CVD金剛石是利用化學氣相沉積（CVD）工藝制造的一種人造金剛石。目前全球的人造金剛石主要有化學氣相沉積（CVD）和高溫高壓（HTHP）兩種工藝，其中HTHP是最為主要的生產工藝。

    化學氣相沉積（CVD）金剛石和高溫高壓（HTHP）金剛石。其中HTHP法制備的金剛石含有雜質，品質較低，主要作為刀具的開發。而CVD法能夠制備純度較高、尺寸較大的金剛石顆粒和金剛石膜，具有更高的利用價值，同時隨著技術的進步，可以工業化生產的尺寸也顯著擴大，應用價值持續提升，應用領域也進一步拓展。目前CVD金剛石已經被廣泛應用電子器件、珠寶首飾、激光器、導彈、航天等等領域。

    自上世紀80年代初開始的CVD人造金剛石技術研究幾乎涉及材料研究和應用的各個方面（材料制備、加工、性能、檢測、應用等），伴隨著CVD人造金剛石技術的進步，CVD人造金剛石的應用領域也越來越寬廣，生產企業也越來越多。全球范圍內美國、日本、歐洲等是CVD人造金剛石研究起步最早的國家和地區。其中，美國研究機構和企業的側重點是工業化沉積技術和工具領域；日本側重的是電子行業；歐洲側重的是工業化沉積技術、精密工具、傳感器等。目前，全球CVD人造金剛石生產企業也主要分布在美國、日本和歐洲等國家和地區，代表性企業有元素六、賽歐金剛石技術公司等。

全球主要CVD人造金剛石生產企業

資料來源：智研咨詢整理

    從技術工藝來看，目前，CVD 單晶金剛石的主要制備方法包括微波等離子體CVD 法（MPCVD）、直流等離子體CVD 法、熱絲CVD 法（HFCVD）、燃燒火焰CVD 法（CFCVD）等。

CVD 制備單晶金剛石的主要方法對比

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    微波等離子體CVD法可以制備面積大、均勻性好、純度高、結晶形態好的高質量金剛石薄膜，特別適合在各種曲面（異形表面）上涂復金剛石薄膜，能制備各種不同需要的金剛石薄膜制品。并且可以原位實施基體與金剛石薄膜之間的中間層的多種不同處理工藝，適用性強。設備的使用操作簡便，設備本身沒有易損易耗件，能長期穩定運行，生產的重復性好。設備的能耗低，運行成本也低。因此微波等離子體CVD法是當前世界上研究和制備金剛石薄膜的主流方法。特別是對正在研究開發電子器件級高純和可控制摻雜的異質外延金剛石薄膜，微波等離子體CVD技術是唯一能達到相應嚴格工藝要求的制備方法。所以國際學術界公認“微波等離子體CVD法是穩定生長純的均勻的高質量金剛石膜的最有前途的技術”。

    近20年來，我國開發了大部分世界上現有CVD生長技術，其開發最好熱絲CVD金剛石設備技術，現階段生長工藝技術基本成熟，已經開始小規模產業化生產，有批量產品進入國內外市場，技術國際上也屬領先水平。在MPCVD領域，中國的技術相對落后。

    從原理上來說，MPCVD法制備的金剛石純度最高，質量是最好的，高質量的大面積金剛石厚膜制作成為窗口材料能夠應用于軍事、航空領域，作為導彈頭罩、光學紅外窗口等，能提高導彈的精確性和對惡劣環境的抵抗性。由于其較高的軍事應用價值，因此高功率的微波設備是限制進入中國市場的，在很大程度上阻礙了國內MPCVD工藝的發展。

    而近幾年來，我國的CVD金剛石行業投入的資源也主要集中在利用MPCVD工藝生產光學膜等領域，并取得了較好的成績，打破了國外企業的壟斷，寶石級和大尺寸厚膜CVD金剛石產品生產量逐漸增長，整體產量保持較為迅速的增長。2014年我國CVD金剛石產量僅為34.52萬克拉，2019年達到了95.78萬克拉。

