超硬材料是所有已知材料中硬度最高的人造金刚石、立方氮化硼及以这两种材料为主要成分制成的复合材料的统称，是目前世界上已知的最硬材料。超硬材料通常指硬度超越传统硬质合金的材料（维氏硬度大于40GPa），核心包括人造金刚石和立方氮化硼两类。
中国人造金刚石产业始于1963年，郑州三磨所研制出中国第一颗人造金刚石，标志着中国超硬材料行业成功突破美苏封锁。经过60多年的发展，我国人造金刚石产量占全球总产量的95%左右，已经发展成为引领全球的民族产业。凭借河南集群产业链产能垄断，我国工业金刚石产量占比达全球95%以上，线锯70%以上国际市占率同样帮助中国贯彻超硬材料行业产业中游全球供应链的市场主导权。
现已形成“世界金刚石看中国、中国金刚石看河南”的产业格局。作为我国现代工业和未来产业重要的先进基础材料，以人造金刚石为代表的超硬材料及制品，被誉为“最硬最锋利的工业牙齿”和“终极半导体材料”，在航空航天、国防军工、高档机床、芯片制造、新能源、汽车制造、油气钻井、地质勘探等国防、国民经济和尖端科学技术领域发挥着重要作用。
政策与产业链：全链条布局筑牢产业优势
超硬材料行业受到国家层面的大力支持。《工业战略性新兴产业分类目录（2023）》将“人造金刚石（工业级金刚石）”“单晶金刚石器件材料”“金刚石与金属复合材料”列为工业战略性新兴产业。
《新材料中试平台建设指南（2024-2027年）》明确提出，要面向国家安全和经济建设的关键短板材料、面向新兴产业和未来产业发展的前沿材料，重点支持高性能人工晶体生长及加工技术、功能性超硬材料制备关键技术的研发与中试转化。
《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》中，将新材料产业列为战略性新兴产业集群发展的关键领域，金刚石材料作为其中重要的前沿分支，在高端制造、量子科技等场景展现出较好的发展潜力。河南省委、省政府将超硬材料产业链作为全省重点培育的28个产业链之首。
超硬材料产业链从上游到下游可划分为三个主要阶段。上游主要分为原材料和设备两部分。原材料方面，主要分为石墨与触媒剂两类。不论采用HPHT法（高温高压法）还是CVD法（化学气相沉积法），都涉及高纯石墨和触媒剂的应用。石墨是合成金刚石的碳源材料，触媒剂则起到降低反应温度和压力的催化作用。代表企业有君锐超硬和昌润超材等。
关键设备方面，主要分为六面顶压机和CVD设备两大块。六面顶压机用于HPHT法合成金刚石，目前已基本实现全面国产化，全国保有量达1.2万台。但半导体级CVD设备目前仍有较高的进口依赖度，是国内技术攻关的重点方向。
中游产业主要包括工业金刚石制造、培育钻石、切割工具和金刚石薄膜微粉等。我国目前在超硬材料领域中游已经实现了全面的国产垄断。在中游环节，较小的金刚石单晶通过碾碎变成金刚石微粉，用于生产锯片、钻头、砂轮等工具；而较大的晶体则通过聚晶等方式生产出具有高附加值和额外功能性的金刚石材料，用于半导体制造等行业。
中国依托河南/湖南产业集群垄断全球产能，由中南钻石掌控约三分之一国际工业金刚石产能，美畅股份则主导近三分之二的金刚石线锯市场产能，而良诚新材通过技术革新与突破实现4英寸CVD晶圆量产，打破由外资垄断的市场。
下游应用领域分布范围较广，从新兴产业到传统能源开采再到消费零售产业。目前，我国超硬材料行业的下游应用主要分为矿产油服、精密制造、高新技术产业和珠宝四大板块。从细分需求来看，金属切削工具领域仍占据最大份额，是传统制造业的核心应用场景；精密磨削与光伏硅片切割需求则呈现稳定增长态势。
下游由光伏/半导体头部企业主导创新落地：隆基绿能年消耗300亿克拉微粉实现硅片极限薄化（130μm），中芯国际采用金刚石铜基复合材料攻克3nm芯片散热瓶颈（热导率900W/mK），国盾量子更以CVD金刚石衬底将量子比特精度提至99.9%。此外，培育钻石在消费端快速崛起，2024年中国培育钻石产量约2200万克拉，同比上涨144.44%，占全球总产量的63%。
从我国超硬材料产业链企业区域分布来看，超硬材料产业链企业主要分布在河南地区，其次是在长三角集群。河南集群拥有最多的企业，同时涵盖了超硬材料行业最完整的产业链，特色主要是涵盖以工业金刚石和培育钻石为核心的全产业链。
