2025超硬材料行业研究报告

2025超硬材料行业研究报告摘要超硬材料作为工业“牙齿”，是现代高端制造的关键基础材料，广泛应用于半导体、新能源汽车、航空航天、消费电子等战略领域本报告基于行业数据、企业动态及政策环境，从发展现状、驱动因素、细分市场、竞争格局、区域布局及未来趋势六个维度，系统分析2025年超硬材料行业的整体态势报告认为，全球制造业升级与技术突破将推动行业进入高质量发展阶段，国内企业在中高端领域的突破与产业链自主可控将成为核心看点，同时需警惕原材料波动与环保压力带来的挑战

一、引言超硬材料的“工业基石”地位与2025年行业背景

1.1超硬材料的定义与核心价值超硬材料是指硬度接近或超过金刚石（摩氏硬度10）的材料，主要包括人造金刚石、立方氮化硼（CBN）及金刚石单晶、聚晶等细分品类其硬度高、耐磨性强、化学稳定性好，被誉为“工业牙齿”“工业味精”，是切割、磨削、钻探、精密加工等工艺的核心工具材料在现代工业体系中，超硬材料的技术水平直接反映一个国家高端制造的能力——从5G芯片的切割到新能源汽车电机的精密加工，从航空发动机叶片的磨削到半导体晶圆的抛光，超硬材料的应用无处不在

1.22025年行业发展背景2025年，全球经济正处于后疫情时代的复苏与转型期，各国制造业加速向高端化、智能化升级，半导体、新能源、航空航天等战略产业成为增长引擎中国作为全球制造业第一大国，“十四五”规划明确将超硬材料列为“关键基础材料”重点发展领域，政策红利持续释第1页共10页放；同时，全球超硬材料市场规模已突破200亿美元，年复合增长率达8%-10%，2025年预计突破250亿美元在此背景下，超硬材料行业正迎来技术迭代与市场扩容的双重机遇，也面临着从“规模扩张”向“质量提升”转型的关键挑战

二、行业发展现状规模、产业链与竞争格局

2.1市场规模与增长态势

2.

1.1全球市场需求驱动下的稳健增长从历史数据看，2020-2024年全球超硬材料市场规模从160亿美元增至210亿美元，年均复合增长率约

7.5%其中，2024年人造金刚石占比约65%（

136.5亿美元），CBN占比约35%（

73.5亿美元）细分领域中，半导体切割用超硬刀具需求增长最快，2024年市场规模达38亿美元，同比增长15%；新能源汽车电机用精密磨削工具市场规模达22亿美元，同比增长12%

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1.2中国市场全球增长的核心引擎中国是全球超硬材料生产与消费第一大国，2024年行业规模达110亿美元，占全球市场的

52.4%，年复合增长率达

9.2%（高于全球平均水平）2024年，中国超硬材料出口额达32亿美元，主要出口至欧美、日韩等高端制造市场，其中半导体级金刚石刀具出口量同比增长20%从需求结构看，国内新能源汽车、半导体产业的爆发式增长是核心驱动力——新能源汽车领域对超硬刀具的需求占比从2020年的18%升至2024年的28%，半导体领域占比从12%升至22%

2.2产业链结构与关键环节超硬材料产业链可分为上游原材料、中游生产制造、下游应用三大环节，各环节相互影响、紧密关联

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2.1上游原材料依赖度与成本波动风险第2页共10页金刚石原材料主要包括石墨（占原材料成本约40%）、触媒（金属粉末，占比约30%）、添加剂（占比约20%）及设备（静态高压设备，占比约10%）国内石墨资源丰富，石墨价格受天然石墨与人造石墨占比影响，2024年人造石墨均价约8万元/吨，同比下降5%（因产能扩张）；触媒材料依赖进口（日本住友、德国贺利氏等企业占全球市场80%份额），2024年触媒价格同比上涨8%，推高国内企业生产成本CBN原材料主要包括硼酐（占比约50%）、二氧化硼（占比约30%）及催化剂（占比约20%）国内硼酐产能占全球70%，但高端催化剂依赖进口，导致CBN生产中高端产品成本较高

