力量钻石成立于 2010 年,是专注于人造金刚石产品研制、生产和销售的高新技 术企业,基本的产品包括金刚石单晶、金刚石微粉和培育钻石三大产品体系。与老 牌金刚石生产商相比,企业成立时间较晚,得益于持续的研发技术、丰富的经验 积累,公司逐步从行业的追随者成长为领导者。 公司的发展历史可分为初创期、创新发展期、巩固提升期三大阶段,主要营业产品范 围持续扩大、产品质量持续提升。2021 年,公司收入达到 4.98 亿元,稳居超硬 材料行业前四。
初创阶段(2010-2012):主要是通过外购石墨芯柱来进行合成、提纯和分选 等加工工序,2012 年底六面顶压机装机量仅 58 台,产能规模较小;
创新发展阶段(2013-2016):实现自产石墨芯柱、掌握大单晶合成技术, 市场知名度提升后客户数量和订单需求明显增加。
巩固提升阶段(2017-今):实现量产培育钻石毛坯,上市募资扩增产能, 2021 年底公司六面顶压机装机量已达 600 台左右。
公司主业仅含超硬材料及制品,下游应用领域较为集中。公司产品中,培育钻石 大多数都用在制作各类钻石饰品及其他时尚消费品,按产品颜色可分为白钻和黄钻; 金刚石单晶和金刚石微粉产品大多数都用在制作锯、切、磨、钻等各类超硬材料制品和工具,其终端应用领域广泛覆盖建材石材、勘探采掘、机械加工、清洁能源、 消费电子、半导体等行业。
基本的产品高度协同,生产设备一致。公司主要产品培育钻石、金刚石单晶均使用 高温高压法(HTHP)合成工艺,核心设备为六面顶压机,产能可根据自身的需求切换。 其中,金刚石单晶的合成方法具体为静压触媒法,即在金刚石热力学稳定前提下, 在恒定的超高压高温和触媒参与的条件下合成金刚石单晶。培育钻石的合成方法 具体为温差晶种法,即处于高温区的碳源经金属触媒向处于低温区的晶种表面输 送并不断沉积长大成为金刚石晶粒。二者合成原理和方法有所差异,但其生产工 艺流程基本相同。
公司培育钻石、金刚石单晶生产中,主要原材料为石墨粉、金属触媒粉、顶锤、 叶腊石等,通过外部采购原材料加工为复合块用来生产。上游供应商最重要的包含郑 州三磨所/辽宁营口鑫源(六面顶压机)、尚太科技(石墨粉)等,下游厂商主要 包括河南晶拓(国内最大培育钻贸易商)、泉州众志(金刚石刀具)等。 公司金刚石微粉以金刚石单晶为原料,通过气流破碎机制备而成,工艺原理简单, 单台设备价值仅 20 余万元。公司自产金刚石单晶可保障微粉生产,原料自给率 超 50%。公司目前有4台气流破碎机,年产能约 5 亿克拉,主要下游厂商包括 美畅新材/恒星科技/岱勒新材(金刚石线锯)等。
股权相对集中,员工持股平台保障核心团队利益。公司控制股权的人为邵增明,实控 人为李爱真和邵增明母子,二人直接持有公司 56.39%股权,并通过员工持股平 台商丘汇力控制公司 2.94%股权,合计控制公司 59.33%股权。公司通过员工持 股平台绑定核心团队,首席技术官张存升、销售总监周智华、首席财务官兼董秘童越、 生产总监贺凌云均持有商丘汇力股权。
三大主业高增,业绩大幅度增长。2021 年,公司实现营业收入 4.98 亿元,同比增 长 104%;实现归母净利润 2.40 亿元,同比增长 228%。分业务来看,培育钻 石、金刚石微粉、金刚石单晶贡献收入 1.97、1.56、1.37 亿元,占当期收入的 40%、31%、28%。受益于高毛利产品培育钻石占比大幅度的提高,及金刚石单晶、 微粉市场供不应求下价格持续上涨,公司业绩迅速增加。 2022Q1,公司预计实现归母净利润 0.93-1.03 亿元,同比增长 127.89%- 152.40%,环比增长 18.49%-31.23%,主要营业产品产销两旺。