河南产能占全国的80%以上，郑州拥有完整的培育钻石产业链。方城县通过“强龙头、补链条、育集群”战略，以中南钻石、中硬合金等链主企业为核心，联合42家上下游企业，构建起“设备制造—触媒粉—金刚石/培育钻石—微粉—工具”完整产业链闭环。
长三角集群主要以其技术研发实力为核心，通过技术研发能力建立了以精密金刚石工具和高效刀具为主的产业群。西部集群则主要依靠原材料资源丰富，主要负责产业链最上游的部分。
技术路线：双路线并行突破高端瓶颈
超硬材料行业技术主要分为高温高压法和化学气相沉积法两大路线，同时新兴技术与智能化趋势正推动研发范式变革。
高温高压法技术成熟规模化与持续优化。中国在大腔体压机设计制造、自动化控制系统及触媒配方方面处于世界领先地位，单次合成产量大、成本低，主导工业磨料及中低端市场。其技术特点是规模化效应显著、单位成本极低，但晶体生长过程难以精确控制，导致晶体缺陷较多、杂质含量相对较高，热稳定性及纯度难以满足高端电子级应用需求。
当前技术迭代方向集中于大腔体化、智能化工艺调控，2025年中央经济工作会议提出的“人工智能+”行动正加速AI辅助参数优化在该领域的应用，有望进一步提升品质与良率。
化学气相沉积法技术是功能化核心与产业化瓶颈。微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）可制备高纯度、大尺寸单晶及高质量薄膜，是半导体衬底、量子器件等前沿应用的首选技术，但设备依赖进口、生长速率慢（约1-10微米/小时）、能耗高是其产业化瓶颈。热丝化学气相沉积（HFCVD）可实现大面积均匀沉积，成本相对较低，已广泛用于工具涂层及部分散热片制备。
“十五五”规划纲要在部署集成电路技术突破时，明确提出“推动氧化镓、金刚石等超宽禁带半导体产业化发展”，为化学气相沉积金刚石在电子领域的应用指明了方向，技术突破焦点集中于提高生长速率、降低缺陷密度、实现大尺寸单晶生长。
纳米孪晶结构调控技术通过细化晶粒至纳米尺度并引入高密度孪晶界，可使硬度突破200吉帕斯卡，超越天然金刚石，同时实现韧性提升，但目前仅限于实验室阶段，规模化制备仍是挑战。爆炸冲击法可低成本制备纳米金刚石微粉，用于精密抛光。
值得关注的是，人工智能技术正加速渗透研发环节：通过机器学习优化合成工艺参数、利用计算机视觉进行晶体缺陷自动检测、AI辅助设计新型超硬材料结构。这一研发范式的变革，有望将新材料研发周期缩短30%-50%，成为“十五五”期间提升行业技术竞争力的重要抓手。
高端市场由Element Six（元素六）、住友电工、ILJIN等国际巨头主导，其掌握MPCVD单晶、高纯度cBN及纳米孪晶等尖端技术，在半导体、航空航天、量子等高端应用领域占据垄断地位，并构筑了深厚的专利壁垒。
这些企业多与下游高端客户深度绑定，具备先发认证优势。中低端及工业级市场由中国企业主导，河南已成为全球超硬材料生产中心，代表企业包括黄河旋风、中兵红箭（中南钻石）、力量钻石、四方达、沃尔德等，形成完整的产业集群。
重点企业布局：差异化赛道抢占高端市场
中兵红箭（000519）主营业务包括特种装备、超硬材料、专用车及汽车零部件三大业务板块。超硬材料业务主要包括人造金刚石、培育钻石、立方氮化硼等产品，产品远销欧美、东南亚等40多个国家和地区，工业金刚石和立方氮化硼产销量、综合竞争实力、技术能力均居全球第一。
2025年超硬材料业务实现收入16.16亿元。旗下中南钻石为全球最大超硬材料供应商之一，是世界最大的超硬材料科研生产基地、全国制造业单项冠军，不仅是行业标准的主要制定者，还是国内超硬材料行业技术创新的领军者。
超硬材料板块正围绕“工业、消费和功能性应用”三大领域，加快工艺技术创新和产线高端化、智能化、绿色化升级改造。同时，公司正积极布局半导体级散热材料赛道，加大在多晶金刚石热沉领域的研发投入。
黄河旋风（600172）是国内超硬材料行业产品种类最齐全的企业之一，主要经营的产品涵盖超硬材料及制品、超硬复合材料及制品等，主要包括工业金刚石、培育钻石、砂轮、刀具、钻头、锯片等。
