国机精工深度解析：半导体+军工+培育钻石，三箭齐发

（报告出品方/作者：东北证券，刘军、张晗）

1. 优质研究所资产注入，2020 年迎来利润拐点

1.1. 轴研所&三磨所先后注入，打造国机集团精工产业平台

国机精工业务主体分别源自洛阳轴承研究所（简称轴研所，1958 年成立）、郑州磨 料磨具磨削研究所（简称三磨所，1958 年成立）以及中国机械工业国际合作有限公 司（简称中机合作，1981 年成立）。

轴研所及三磨所两个国家级科研院所先后注入。公司 2005 年 5 月在深交所上市， 证券简称为“轴研科技”，上市公司主体仅包含轴研所部分业务；2008 年轴研所改 制后，包括军品及轴承检测在内的轴研所全部业务注入上市公司；2017 年，三磨所 及中机合作注入上市公司，业务范围扩展至超硬材料磨具磨料领域；2020 年 12 月， 证券简称变更为“国机精工”。截至 2020 年年报，公司控股股东及实际控制人为国 机集团，持有公司 50.05%的股份。

轴承及磨料磨具为主要利润来源。公司轴承业务贡献了 26%的营收和 39%的毛利， 毛利率为35.72%；磨料磨具业务贡献了27%的营收和43%的毛利，毛利率为37.63%； 贸易及工程承包业务毛利率较低，仅为 6.00%。

轴承业务方面，运营主体为子公司轴研所，主要利润来源于特种轴承，以航天轴承 为代表，服务于我国国防军工行业，近几年，随着国防军工事业的发展，公司特种 轴承业务增长明显。此外还有精密机床轴承、机床用电主轴、重型机械用大型（特 大型）轴承（如盾构机轴承及附件、风力发电机偏航和变桨轴承）等产品；联营企 业中浙高铁的轨道交通轴承业务处于培育期，产品尚处研发阶段。

磨料磨具业务方面，运营主体为子公司三磨所，是中国超硬材料行业的开创者、引 领者、推动者。公司产品半导体封装切割砂轮和划片刀向华天科技、长电科技等半 导体封测企业供货，逐步实现进口替代；V-CBN 磨曲轴/凸轮轴砂轮、磨多晶硅和单 晶硅砂轮、磨 LED 砂轮、CNC 工具磨床配砂轮、锻造六面顶压机等面向汽车、芯 片、LED、光伏、培育钻石设备等行业。

三磨所控股子公司新亚公司的金刚石复合片及锥齿等产品主要应用于石油、天然气 地质钻探，是中国重要的高端复合超硬材料供应商。 贸易及工程服务方面，运营主体为中机合作，是我国具有较大影响力的磨料磨具进 出口公司，享有较高声誉。

1.2. 营收稳健增长，2020 年迎来利润拐点

2020 年公司迎来利润拐点。2015 年以来，公司营收稳健增长（2017 年资产重组前 两年数据已追溯调整），2015-2020 年营业收入 CAGR 为 15.37%，2021Q1 营收 6.89 亿元（yoy95.08%）。

利润方面，2020 年公司核心业务取得较好发展，轴承业务以及磨料磨具业务均有明 显增长，半导体和电子行业相关订单增加，砂轮及切削刀具用复合超硬材料大幅增 长，带动整体业绩上升。另一方面，由于子公司阜阳轴研进入破产清算阶段等原因， 公司自 2015 年起每年均大量计提资产减值损失，计提金额占归母净利润的比重在 2020 年有所减少。随着阜阳轴研公开挂牌转让，公司有望减轻历史包袱，叠加核心 业务面临好的发展契机，2020 年归母净利润拐点有望持续。

2021Q3 业绩预告显示归母净利润大幅增长。据公司 2021 年前三季度业绩预告，预 计 2021Q1-3 归属上市公司股东的净利润为 1.66-1.86 亿元（yoy202%-238%）；单 Q3 来看，预计归母净利润 0.4-0.6 亿元（yoy26%-88%）,我们认为这体现了公司利润拐 点的持续性。

净利率开始回升。公司净利率由 2019 年的 2.63%逐步提升到 2020 年的 3.67%和 2021Q1 的 6.53%，回升明显，我们认为主要在于半导体、军工等下游市场需求扩张， 以及公司计提减值的影响逐步减弱。分产品来看，超硬材料及制品始终保持着较高 的毛利率，稳定在 50%左右，贸易类业务毛利率较低，且近年来毛利率逐年走低， 由于其在公司整体营收中占比较高，影响整体毛利率表现。

