業(yè)用途。由于鉆石具有很高的硬度和耐磨性,是目前自然界中*硬的物質(zhì),因此金剛石除了雕琢成為鉆石后應(yīng)用于首飾領(lǐng)域,也常常被用于各類切割工具。金剛石工具按照使用方式一般可劃分為鋸切工具、磨削工具和鉆進(jìn)工具,其終端應(yīng)用已涵蓋建材石材、裝備制造、汽車制造、家用電器、電子電器、清潔能源、勘探采掘等諸多領(lǐng)域。
1. 工業(yè)金剛石應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,發(fā)展前景廣闊,需求穩(wěn)定增長(zhǎng)
工業(yè)金剛石包括金剛石單晶和金剛石微粉,其中金剛石微粉是由金剛石單晶經(jīng)破碎、球磨等工序形成微米或亞微米級(jí)的金剛石粉體。工業(yè)金剛石穩(wěn)定增長(zhǎng)的需求主要來自傳統(tǒng)加工領(lǐng)域,及以光伏新能源和第三代半導(dǎo)體應(yīng)用為主的先進(jìn)制造領(lǐng)域。預(yù)計(jì)到 2025 年,全球工業(yè)金剛石市場(chǎng)規(guī)模為 80.27 億元,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) 7.53%,其中我國(guó)工業(yè)金剛石市場(chǎng)規(guī)模將達(dá) 72.25 億元,包括金剛石單晶市場(chǎng)規(guī)模 46.13 億元和金剛石微粉市場(chǎng)規(guī)模 26.12 億元。
傳統(tǒng)加工領(lǐng)域?qū)I(yè)金剛石的需求長(zhǎng)期保持穩(wěn)定增長(zhǎng)。
(1)建材石材:房地產(chǎn)行業(yè)作為我國(guó)主要產(chǎn)業(yè)之一,其投資完成額從 2011 年的 6.2 萬億元增長(zhǎng)至 2020年的 14.1 萬億元,長(zhǎng)期保持高速增長(zhǎng),未來基礎(chǔ)設(shè)施投資及房地產(chǎn)開發(fā)規(guī)模擴(kuò)張將持續(xù)帶動(dòng)建材加工用金剛石工具需求增長(zhǎng)。
(2)勘探采掘:金剛石單晶的材質(zhì)優(yōu)勢(shì)與技術(shù)優(yōu)勢(shì)在勘探采掘較為顯著,未來在深孔鉆中的應(yīng)用程度將進(jìn)一步提升,礦產(chǎn)開采數(shù)量與難度提升將帶動(dòng)金剛石單晶需求的不斷增長(zhǎng)。
(3)機(jī)械制造:人造金剛石是機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)中不可或缺的切削刀具的原材料,切削刀具大約占整個(gè)機(jī)械加工流程 90%加工量,廣泛應(yīng)用于汽車、摩托車、機(jī)床工具、通用機(jī)械、模具、航空航天、工程機(jī)械等應(yīng)用領(lǐng)域。據(jù) QYResearch 測(cè)算,2026 年切削刀具市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 1,999 億元,年復(fù)合增長(zhǎng)率為 3.91%。
先進(jìn)制造領(lǐng)域中的光伏新能源和第三代半導(dǎo)體規(guī);瘧(yīng)用將孕育新興需求。
(1)光伏新能源:2017 年以來隨著金剛石線鋸切割技術(shù)突破,成本快速下行,金剛石微粉已廣泛應(yīng)用于光伏單晶硅與多晶硅材料的切割領(lǐng)域,有效替代傳統(tǒng)的砂漿與碳化硅砂漿切片。據(jù) CPIA 測(cè)算,2021-2025 年全球光伏新增裝機(jī)量將從170GW 增長(zhǎng)至 330GW,按照金剛線 37.50 萬千米/GW,容配比 1.32 計(jì)算,2025年全球硅片需求將達(dá) 436GW,金剛線需求量將達(dá) 16,335 萬千米,年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) 23.90%。
(2)第三代半導(dǎo)體:第三代半導(dǎo)體廣泛應(yīng)用于新能源汽車、高速交通、5G 通信等領(lǐng)域,其碳化硅材料硬度大,在晶體切割、晶片研磨、晶片拋光等幾個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)均需使用金剛石微粉或相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行加工。據(jù) CASA Research測(cè)算,國(guó)際碳化硅汽車市場(chǎng)將以 38%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng),到 2025 年將超過 100億元。
2、國(guó)家政策支持人造金剛石行業(yè)的發(fā)展
人造金剛石行業(yè)系國(guó)家政策支持和鼓勵(lì)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),由于人造金剛石產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣泛,涵蓋國(guó)民經(jīng)濟(jì)諸多領(lǐng)域,近年來國(guó)家出臺(tái)了一系列支持和促進(jìn)該行業(yè)發(fā)展的法律法規(guī)和產(chǎn)業(yè)政策文件。2017 年,工業(yè)和信息化部等聯(lián)合發(fā)布的《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》提出要調(diào)整超硬材料品種結(jié)構(gòu),發(fā)展低成本、高精密人造金剛石和立方氮化硼材料。
2018 年,國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類(2018)》將人造金剛石認(rèn)定為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展新材料中的“先進(jìn)無機(jī)非金屬材料”。2019 年,國(guó)家發(fā)改委發(fā)布了《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2019 年本)》,鼓勵(lì)信息、新能源、國(guó)防、航空航天等領(lǐng)域高品質(zhì)人工晶體材料、制品和器件,功能性人造金剛石材料生產(chǎn)裝備技術(shù)開發(fā)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2021 年,國(guó)家發(fā)改委對(duì)《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2019 年本)》進(jìn)行更新,堅(jiān)持對(duì)功能性人造金剛石材料生產(chǎn)裝備技術(shù)開發(fā)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行鼓勵(lì)。
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