高毛利产品培育钻占比提升,盈利能力大幅度的提高。2021 年,公司实现毛利润 3.19 亿元,同比增长 199%;综合毛利率为 64%,同比+20.5pct。分业务看,培育 钻石、金刚石微粉、金刚石单晶业务分别贡献毛利 1.60、0.78、0.80 亿元,毛 利率分别为 64%、50%、58%,同比+14.6pct、+9.7pct、+18.5pct。 报告期内,公司培育钻石产品良率和生产效率持续提升,大克拉毛坯(3ct 以上) 占比大幅度提高,产品结构性涨价且综合成本下降,毛利率持续新高。2021 年以 来,金刚石单晶、微粉产品供应存在缺口,下游需求稳中有升,价格持续上涨带动毛 利率提升。
经营管理稳健,期间费用率保持稳定。2021 年,公司期间费用率为 10%,较 2020 年略有下降,处于较低水平,其中销售费用率、管理费用率、财务费用率 分别为 1.1%、8.4%、0.5%。得益于公司优秀的经营管理能力,2021 年公司净 利率为 48%,同比+18.3pct。
IPO 募资使用完毕,定增加码产能。公司 IPO 实际募集资金净额 2.74 亿元,全 部用于“宝晶新材料工业金刚石及合成钻石智能化工厂建设项目”,该项目已于 2019 年 9 月开工建设,计划 3 年内新增 320 台六面顶压机。截至 2021 年末, 公司 IPO 募集资金已使用完毕。
3 月 25 日,公司发布了重要的公告拟向不超过 35 名特定对象发行不超过 1207.44 万股, 募资总额不超过 40 亿元。拟用于“商丘力量钻石科技中心及培育钻石智能工厂建 设项目(21.91 亿元)”、“力量二期金刚石和培育钻石智能化工厂建设项目(15.99 亿元)”、“补充流动资金(2.10 亿元)”。项目建设期为 3 年,其中主要生产设 备投资约 30 亿元,整体计划购置 1800 台六面顶压机,其中 1500 台用于培育 钻石新产能建设。此外,本次项目中公司拟用 1.39 亿元建设研发中心,产量良 率、生产效率有望持续提升,助力业绩增长。
金刚石性能优异,下游应用广泛。金刚石是世界上最坚硬的、成份最简单的宝石, 它是由碳元素组成的、具有立方结构的天然晶体。自然界中的天然钻石是由地表 以下约100英里深处碳单质形成的,压力为4.5-6.0Gpa、温度为1100-1500℃。 近代以来科学家通过实验室模拟金刚石生长环境,生产出人造金刚石,并通过改 良技术培育出钻石。
金刚石作为强折射、高色散的宝石品种,由其打磨而成的钻石在奢侈珠宝中占据 一席之地;同时具备高强度、高灵敏、高透光、高功率、高热传导率和高电子迁 移等热、光、电、声和化学性能优势,被大范围的应用于建材石材、勘探采掘、机械 加工、清洁能源、消费电子、半导体等领域。人造金刚石被大范围的应用于工业生产里,而培育钻石作为钻石消费领域的新兴选择,大多数都用在制作各类钻石饰品及其 他时尚消费品。
技术突破培育宝石级金刚石,中国占据优势地位。自然界中金刚石储量稀少,且 集中于南非、俄罗斯等地。近代工业发展对金刚石需求大增,西方率先在人工合 成领域取得进展。我国人造金刚石以高温高压法为主,1960s 打破国外垄断,成 功合成人造金刚石并研制合成设备六面顶压机。目前河南地区已形成了全球最 完整的金刚石产业链,涵盖“六面顶压机供应/原材料生产—人造金刚石合成—单 晶筛选分级/钻石打磨加工”所有的环节,当地有超过 200 家超硬材料及制品生产 企业。
工业金刚石:2000 年开始,我国成为全世界最大人造金刚石生产国,2019 年 产量达到 142 亿克拉,占全球总产量的 90%以上。