2021-2023 年现金分红比例不低于当年可分配利润的 40%。公司于 2021 年 4 月 27 日发布《未来三年(2021-2023 年)股东回报规划》，2021-2023 年，每年以现金方式分 配的利润应不低于当年实现的可分配利润的40%，保持公司利润分配政策的连续性、 稳定性和科学性，增强公司现金分红的透明度。

2. 公司半导体晶圆划片刀及研磨砂轮进口替代空间广阔

公司半导体业务依托三磨所超硬材料传统优势业务开展，积淀深厚。子公司三磨所 由科研院所转制而来，深耕超硬材料行业 60 余年，在半导体封测材料领域，公司从 划片刀和减薄砂轮（均为超硬材料的细分品类）做起，拓展到 UV 膜、陶瓷吸盘等 周边产品。整体市场空间来看，半导体封测材料达上百亿，其中划片刀+减薄砂轮就 在 25 亿左右，而三磨所 2020 年营收仅 4.82 亿元（包含六面顶压机及其他超硬材 料），进口替代空间广阔。

受益于旺盛的需求和国产替代浪潮，国内半导体封测企业开启新一轮扩产周期，需 求向晶圆加工产品（划片刀、研磨砂轮等）传导，但该类产品主要由国外企业占据， 日本 DISCO 占据 85%市场，与美国 K&S 及韩国厂商共同掌控高端划片刀，国产替 代空间广阔。公司划片刀实现从 0 到 1 品类突破，成为主流封测厂供应商，我们认 为得益于公司强大的技术积累和国产替代浪潮，公司产品有望进入 1~N 订单放量及 品类扩充期。

2.1. 半导体企业开启新一轮扩产周期

集成电路行业作为全球信息产业的基础，在产业资本的驱动下，已逐渐成为衡量一 个国家或地区综合竞争力的重要标志。

中国大陆正在承接第三次大规模半导体产业转移。2019 年，全球半导体销售额约为 4,090 亿美元，其中中国达到 1,441 亿美元，占比达到 35.2%，为全球最大半导体市 场。随着半导体制造技术和成本的变化，半导体产业正在经历第三次产能转移，行 业需求中心和产能中心逐步向中国大陆转移。

2020 年我国集成电路产业销售额 8848 亿元，增速为全球增速的 2.6 倍。2020 年受 疫情影响全球经济出现了衰退。国际货币基金组织估计，2020 年全球 GDP 增长率 按购买力平价（PPP）计算约下降了 4.4％，但全球半导体市场在居家办公学习、远 程会议等需求驱动下，逆势增长。根据 WSTS 统计，2020 年全球半导体市场销售额 4390 亿美元，同比增长了 6.5%。

中国集成电路产业继续保持快速增长态势，据中国半导体行业协会统计，2020 年中 国集成电路产业销售额为 8848 亿元（yoy17%）,其中设计业销售额为 3778.4 亿元 （yoy23.3%）,制造业销售额为 2560.1 亿元（yoy19.1%），封装测试业销售额 2509.5 亿元（yoy6.8%）。

半导体产业处于景气周期，产能紧张的矛盾依然突出。国内 5G、新能源汽车等新基建市场将会进一步提升渗透 率，带动国内半导体产业在通信及射频器件、消费电子、功率半导体、汽车半导体等方面加速发展。国内半导体 2021 全年预计实现 20%以上增速，整体产业规模有 望超过万亿元。

市场的巨大需求导致半导体供应链和产能紧缺，该矛盾短期内难以解决。目前来看， 半导体产业处于高景气周期，产能供给紧张带来的缺货、涨价情况已遍布行业内很 多环节，从设计到晶圆到封测，都与客户协商调涨价格。半导体产能紧张的局面还 会在相当长的一段时间内延续。

受益于国产替代+需求爆发，国内半导体封测公司经营情况持续向好。随着 5G 通讯 网络、人工智能、汽车电子、智能移动终端、物联网的需求和技术不断发展，市场 需求不断扩大，国产替代持续推进，为国内封装企业提供了良好的发展机会，带动 半导体产业的发展，推动先进封装的需求扩张，成为封装领域新的增长动能。我们 统计了长电科技、通富微电、华天科技、晶方科技等 4 家封测企业营收和利润率情 况，显示国内半导体封测公司经营情况持续向好。

