上游科考室 | 全球已知最大人造钻石中国造背后：有望提升GPU3倍算力

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（来源：上游新闻）

据大象新闻报道，在第十五届中国河南国际投资贸易洽谈会的展台中央，一颗重达156.47克拉的人工培育钻石原石引发关注。无独有偶，据中国证券报21日报道，当日培育钻石板块走强，惠丰钻石、四方达、英诺激光等个股大涨。据了解，此前，培育钻石板块也曾有过大涨行情，当时的催化因素主要来自消费市场。这一次，培育钻石板块大涨，催化因素则是来自工业市场。什么是培育钻石？培育钻石可以应用在哪些领域？有何前景？我国在培育钻石领域处在什么地位？上游新闻进行了了解。

什么是培育钻石？

据科普中国介绍，金刚石是一种由纯碳组成的矿物，也是自然界中最坚硬的物质。自18世纪证实了金刚石是由纯碳组成的以后，人们就开始了对人造金刚石的研究，只是在20世纪50年代通过高压研究和高压实验技术的进展，才获得真正的成功和迅速的发展。

培育钻石（也称合成钻石、人造钻石——编者），即品质达到宝石级的人工合成金刚石，其与天然钻石有着相同的物理特性。

与天然钻石的“自然孕育”不同，人工培育钻石则是从实验室里“培育”出来。据黄河旋风钻石事业部技术总工李建华介绍，目前人工培育钻石主要通过高温高压法（HPHT）与化学气相沉积法（MPCVD）两种制造方法培育而成。其中，高温高压法是较为传统的钻石合成方法之一。以高纯度的石墨为主要原料，和催化剂等材料组装成合成块，随后将合成块放入六面顶压机中，紧接着再调整温度和压力，在高温高压条件下，石墨的碳原子结构重新排列，形成钻石晶体。

2025年8月13日，位于河南省长葛市的黄河旋风股份有限公司金刚石合成车间。新华网

按照加工工艺流程，培育钻石的产业链可以分为上游培育钻石毛坯制造、中游加工打磨、下游终端零售三大环节。

分析人士表示，培育钻石产业的需求主要来自消费市场和工业市场。

据新京报报道，凭借外观物理特性几乎与天然钻石无异、价格低廉的优势，培育钻石饰品在近日举行的2025北京国际珠宝展上备受关注。据了解，随着国内产能的不断扩大，现在培育钻石价格比5年前便宜了约50%-80%，消费者花五六千元就能买到成色不错的克拉钻戒。一些商机嗅觉敏锐的轻奢配饰品牌如潘多拉、施华洛世奇纷纷发力抢占培育钻石赛道，潮宏基、豫园珠宝、中国黄金等传统珠宝企业也已开始“试水”。在业内人士看来，培育钻石对天然钻石市场的冲击还将持续，未来珠宝首饰行业或将进一步两极分化。

培育钻石展品。新华社

此外，各大品牌商正尝试将培育钻石融入一些跨行业的时尚单品，如太阳镜、鞋类，以及其他可穿戴产品，同时也将其应用于室内装饰和生活方式产品中。

而在工业市场方面，随着半导体、量子计算、光学、航空航天等高科技领域对培育钻石需求的增长，非珠宝用途的培育钻石产量占比预计将有所提升。

培育钻石可以应用在哪些工业领域？

10月16日，河南省力量钻石股份有限公司在第十五届中国河南国际投资贸易洽谈会上，宣布通过高温高压法培育出156.47克拉钻石原石。经国际宝石研究院（IGI）鉴定，该钻石为全球已知最大人工培育钻石单晶，刷新2022年MeylorGlobal公司150.42克拉的世界纪录。“这标志着我们的大颗粒单晶技术跻身全球领先行列，未来将拓展更多应用场景，钻石功能化应用时代即将到来。”力量钻石项目部主任陈亚男表示。

重达156.47克拉的人工培育钻石原石。力量钻石

证券日报介绍，金刚石大单晶主要用于制作金刚石钻头、刀具、修整器等工具，多用于有色金属、光学平面镜、芯片晶圆等的超精密加工及磨床砂轮修整等。

同时，金刚石本身也是一种半导体材料。

目前，半导体材料已然发展到第四代。资料显示，第四代半导体材料是指具有超宽禁带宽度的半导体材料，能够承受高电压、高温、高辐射等恶劣环境。

金刚石禁带宽度约为5.5eV，是第四代材料中性能最高的，被视为“终极半导体材料”，具备优异导热性能，是硅的13倍，碳化硅的4倍，铜和银的4到5倍，适用于高频高功率高温电子器件。

在高功率场景中，“散热” 与 “耐压” 是两大核心痛点 —— 传统硅器件在高电压、大电流下易发热失控，而碳化硅虽有提升，仍无法满足下一代高功率设备的需求。金刚石半导体的超高热导率与优异击穿场强，恰好成为解决这一痛点的关键。

金刚石半成品。中国珠宝玉石首饰行业协会培育钻石分会

据中国证券报介绍，钻石散热方案在高效能电子产品应用上潜力广阔，未来每台电脑、汽车和手机都有望用上钻石材料。半导体领域，“钻石冷却”技术可让GPU、CPU计算能力提升3倍，温度降低60%，能耗降低40%，为数据中心节省数百万美元的冷却成本。

此外，在量子计算方面，金刚石中的色心，尤其是NV中心，因其独特的量子特性，可以作为量子比特（qubits），在量子计算中用于执行运算。其次金刚石的色心具有极高的量子操控精度，这对于构建高性能量子计算机至关重要。金刚石中的量子比特还可以在室温下操作，这与许多其他量子计算平台需要极低温环境形成对比，有助于降低量子计算系统的复杂性和成本。

我国在培育钻石领域处在什么地位？

据新华社报道，近年来，培育钻石行业备受关注。据市场研究公司财富商业洞察（Fortune Business Insights）数据显示，全球培育钻石市场规模预计将从2024年的258.9亿美元增长至2032年的744.5亿美元。

中国的培育钻石市场也展现出强劲的发展势头。据中国珠宝玉石首饰行业协会发布的《2024年中国珠宝行业发展报告》，2024年我国培育钻石毛坯进出口总额为12296万美元，同比增长82.11%；培育钻石成品进出口总额为19460万美元，同比增长78.09%。

21日上午，培育钻石板块走强，惠丰钻石、四方达、英诺激光等个股大涨。同花顺

公开数据显示，我国金刚石单晶产量占全球总产量的95%左右，稳居世界第一，而河南人造金刚石的产量占到全国80%。在培育钻石领域，中国的产能约占全球培育钻石总产能的50%，其中又有八成属于“河南造”。

与此同时也有多位业内人士提醒，行业发展面临的挑战不容忽视。

“一是产业结构不合理，高端高附加值产品主要依靠进口；二是引领产业前沿技术发展方向的功能金刚石与国外存在较大差距。”河南省超硬材料协会秘书长李志宏表示。

中国地质大学（北京）副教授、中国地质大学（北京）郑州研究院常务副院长、未来培育钻石（河南）有限公司总经理佘丁顺则认为，需要直面的挑战源于原材料市场需求的增速放缓与原材料产能飞速增长之间的矛盾，整个行业产能周期性过剩效应已经凸显。近年来，我国金刚石材料产品的进口单价是出口单价的4~10倍，也是金刚石产品中游加工环节薄弱的表现，开发应用市场高端产品的能力急需提升。

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