2014-2019年中國CVD金剛石產品產量及增速

資料來源：智研咨詢整理

    智研咨詢發布的《2020-2026年中國CVD金剛石產業轉移機會與策略建議分析報告》指出：隨著行業的技術進步，需求的增長，行業的市場規模穩步擴大。近幾年，我國CVD金剛石行業需求量快速在增長，從2014年的31.36萬克拉增長到了2019年的87.05萬克拉。近幾年我國CVD金剛石行業需求量情況如下圖所示：

2014-2019年中國CVD金剛石行業需求量情況

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    2019年我國CVD金剛石行業市場規模9750萬元，同比2018年的7850萬元增長了24.2%，近幾年我國CVD金剛石行業市場規模情況如下圖所示：

2014-2019年中國CVD金剛石行業市場規模及增速

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    分技術工藝來看，熱絲法與直流等離子體法是最為主要的兩種工藝，微波等離子發展較為迅速，其他工藝的增長總體穩定。

2015-2019年我國不同工藝CVD金剛石市場規模統計圖

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    當前美國和歐洲主要生產金剛石膜的公司（如Norton公司、Crystallume公司、Lambda Technologies公司、Element 6公司、Fraunhofer公司、ASTeX公司、Westinghouse電氣公司、IBM公司、Apollo Diamond公司、De Beer鉆石公司等等）都是用微波等離子體CVD方法來制備金剛石薄膜產品的。同時也用微波等離子體CVD生產無色寶石級的大單晶人造鉆石。MPCVD工藝已經成為全球主流的CVD金剛石生產工藝。

    2019年河北省激光研究所直徑5英寸CVD（化學氣相沉積）金剛石窗口制備技術再上新臺階，其產品厚度達到1mm，比之前的0.7mm高出0.3mm。這標志著我國915MHz、75KW的微波CVD金剛石設備基本成熟，實現了比肩國外先進水平的目標。預計未來MPCVD工藝也將成為中國CVD金剛石行業的主流工藝，但需要長時間的發展。

    從國內行業的競爭格局來看，目前，我國工業級CVD金剛石領域已經出現了數十家生產企業，企業生產規模普遍規模較小，產品尺寸涵蓋了3*3*X到10*10*X，產品種類比較豐富，應用領域以切削刀具和半導體為主。

    目前，能夠進行工業級CVD人造金剛石生產的企業有洛陽譽芯金剛石有限公司、河北普萊斯曼金剛石科技有限公司、無錫遠穩烯科技有限公司、天津市寶利欣超硬材料、河北平鉆人造金剛石有限公司、上海交友鉆石涂層有限公司、北京天地東方超硬材料股份有限公司等。其中，寧波晶鉆工業科技有限公司、河北平鉆人造金剛

    石有限公司的生產規模較大，洛陽譽芯金剛石有限公司、洛陽艾美爾金剛石有限公司、無錫遠穩烯科技有限公司也可以進行小批量、定制化生產。
總體而言。近幾年來，隨著中國CVD金剛石行業技術的不斷成熟，市場規模的持續增長以及技術的擴散催生了眾多中小規模的CVD金剛石企業，這些企業產品種類相對單一，產能規模相對較小，但數量眾多，在很大程度上推動了國內CVD金剛石行業產能和產量的增長。從其分布來看，浙江、廣東、江蘇的小規模CVD金剛石生產

    企業數量最多。總體而言，據不完全統計，目前我國的CVD金剛石行業內企業數量規模已經超過了80家，且仍在不斷的增長中。

    從企業的分布來看，行業呈現出較為明顯的區域性分布特點，華北地區是我國CVD金剛石行業最為主要的分布區域，規模較大的企業數量較多，同時中小企業也較為常見，其次是華東、以及華南地區，東北地區近幾年行業增長相對緩慢。目前華北地區已經形成了較為明顯的產業集群，CVD金剛石的功能化發展趨勢更加明顯，而華東地區的產業集群仍有待完善。

    總體而言，由于CVD金剛石具備的優秀性質，使得其應用領域較為寬廣，但在應用方面，由于技術限制目前主要集中在低端領域，行業未來具備較大發展潛力。我國CVD金剛石行業發展較晚，因此在全球市場競爭中不具備優勢，但在國內，經過多年發展已生成部分優秀企業，能夠滿足國內市場需求。且在國內市場中，CVD金剛石的優點尚未被全面開發，因此產量相對較低，行業未來仍具備較大發展潛力。預計未來仍將持續增長，行業的市場規模將會持續擴大。