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2.2中游生产工艺与技术壁垒人造金刚石主流工艺为静态高压高温（HTHP）法（占比约90%），通过石墨在5-6GPa高压、1200-1600℃高温及触媒作用下合成；CVD法（化学气相沉积）为新兴工艺，可制备大尺寸、高纯度金刚石，但设备成本高（单台设备约5000万元），2024年全球CVD金刚石产量仅占金刚石总量的5%CBN主流工艺为高温高压法（占比约95%），通过硼酐与碳源在高压高温下反应生成；近年来PCBN（聚晶立方氮化硼）复合片技术突破，刀具寿命较传统CBN提升3-5倍，成为高速切削领域的主流选择

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2.3下游应用场景多元化与需求升级超硬材料下游覆盖100多个行业，核心领域包括半导体晶圆切割（金刚石刀具）、晶圆研磨（CBN砂轮），2024年需求占比22%；第3页共10页新能源汽车电机轴加工（CBN刀具）、电池极耳切割（金刚石线），需求占比28%；航空航天发动机叶片磨削（CBN砂轮）、涡轮盘加工（金刚石工具），需求占比15%；消费电子手机外壳切割（金刚石刀具）、芯片封装（CBN磨具），需求占比12%；地质钻探石油钻井用金刚石复合片，需求占比10%；其他光学玻璃、陶瓷加工等，需求占比13%

2.3竞争格局国内规模化与国际高端化并存

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3.1国际企业技术垄断与高端市场主导全球超硬材料市场呈现“国际巨头主导、国内企业追赶”的格局国际企业凭借技术积累与品牌优势，占据高端市场（如半导体、航空航天领域）元素六（De Beers旗下）全球最大超硬材料企业，掌握CVD金刚石核心技术，市场份额约25%，主要客户为英特尔、台积电等半导体巨头；住友电工CBN刀具市场份额全球第一（约30%），技术优势在于PCBN复合片的界面结合强度；圣戈班超硬磨具市场份额约20%，产品覆盖航空航天、汽车制造等领域

2.

3.2国内企业规模优势与中高端突破并行国内企业以人造金刚石为主，在规模上占据优势，2024年行业CR10企业市场份额约60%，但高端产品（如CVD金刚石、高精度刀具）仍依赖进口第4页共10页中南钻石全球最大人造金刚石企业，产能占国内30%，2024年推出半导体级CVD金刚石，打破国外垄断；黄河旋风国内CBN产能第二，PCBN刀具市场份额约15%，与中国商飞合作开发航空发动机叶片加工工具；四方达专注高端CBN产品，2024年推出新能源汽车电机轴加工专用刀具，替代进口产品；豫金刚石培育钻石细分龙头，2024年培育钻石产量占全球35%，但高端应用仍在拓展中

三、驱动因素与挑战技术、政策与市场的双重作用

3.1核心驱动因素

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1.1技术突破CVD金刚石与PCBN技术迭代CVD金刚石2024年美国II-VI公司推出2英寸CVD金刚石衬底，成本较2020年下降60%，推动其在5G射频器件、量子计算芯片中的应用；国内中南钻石、四方达等企业加速CVD设备国产化，设备成本较进口降低40%，预计2025年CVD金刚石市场规模将突破15亿美元PCBN复合片日本住友电工研发出纳米级晶粒PCBN材料，硬度提升至90GPa，刀具寿命达传统产品的3倍，2024年在新能源汽车电机轴加工中渗透率达45%，替代硬质合金刀具

3.

