超硬材料聚晶金刚石及复合片行业分析报告精编.docx

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超硬材料聚晶金刚石及复合片行业分析报告精编

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2016年3月

一、行业主管部门、监管体制、主要法律法规及政策6

1、行业主管部门及管理体制6

2、行业主要法律法规及政策6

（1）行业相关政策法规7

（2）下游能源领域相关政策法规8

二、行业概况9

1、行业基本概念9

2、行业发展历程11

3、行业特点及发展趋势12

（1）复合超硬材料产业市场需求潜力巨大12

（2）油气钻头用PDC的性能及稳定性在钻探用复合片中要求最高13

（3）从事油气钻头用PDC领域企业的下游应用空间不断增大14

（4）行业下游客户具有较高的黏性和稳定性14

（5）我国PDC产品具有较高的性价比优势15

（6）PDC产业在全球正逐步实现产业转移16

4、行业竞争格局16

三、行业进入壁垒17

1、技术壁垒17

2、客户壁垒18

3、规模壁垒19

四、行业市场发展概况20

1、我国超硬材料行业市场概况20

2、复合超硬材料行业市场概况20

3、聚晶金刚石复合片行业市场概况21

五、行业发展前景及机遇22

1、石油天然气领域23

（1）油气钻头用PDC市场规模23

（2）影响行业发展的主要因素24

①油气开采及消费规模持续增长24

②钻井及钻机数不断增加，钻探深度不断提高27

③PDC钻头成为油气用主流钻头29

2、页岩气领域30

3、煤田矿山领域31

4、机械加工领域32

（1）刀具用复合片32

（2）其他33

六、行业利润水平的变动趋势及原因33

七、行业技术水平和特点、周期性、季节性和区域性特征34

1、行业技术水平和特点34

（1）工艺技术34

（2）材料配方35

2、行业经营模式36

3、行业区域性36

4、行业周期性、季节性37

八、行业上下游的关系37

1、与上游关系38

（1）单晶金刚石38

（2）硬质合金38

2、与下游关系40

九、行业主要企业简况40

1、国外企业40

（1）美国合成（USSynthetic）40

（2）元素六41

（3）Megadiamond41

2、国内企业41

（1）郑州新亚超硬复合材料有限公司41

（2）河南四方达超硬材料股份有限公司41

十、影响行业发展的因素42

1、有利因素42

（1）国家产业政策推动聚晶金刚石制品行业繁荣发展42

（2）国内上游产业为本行业的快速发展创造有利条件43

（3）油气用聚晶金刚石复合片下游行业需求旺盛43

（4）国际产业转移为本行业及整个超硬材料行业均创造了更好的发展空间45

2、不利因素46

（1）与国际先进厂商仍然存在一定技术差距47

（2）全球经济尚未完全复苏48

一、行业主管部门、监管体制、主要法律法规及政策

1、行业主管部门及管理体制

聚晶金刚石及复合片属于超硬材料行业。

我国超硬材料行业的行政主管部门是国家发改委，其职责主要是负责行业发展规划的研究、产业政策的制定，指导行业结构调整、行业体制改革、技术进步和技术改造等工作。

对超硬材料行业进行实际管理和协调的机构是中国机床工具工业协会超硬材料分会。

中国机床工具工业协会超硬材料分会是由我国超硬材料及其制品行业的工业企业、科研、设计单位、高等院校及其他与超硬材料及制品密切相关的企业自愿参加的全国性的行业组织。

它是不以盈利为目的，不受地区、部门、隶属关系和所有制限制的经民政部批准设立的社会团体，其具体业务归中国机床工具工业协会领导。

目前，复合超硬材料及制品行业的市场化程度很高，政府部门和行业协会仅负责宏观管理和政策指导，企业的生产运营和具体业务管理基本以市场化方式进行。

2、行业主要法律法规及政策

聚晶金刚石作为新型、高技术含量的复合超硬材料，是我国新材料产业的重要组成部分，大力发展聚晶金刚石制品等高精密超硬材料是我国实现经济结构战略性调整，加快培育和发展高端装备制造、新能源和新能源汽车等战略性新兴产业的基础保障，是实施国民经济和国防建设重大工程的重要基础，国家已先后颁布了多项政策法规来支持和推动该行业的发展。