培育钻石:2015 年前后,豫金刚石在宝石级金刚石领域取得突破,可生产 1-3 克拉毛坯。2018 年,中南钻石、黄河旋风先后突破 3-6 克拉毛坯技 术,并开始批量化生产,意味着我国在培育钻石生产领域达到世界领先水平。 2020 年,我国培育钻石毛坯产量约 300 万克拉,占全球供应的 40%+。(报告来源:未来智库)
中国、印度、美国分别为培育钻石生产、加工、消费第一大市场。全球相当数量 的培育钻石也经历了“中国→印度→美国”的流动过程。2020 年,中国生产了 全球 40%+培育钻石,其中 70-80%最终流向美国市场;印度打磨了全球 90% 的钻石;美国则消费了全球 80%的培育钻石,其中 30-40%可追溯至中国。
培育钻石产业链毛利率呈现典型的“微笑曲线”。上游钻石毛坯生产商存在生产 技术优势,毛利率普遍在 60%左右;中游贸易加工商等因门槛较低,毛利率仅 10-20%;下游零售商享受品牌溢价,毛利率普遍为 60-70%。
目前仅高温高压法(HPHT)和化学气相沉积法(CVD)两类技术路线可商业化 生产培育钻石毛坯。HPHT 法和 CVD 法采用完全不同的合成原理和合成技术, 生产出的产品类型和产品特点也各不相同,HPHT 法在白钻生产中更有优势, CVD 法则更适于大克拉、高净度毛坯生产。2020 年,全球培育钻石毛坯产量 700 万克拉中,HPHT 法和 CVD 法分别为 320、380 万克拉。
HPHT 法:合成原理是石墨粉在超高温、高压条件及金属触媒粉催化作用下 发生相变生长出钻石晶体,合成速度快、单次产量高。中国 2020 年 HPHT 法毛坯产量约 280 万克拉,几乎垄断全球 HPHT 法生产,主要生产企业包 括中兵红箭、黄河旋风、力量钻石、郑州华晶四家,CR4 市占率约 80%。
CVD 法:合成原理是含碳气体(CH4)和氢气混合物在超高温、低压条件 下被激发分解出活性碳原子,经过控制沉积生长条件促使活性碳原子在基体 上沉积交互生长成钻石晶体。CVD 合成培育钻石呈板状,颜色不易控制、 培育周期长、成本比较高,但纯净度高,较适宜 5ct 以上培育钻石合成。国外 以 CVD 法生产为主,2020 年印度、美国 CVD 法毛坯产能分别为 150、 100 万克拉。
河南“982”工程等重点项目相继出台,厂商加码培育钻石产能。头部企业中兵 红箭、黄河旋风、力量钻石等经验技术丰富,主导培育钻石扩产。目前在建的重 点项目投资额合计超 140 亿元,建设期普遍在 2-4 年,预计可新增毛坯产能 1000 万克拉左右。
我们预计 2025 年培育钻石产量将达到 3818 万克拉。仅考虑产量规模,培育钻 石在钻石生产端渗透率达到 23%,年复合增速为 41%。核心假设如下:
河南地区目前重点在建项目预计可新增毛坯产能 1000 万克拉左右,建设期 2-4 年。考虑后续全国扩产,预计到 2025 年中国 HPHT 法产能净增长 1200 万克拉。
印度人力成本低廉,包揽全球 90%钻石加工业务。钻石打磨加工厂商集中在印 度苏拉特,当地约 70 万人从事钻石加工业,包揽了全球近 90%的钻石加工业 务。在巴西和非洲发现钻石之前,印度一直是钻石的主产区,当地打磨加工历史 悠久、行业竞争门槛较低、劳动力成本低廉,大型加工厂和传统家庭作坊并存, 打磨量占比极高但切工相对落后。
据钻石观察数据,相比天然钻石,培育钻石能让中游赚到更多的钱,苏拉特地区 已有 10%的钻石工厂加工培育钻石产品。据 GJEPC 数据,2019 年底培育钻石 进出口数据已明显增长,受疫情影响短暂下滑后恢复高增速。2022 年 2 月, 印度培育钻石毛坯进口额为 1.55 亿美元,同比增长 85.01%;培育钻石裸钻出 口额为 1.26 亿美元,同比增长 113.55%;培育钻石进口端渗透率为 6.99%, 同比+1.58pct;出口端渗透率为 5.98%,同比+2.72pct。