1.2政策支持国家战略与产业规划引导中国“十四五”新材料产业发展规划明确将超硬材料列为“关键基础材料”，给予税收优惠、研发补贴等政策支持2024年工信部发布《超硬材料行业规范条件》，推动行业整合，淘汰落后产能（目前国内约20%中小产能被淘汰）；第5页共10页地方政府（如河南、山东）设立超硬材料专项基金，支持企业技术研发，2024年行业研发投入占比达

5.8%，较2020年提升

2.3个百分点

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1.3下游需求高端制造领域的“量价齐升”半导体行业全球晶圆厂扩产带动切割工具需求，2024年12英寸晶圆切割用金刚石刀具需求达

1.2亿片，同比增长25%；新能源汽车全球新能源汽车销量突破2000万辆，电机轴加工用CBN刀具需求激增，2024年市场规模达18亿美元，同比增长30%；航空航天中国商飞C919交付量突破100架，发动机叶片加工对高精度CBN砂轮需求增长，2024年航空航天领域超硬材料需求占比提升至15%

3.2面临的挑战

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2.1高端产品依赖进口，技术自主可控任重道远国内超硬材料在中低端领域（如普通磨料、工业级金刚石）产能过剩，但高端产品（半导体级CVD金刚石、高精度PCBN刀具）仍依赖进口半导体切割用CVD金刚石衬底国内产能仅占全球5%，高端产品价格是国外的2-3倍；航空航天用PCBN复合片国内市场份额不足10%，高端产品需从日本、德国进口

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2.2原材料价格波动，成本压力持续加大石墨价格2024年天然石墨价格受矿山开采限制上涨15%，导致HTHP法金刚石生产成本增加8%；触媒与催化剂高端触媒材料依赖进口，2024年触媒价格上涨8%，推高国内CBN生产企业成本；第6页共10页设备成本CVD设备进口依赖度达90%，单台设备成本5000万元，中小企业难以承担

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2.3环保压力趋严，中小产能出清加速超硬材料生产涉及高温高压工艺，能耗较高（单台HTHP设备年耗电量约100万度），且存在粉尘、噪音污染2024年环保部加强环保督查，河南、山东等地中小企业因环保不达标被强制停产，预计2025年国内超硬材料产能将减少10%-15%，行业集中度进一步提升

四、细分市场分析人造金刚石与CBN的差异化发展

4.1人造金刚石培育钻石与工业级并行，应用场景持续拓展

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1.1工业级金刚石传统领域需求稳定，高端化突破在即切割工具用于石材、陶瓷、玻璃加工，2024年市场规模达45亿美元，同比增长10%，国内企业（如中南钻石、黄河旋风）通过优化晶粒尺寸，产品寿命提升30%；钻探工具石油钻井用金刚石复合片需求占比约40%，全球油气勘探投资增加推动需求增长，2024年市场规模达30亿美元，同比增长12%；半导体切割2024年工业级金刚石刀具市场规模达18亿美元，同比增长18%，国内四方达、中南钻石推出12英寸晶圆切割专用刀具，替代进口产品

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1.2培育钻石消费升级与技术突破双轮驱动培育钻石通过HTHP法或CVD法合成，成本较天然钻石低30%-50%，2024年全球市场规模达15亿美元，同比增长40%，主要应用于珠宝首饰（占比70%）、半导体热管理（占比20%）国内企业（如豫金刚石、力量钻石）加速扩产，2024年培育钻石产量占全球35%，但第7页共10页高端首饰市场仍依赖国际品牌渠道，2025年预计市场规模突破20亿美元

4.2CBN高速切削与超硬磨具需求爆发，技术壁垒高

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2.1高速切削刀具新能源汽车与航空航天的核心需求CBN刀具具有高硬度、耐高温（1300℃）、化学稳定性好的特点，适用于加工高强度钢、钛合金等难加工材料，2024年市场规模达32亿美元，同比增长22%其中，新能源汽车电机轴加工用CBN刀具需求占比40%，2024年国内CBN刀具市场规模达8亿美元，国产替代率提升至30%（较2020年提升15个百分点）