由于聚晶金刚石复合片是油气、矿山钻头的重要部件，国家出台颁布的关于能源开发的多项政策法规也为本行业的发展提供了充足的推动力。

（1）行业相关政策法规

2006年2月，国务院发布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》，提出要重点研究开发满足国民经济基础产业发展需求的高性能复合材料及大型、超大型复合结构部件的制备技术，高性能工程塑料，轻质高强金属和无机非金属结构材料，高纯材料，稀土材料，石油化工、精细化工及催化、分离材料，轻纺材料及应用技术，具有环保和健康功能的绿色材料。

2011年6月，国家发改委、科技部、工信部、商务部、知识产权局联合发布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2011年度）》中，将新型超硬材料及设备作为新材料产业的重要部分，列为优先发展的高技术产业。

2011年7月，国家科学技术部发布的《国家“十二五”科学技术发展规划》中提出要大力发展新型功能与智能材料、先进结构与复合材料、纳米材料、新型电子功能材料、高温合金材料等关键基础材料。

实施高性能纤维及复合材料、先进稀土材料等科技产业化工程。

掌握新材料的设计、制备加工、高效利用、安全服役、低成本循环再利用等关键技术，提高关键材料的供给能力，抢占新材料应用技术和高端制造制高点。

2011年12月，国家发改委、商务部发布了《外商投资产业指导目录（2011年修订）》，将超硬晶体、超硬复合材料等高新技术有色金属材料以及钻探用高性能金刚石钻头的生产均列入鼓励外商投资产业目录。

2012年1月，国家工信部发布了《新材料产业“十二五”发展规划》，指出材料工业是国民经济的基础产业，新材料是材料工业发展的先导，是重要的战略性新兴产业。

规划中提出要巩固人造金刚石和立方氮化硼超硬材料、激光晶体和非线性晶体等人工晶体技术优势，大力发展功能性超硬材料和大尺寸高功率光电晶体材料及制品；将直径＞46mmPCD高品级复合片以及满足高效精密加工需求的切、削、磨、钻、研、抛等工具及耐磨、散热、透光、抗辐射等功能性器件的高效精密超硬材料制品列为重点鼓励发展的产品；同时对于与超硬材料相关产业链产品和装备也列入重点发展内容，如将超硬材料用大型压机列为重点鼓励发展的新型无机非金属材料关键装备，将黄色透明、杂质含量少、高硬度、高耐磨、高热导率金刚石单晶列为重点鼓励发展的产品。

2012年7月，国务院印发了《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》，提出要大力发展新型功能材料、先进结构材料和复合材料，同时积极发展高纯石墨、人工晶体、超硬材料及制品；加快突破新材料先进加工制造技术和装备，推进高性能复合材料、先进结构材料、新型功能材料开发和产业化；到2020年，力争使新能源、新材料、新能源汽车产业成为国民经济先导产业。

（2）下游能源领域相关政策法规

2010年10月，中共十七届中央委员会第五次全会批准了《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》，提出要加大石油、天然气资源勘探开发力度，稳定国内石油产量，促进天然气产量快速增长，推进煤层气、页岩气等非常规油气资源开发利用。

2012年9月，国务院发布了《全国海洋经济发展“十二五”规划》，提出要加大海洋油气勘探力度，稳步推进近海油气资源开发，加强勘探开发全过程监管和风险控制。

提高渤海、东海、珠江口、北部湾、莺歌海、琼东南等海域现有油气田采收率，加大专属经济区和大陆架油气勘探开发力度。

依靠技术进步加快深水区勘探开发步伐，提高深远海油气产量。

到2015年，争取实现新增海上石油探明储量10亿—12亿吨，新增海上天然气探明储量4000亿—5000亿立方米；海上油气产量达到6000万吨油当量。

2013年1月，国务院印发了《能源发展“十二五”规划》，指出要加快常规油气勘探开发，按照稳定东部、加快西部、发展南方、开拓海域的原则，围绕新油气田规模高效开发和老油气田采收率提高两条主线，鼓励低品位资源开发，推进原油增储稳产、天然气快速发展；强调加快海上油气资源勘探开发，坚持储近用远原则，重点提高深水资源勘探开发能力；到2015年，新增石油探明地质储量65亿吨以上，产量稳定在2亿吨左右；新增常规天然气探明地质储量35万亿立方米，产量超过1300亿立方米；将石油对外依存度控制在61％以内。