全球钻石消费以美国为主,占比超 50%。2020 年,全球裸钻市场规模约 230 亿 美元,其中美国、中国、印度、日本市场分别为 120、30、20、10 亿美元。2018- 2020 年,美国市场裸钻消费量在全球占比分别为 46%、48%、51%,预计全 球钻石消费较长时间内均以美国为主。美国市场消费者钻石消费量大,带动培育 钻石需求。据 MVEye 统计 2020 年,共有 80%的美国消费者了解过培育钻石, 并有 8%的消费者购买过培育钻石首饰。
老牌珠宝商破局,叠加疫情推动,培育钻石渗透率快速提升。自宝石级培育钻石 开始步入消费市场后,美国市场渗透率长期不足 1%。伴随老牌珠宝商 De Beers 等开始涉足这一新兴领域,加大市场宣传力度,消费者认知提升带动渗透率增长。 2021 年,我们预计全球培育钻石饰品市场销售额约 35 亿美元。据 Bain 统计数 据,美国市场占据了培育钻石 80%的销售量,我们预计 2021 年美国市场规模 约 28 亿美元,培育钻石渗透率约 7%。主要天然钻石产地南非、澳大利亚等国 受疫情影响,2020 年产量一下子就下降,培育钻石在此背景下获得广泛关注。疫情 后经济稳步的增长疲弱影响消费者信心,其对超高的性价比的培育钻石饰品消费意愿增强。
高性价比构筑核心优势:培育白钻价格仅是天然钻的 1/4。随着培育钻石产能不 断扩张及技术进步,培育钻石和天然钻石之间的价格差异稳步扩大,以 1 克拉成 品裸钻(圆钻、VS、G 色)为例,2016-2021 年价格差异从 10-15%扩大到75%甚至更高。截至 2021Q3,天然钻石裸钻价格约为 6000 美元/克拉,培育 钻石裸钻价格约为 1800 美元/克拉。以时尚类钻石首饰为主的 Pandora “Brilliance”系列,定价仅 600 美元/克拉。 自然界中红色、蓝色、绿色都是极为罕见的钻石颜色,价格高昂。实验室培育技 术解决了彩钻的稀少问题,为年轻群体提供了极具性价比的选择。1 克拉天然蓝 钻的价格在 10-30 万元不等;品级较高的蓝色培育钻石,1 克拉的价格也仅为 2-4 万元。
2021 年以来,天然钻供需错配导致价格持续上移,价差扩大有助于培育钻渗透 率走高。据 IDEX(国际钻石交易买卖平台)数据,2021 年 1 月 1 日-2022 年 4 月 1 日,成品钻价格总指数累计上涨 26.82%。需求端,欧美疫情稳定后,下游需 求快速反弹,同时通胀预期下钻石在资产配置中的重要性明显提高;供给端,生 产仍受限制叠加部分矿区衰竭关停,存在一定缺口。 目前培育钻石尚无行业统一报价,价格锚定天然钻石价格,根据一定折扣比例进 行销售。天然钻石价格大大上涨,与培育钻价格差异扩大,城市中产有望加速转 向培育钻消费,培育钻渗透率提升创造空间。
金刚石行业供应集中,全球生产看河南。我国在 1963 年成功研制出第一颗人造 金刚石,经过 50 多年的发展,形成了完整的产业体系。从 2000 年开始,我国 成为全球最大人造金刚石生产国,2010 年产量即突破 100 亿克拉。2019 年, 我国金刚石单晶产量为 142 亿克拉,占全球总产量的 90%以上。 金刚石单晶领域,河南产量占全国的 80%,其中中南钻石、黄河旋风、郑州华 晶、力量钻石占据全国近 70%的市场份额;金刚石微粉领域,2019 年全国产量 约 25.3 亿克拉,其中商丘柘城微粉产业集群占据国内微粉市场的 80%。