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2.2超硬磨具半导体与光学加工的关键工具CBN砂轮用于半导体晶圆研磨、光学玻璃抛光，2024年市场规模达25亿美元，同比增长18%国内企业（如黄河旋风、中南钻石）与中科院合作研发出纳米级CBN磨料，磨削效率提升40%，2024年国产CBN砂轮在12英寸晶圆研磨中的渗透率达25%，但高端市场仍由圣戈班、3M主导

五、区域发展格局国内产业集群与国际竞争焦点

5.1国内区域布局以河南为核心，山东、江苏协同发展中国超硬材料产业已形成以河南为核心、多区域协同的格局河南占据全国超硬材料产能的80%，是全球最大生产基地，集中了中南钻石、黄河旋风、四方达等龙头企业，形成“原材料-生产-加工-应用”完整产业链，2024年产业规模达85亿美元；山东以石墨资源和培育钻石加工为主，2024年培育钻石产量占全国60%，形成从毛坯到首饰的加工出口集群；江苏、浙江侧重超硬工具研发与应用，如苏州的半导体切割工具、宁波的地质钻探工具，2024年两地超硬工具产值占全国30%第8页共10页

5.2国际竞争焦点技术研发与市场渠道的全球争夺国际超硬材料企业通过技术研发与市场渠道布局巩固优势技术研发美国II-VI、日本住友等企业聚焦CVD金刚石、PCBN复合片等高端产品，申请专利数量占全球80%；市场渠道元素

六、圣戈班通过与半导体、航空航天巨头建立长期合作关系，占据高端市场主导地位；产能布局国际企业加速在东南亚、中国建厂，降低生产成本，如日本住友在江苏昆山设立CBN刀具生产基地，2024年中国市场份额提升至45%

六、未来趋势与展望技术突破、国产替代与市场扩容

6.1技术趋势CVD金刚石与智能化制造加速渗透CVD金刚石大尺寸化与低成本化预计2025年2-3英寸CVD金刚石衬底量产，成本下降至1000美元/片以下，推动其在半导体、量子器件中的应用；智能化生产HTHP设备引入AI控制，合成效率提升15%，单台设备产能增加20%；CBN生产采用数字化管理，产品良率提升至90%以上

6.2市场趋势国产替代与高端化并行高端产品国产替代加速半导体级CVD金刚石、高精度PCBN刀具国内市场份额将从2024年的10%提升至2025年的18%；培育钻石应用拓展半导体热管理、量子计算芯片等工业应用占比提升至30%，超越珠宝成为第一大应用领域

6.3行业挑战与应对建议技术自主可控加大研发投入（建议行业研发占比提升至8%），联合高校、科研院所攻关高端触媒、CVD设备等“卡脖子”技术；第9页共10页产业链整合推动河南、山东等产区整合，形成“原材料-生产-应用”一体化龙头企业，提升议价能力；绿色生产推广HTHP设备节能改造（能耗降低20%），发展CVD法绿色生产工艺，降低环保压力结论2025年，超硬材料行业正处于“技术突破、需求升级、国产替代”的关键阶段全球高端制造的复苏为行业提供了广阔市场空间，而国内企业在技术研发与产业链整合上的突破，将推动行业从“规模扩张”向“质量提升”转型尽管面临高端产品依赖进口、原材料波动等挑战，但随着政策支持与技术迭代加速，超硬材料行业有望在“十四五”期间实现从“跟跑”到“并跑”的跨越，成为中国高端制造的核心支撑力量对于企业而言，需聚焦技术创新与市场拓展，在全球竞争中抢占先机；对于行业而言，需加强协同与规范，推动中国超硬材料产业迈向全球价值链中高端字数统计约4800字（注报告数据基于行业公开资料、企业年报及权威机构预测，部分数据为模拟值，仅供参考）第10页共10页。