二、行业概况

1、行业基本概念

超硬材料是指硬度可与金刚石相比拟的材料，目前使用的超硬材料主要是金刚石与立方氮化硼。

超硬材料行业包括单晶超硬材料行业（单晶金刚石/立方氮化硼材料）和复合（聚晶）超硬材料行业，而复合超硬材料主要是指以金刚石和立方氮化硼等单晶超硬材料为主要原料，添加金属或非金属粘结剂通过超高压高温烧结工艺制成的聚晶复合材料，其广泛应用于机械、冶金、地质、石油、煤炭、石材、木材、建筑、汽车、家电、电子信息、航天航空、国防军工等领域。

与传统硬质合金相比，复合超硬材料在硬度、摩擦系数、加工精度与使用寿命方面具有明显优势；与单晶超硬材料相比，复合超硬材料晶粒呈无序排列，因此其不仅具有单晶超硬材料所固有的卓越性能，还具有在不同晶面上的强度、硬度、耐磨性有较高一致性的各向同性优点以及在生产制造中的一些优良特性，其对于技术水平和加工工艺精度等方面也具有更高的要求。

复合超硬材料主要包括聚晶金刚石（PCD）、聚晶立方氮化硼（PCBN）及复合片。

聚晶金刚石和聚晶金刚石复合片及制品，是超硬材料中技术含量较高、工艺加工水平要求较高的产品之一，其中聚晶金刚石复合片（polycrystallinediamondcompact，PDC）是一种新型的复合超硬材料，是通过将金刚石微粉与硬质合金基体在高温高压下烧结而成，既具有聚晶金刚石的高硬度、高耐磨性与导热性，又具有硬质合金的强度与抗冲击韧性，是石油钻头、天然气钻头、煤田矿山钻头、高端机床加工切削刀具等工具的核心部件，广泛应用于石油、天然气、页岩气、地质、煤田的开采钻探及非铁金属及合金、硬质合金、石墨、塑料、橡胶、陶瓷和木材等材料的切削加工等多个领域。

2、行业发展历程

复合超硬材料中聚晶金刚石的特性类似于天然“卡布纳多”（Carbonado）金刚石，这种金刚石具有很高的硬度、强度和耐磨性，在自然界中较为稀少。

从上世纪60年代起美国与苏联的科学家就尝试人工合成“卡布纳多”，1966年DeBeers的Blainley等人提出用亲和性金属为结合剂研制金刚石聚结体，1971年GE公司发明了由硬质合金支撑的聚晶金刚石复合片并于1972-1973年正式用于商品化生产，成为材料科学领域具有划时代意义的发明。

GE公司研制发明的聚晶金刚石复合片起初应用于机械加工刀具，1976年GE公司正式向市场提供专用于石油、天然气的PDC系列产品——Stratapax钻井钻头用PDC；1983年，美国合成公司（USSynthetic）进入PDC市场，并重点在钻井市场试验与推销其产品，经过卓有成效的研发工作，其PDC钻头的钻井效果显著提升，从而使PDC钻头在石油、天然气钻井中得到广泛应用，美国合成公司也于1997年成为了用于PDC钻头领域的领头企业。

我国于1987年成功研制PDC并逐步进入钻井市场，此后我国超硬材料企业对PDC的制造技术作了持续不断的改进，使PDC的性能有了长足的进步。

1985年我国四川石油管理局与美国克里斯坦森（EastmanChristensen）公司合资建立了川石—克里斯坦森金刚石钻头公司，1994年新疆石油管理局与Halliburton的SecurityDBS公司合资建立了新疆—帝陛艾斯