较长时间内,金刚石单晶下游需求平稳,国内产能供应充足,价格稳定在 0.3 元 /克拉左右。2017-2018 年价格明显上涨,主要原因为光伏硅片切割技术替代导 致线锯用微粉市场供不应求,销售价格、市场需求均大幅增加,金刚石单晶作为 生产金刚石微粉的原材料,其市场价格亦随之上涨。2019 年后,金刚石微粉市 场供求关系逐步恢复平衡、市场价格有所回落,金刚石单晶的价格也随之下降。 2021 年以来,需求高增叠加供应不足,导致工业金刚石价格总体涨幅达到 50%, 部分产品涨幅超 70%。受培育钻石市场需求火爆影响,许多公司将产能逐渐向 培育钻石倾斜,导致工业金刚石产能下降,无法满足市场需求,同时光伏、电子 等下游需求高增,导致价格大面积上涨。
下游市场需求高增,价格有望维持在高位。金刚石单晶和金刚石微粉产品具有超 硬、耐磨、抗腐蚀等优良性能,属于高效、高精、半永久性、环保型先进无机非 金属材料,是生产用于对高硬脆、难加工材料来锯、切、磨、钻等加工工具的 核心耗材,终端应用领域广泛覆盖建材石材、勘探采掘、机械加工、清洁能源、 消费电子、半导体等行业。 近年来,光伏、消费电子等行业加快速度进行发展,对金刚石微粉需求大增,同时拉动其 原料金刚石单晶的需求。光伏领域,2017 年金刚石线锯切割技术全面取代碳化 硅砂浆切割技术大范围的应用于光伏单晶硅、多晶硅材料切割领域,金刚石线需求量 提升拉动微粉需求;消费电子领域,金刚石微粉及制品可为电子玻璃等提供高质 量的精密表面处理,为微粉创造广阔的市场空间。
与其他头部公司相比,公司存量压机较少,增速最快。2012 年末,公司六面顶 压机装机量仅为 58 台。2022 年一季度末,公司六面顶压机装机量已达到 700 台左右,其中 60%以上用于培育钻石生产。依据公司定增预案规划,未来 3 年 公司将新增六面顶压机超 1800 台,装机量达到 2500 台以上,年均投产 600 台 以上,年复合增速接近 40%。
与同行相比,公司在合成设备先进性和生产效率方面具备显著优势。六面顶压机 大型化工艺不断突破,目前行业内已可生产 φ1000 型超大腔室压机。φ650 型 号主要在 2016 年前后投入到正常的使用中,目前行业龙头中南钻石、黄河旋风、郑州华晶 均以该型号压机为主。公司近年快速扩产,恰逢行业更新换代,以 φ700 及以上 型号压机为主。截至 2020 年末,公司已装机投产 φ700 及以上型号压机占比 91%,而行业内 φ700 及以上型号压机占比平均为 19%。
大腔室压机在单次产量及产品良率均有大幅度的提高。从金刚石单晶生产来看,同等条件下φ650、φ700、φ800 型压机合成高品级金刚石单晶单次产量平均为 200ct、 280-320ct、320-360ct;从培育钻石生产来看,单台φ650、φ700-φ800、 φ850-φ1000 型压机单月产值分别为 4-8、8-10、≥13 万元。从盈利能力来 看,2021 年力量钻石超硬材料业务毛利率明显高于同行,达到 60%以上。
公司与三磨所、辽宁营口鑫源等厂商长期合作,可稳定获得其压机供应。2022 年,三磨所大部分压机产能已被公司锁定,将陆续交付。三磨所六面顶压机产能 约 200-300 台/年,产品涵盖 φ650-φ1000,采用锻造法工艺。目前行业内六 面顶压机仍以铸造法工艺为主,同等条件下,锻造铰链梁的刚性和强度远高于铸 造铰链梁,可极大地提高压机的可靠性,延长压机的常规使用的寿命,具有制造缺陷少、 强度高、加工精度高、常规使用的寿命长等显著优点,是传统铸造铰链梁六面顶压机的 更新换代产品,更加有助于六面顶压机的大型化发展。公司后续可定制三磨所 φ850 以上大腔室压机,逐步提升生产效率。