公司在金刚石合成、培育钻石等领域拥有国际领先核心技术，通过技术突破将钻石培育周期从传统的21天缩短至3天，大幅提升了生产效率。公司将半导体散热赛道作为战略转型的核心方向。2026年2月，国内首条8英寸金刚石热沉片生产线正式投产。
按照规划，黄河旋风拟3年内配置300台MPCVD设备，实现年产15万片大尺寸金刚石热沉片，目标将半导体散热业务打造为第一大主业。2025年上半年实现营业收入6.99亿元。
力量钻石（301071）是一家专业从事超硬材料研发、生产、销售和培育钻石新服务、新供给的全产业链企业，2021年9月在深交所创业板上市，是我国超硬材料行业龙头企业之一。公司已形成培育钻石、金刚石单晶、微粉三大核心品类。
公司持续推进金刚石散热片、功能性金刚石等前沿产品量产，优先保障半导体、国防科工等高端领域功能材料供应。拟将原计划用于培育钻石扩产的募集资金变更投入“金刚石功能材料生产研发建设项目”，聚焦散热材料、光学材料、声学振膜等高端领域。多家国内知名半导体企业积极与公司对接金刚石散热产品。
四方达（300179）主营聚晶金刚石及其相关制品的研发、生产和销售，是国内规模大、技术实力强的复合超硬材料生产厂商，是国内能批量生产及销售超大直径切削用聚晶金刚石复合片的企业。公司以精密金刚石工具及CVD金刚石为新的业务增长点。公司拥有自主知识产权的MPCVD合成及加工设备技术和CVD金刚石生长工艺技术。
公司2025年营收增长主要系CVD金刚石等新业务板块贡献增量。金刚石散热片已通过海外客户测试，进入小批量供货阶段，正加快推进沙雅年产2.5万片CVD金刚石散热基地建设。
国机精工（002046）在轴承和磨料磨具两大行业开展业务，业务覆盖“新材料、基础零部件、机床工具、高端装备、供应链管理与服务”五大板块，特种轴承及超硬材料磨具业务是公司利润主要来源。公司成立于1981年，是行业内成立最早的企业之一。
超硬材料磨具业务是公司目前利润的主要来源之一，2024年超硬材料磨具业务收入5.8亿元左右，下游应用涵盖半导体、汽车、制冷、LED、工模具等领域，其中用于半导体领域的产品近几年增长较为显著。公司自2023年开始在散热和光学窗口实现部分收入，2025年超过1000万元。公司已形成覆盖金刚石单晶、金刚石多晶和金刚石铜复合材料的产品矩阵。
沃尔德（688028）主营业务为超高精密、高精密刀具及超硬材料制品的研发、生产和销售，产品主要应用于消费电子、汽车、航空航天和半导体精密加工等领域。公司超硬刀具业务持续强化核心地位，2025年实现收入5.72亿元，占总营收比重提升至75.85%。
公司设立了金刚石半导体应用项目部，围绕硅/碳化硅基金刚石衬底、多晶/单晶金刚石衬底、金刚石铜/铝复合材料三大产品研发方向，专注GPU、高功率器件、射频器件、激光器等领域的应用研究。2025年，公司金刚石业务进入关键拐点。
惠丰钻石（920725）是一家专注于金刚石微粉研发、生产和销售的企业，2025年上半年超硬材料行业延续结构性调整趋势，公司微粉产品价格经历调整后下半年趋于企稳。
发展趋势：向高端化与多元化迈进
目前人造金刚石已突破传统磨削加工领域的范畴，开始向消费领域（培育钻石）和功能性金刚石材料方向扩展。2025年，人造金刚石行业完成周期出清与格局重构，CVD技术确立主导地位，行业向高端化、高附加值、规模化全面迈进。在工业端，随着制造业的转型升级和基础设施建设投资的增加，对高品质人造金刚石的需求不断增长。
特别是金刚石散热应用不断获得下游客户认可，随半导体产业持续迭代，芯片的散热压力将持续提升，而金刚石具备高热导率以及高带隙，具备广阔发展前景。
根据《十四五原材料工业发展规划》和《新材料产业发展指南》，我国提出要推动高端超硬材料国产化，支持构建金刚石、氮化硼等材料产业集群，至2030年实现自主可控、规模生产、高端应用和绿色制造四大目标。
展望未来，竞争将进一步向技术壁垒集中，掌握大尺寸、低缺陷MPCVD制备技术的企业将引领市场。超硬材料行业整体向高端国产化、应用多元化、生产绿色化迈进，技术与应用双轮驱动，人造金刚石将成为新材料领域核心增长赛道，全面赋能电子信息、先进制造、国防科技等关键领域。
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