公司加大研发投入,掌握多项核心技术。2021 年,公司研发投入达 2655 万元, 研发费用率达 5.3%。通过自主研发,公司已逐步掌握了包括原材料配方技术、 新型密封传压介质制造技术、大腔体合成系列技术、高品级培育钻石合成技术、 金刚石微粉制备技术等在内的人造金刚石生产五大核心支撑技术,形成了相对完 备的核心技术体系。
培育钻石产品良率、大克拉占比持续提升,销售均价大面积上涨。2019 年开始, 公司 3 克拉以上毛坯逐步开始量产,在销售中的占比达到 9%。2021Q1,公司 生产中 3 克拉以上毛坯占比明显提升,白色钻石一等品的比例达到 70%以上, D/E/F 色钻石的比例达到 95%以上。由于 3 克拉以上毛坯可切割为 1 克拉左右 裸钻,价值大幅度的提高,21Q1 公司毛坯销售均价提升至 657.08 元/克拉,同比增 长 141%。
公司大颗粒高品级培育钻石合成技术已取得授权发明专利 2 项、实用新型专利 13 项,由公司主持完成的“宝石级无色钻石合成方法”研发项目被河南省科学技 术厅确认为科学技术成果。通过配方改进、结构优化、配合先进的生长控制技术 和行业智能化大腔体合成设备,在大幅度提升钻石生长速度的同时,进一步提升 宝石级钻石粒度、质量,通过多层技术逐步的提升产量。培育钻石成本主要受制造 费用影响,得益于自制石墨芯柱及员工单人控制压机数增多,生产中材料成本及 人力成本呈下降趋势。(报告来源:未来智库)
公司主要营业产品培育钻石、金刚石单晶、金刚石微粉具备强协同性。培育钻石及金 刚石单晶均使用六面顶压机进行生产,公司可根据下游需求变化,更改合成芯柱 配方、切换合成工艺来调整培育钻石和金刚石产能比例,保障公司利润最大化。 金刚石微粉以金刚石单晶为原料,经气流破碎制得。2021 年,公司金刚石微粉 出售的收益达 1.55 亿元,在光伏行业市场占有率保持第一。公司自产金刚石单晶 可保障 50%以上微粉生产需求。此外,中南钻石自公司金刚石微粉业务投产以 来,一直是公司第一大供应商,与公司成立了稳定的合作伙伴关系,保证了公司金刚 石单晶的长期稳定供应。2018-2020 公司分别向中南钻石采购金刚石单晶 1.31、 1.60、2.28 亿克拉。后续待公司定增募投项目投产后,公司将新增 300 台压机 用于金刚石单晶生产,可逐步提升微粉原料自给率。
培育钻石:公司 2021 年六面顶压机月均 20-30 台,不考虑定增项目下, 公司 2022 年装机速度有所提升,预计公司 2022-2024 年月均新增装机 30 台以上,培育钻石生产实际使用压机平均为 530/890/1250 台。培育钻石行 业高景气,吸引行业内厂商扩产,定价可能波动,考虑公司持续加大研发投 入,大克拉产品占比提升,预计销售均价将稳定在 670 元/克拉,毛利率维 持在 80%。
金刚石单晶:不考虑定增项目下,预计公司用于金刚石单晶生产的压机保持 在 250 台左右。2022 年,供需缺口下单晶价格将维持在高位,后续行业内 新建项目投产,供给压力缓和后毛利率略有下滑,预计 2022-2024 年毛利 率分别为 60%/57%/54%。
金刚石微粉:公司在光伏领域市占率第一,但行业供应较为分散,随着厂商 增多价格预计下滑。公司可自产原料金刚石单晶,自给率提升后盈利能力将 维持在高位,预计 2022-2024 年毛利率维持在 50%。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)