封测厂商资本开支上升，扩充产能。由于市场对于微型化、更强功能、更低功耗及 热电性能改善的产品需求不断提升，半导体封装技术的精密度、复杂度和定制性继 续增强，并导致众多半导体制造商将封装业务外包给专门的封装外包企业。国内半 导体封测企业纷纷加大资本开支，扩充产能，我们统计了长电科技、通富微电、华 天科技、晶方科技等 4 家封测企业资本开支情况，2020 年资本开支总和为 101.29 亿 元，较 2019 年增加 46.28%。

2.2. 切割和研磨是芯片生产的重要工序，划片刀仍将是主流切割方式

在晶圆生产完成之后，需要经过贴膜保护、研磨减薄、划片切割过程，才能实现芯 片单体化，进行粘晶焊线等环节。晶圆减薄及切割划片在晶圆制造中属后道封装， 随着晶圆直径扩大，单位面积上集成的 IC 越来越多，留给分割的划切道也变小。同 时，随着晶圆减薄工艺技术的发展以及叠层封装技术的成熟，芯片的厚度越来越薄， 对晶圆减薄及切割划片性能的要求提高。

研磨减少晶圆厚度，提高集成度。经过前端工艺处理并通过晶圆测试的晶圆将从背 面研磨开始后端处理。首先在正面贴膜（UV 膜），保护正面的电路；随后将晶圆背 面磨薄。半导体芯片越薄，就能堆叠更多芯片，提高集成度。经过背面研磨的晶圆 厚度一般会从 800-700 ㎛减少到 80-70 ㎛。减薄到十分之一的晶圆能堆叠四到六层。

超薄金刚石划片在较长一段时期内仍为主流切割方式。晶圆切割方法主要有机械切 割（划片刀切割）、激光切割。划片刀切割是当前切割晶圆的主力，主要由于：

（1）激光切割不能使用大功率以免产生热影响区（HAZ）破坏芯片;

（2）激光切割设备价格依然很高；

（3）激光切割不能做到一次切透（因为 HAZ 问题），因而第二次切割还是用划片刀 来最终完成。同时激光只适合薄晶圆的划片，晶圆厚度为 100 ㎛以上时，生产率将 大打折扣。

划片刀产生的切削力小，且划切成本低，因此在相当长的一段时间内，仍是半导体 封装工艺中不可缺少的材料之一。

2.3. 国内划片刀和研磨耗材约 20-25 亿市场空间，日本 DISCO 占据 85% 市场，国产替代空间广阔

晶圆划片刀为海外企业占据，日本 DISCO 国内市场占有率为 80%-85%。目前晶圆 划片刀市场主要被日本 Disco、美国 K&S 以及韩国等供应商占领，高端划片刀几乎 被日本 Disco 所垄断，其在国内市场的占有率为 80%-85%。 日本 Disco 在 1978 年开发出世界上第一台全自动切割机 DFD2H/S，在切割刀片（耗 材）方面亦有大量研发成果；1999 年在东京证券交易所上市，现今在中国大陆、中 国台湾、新加坡、美国等地建有分公司。

DISCO 专注“切、削、磨”三大工序。在半导体芯片生产的 400 多种工序中，DISCO 将“切、削、磨”三大工序做到世界领先，产品涉及该领域的设备及耗材（刀片、 砂轮等）。据其 2016 年年报，在晶圆切割设备领域占全球 70%市场空间。

DISCO 来自中国大陆及中国台湾的营收占比接近一半，划片刀等消耗品占比约 28%。 DISCO 主营构成中，精密加工仪器占比 46%，其中切割机为 29%，研磨机为 17%； 消耗品（划片刀、研磨砂轮）贡献了 28%的营业收入。按照地区划分，来自中国大 陆及中国台湾的营收占比 47%，日本本土为 15%，韩国为 13%，亚洲合计占据 86%的收 入来源。

国内划片刀和研磨耗材约 20-25 亿市场空间，且在快速增长。日本 DISCO 公司 2020 财年营收 1828.57 亿日元，按照 2020 年 12 月 31 日汇率计算，为 115.63 亿人民币，

其中 35%为切片机，17%为研削抛光设备，25%为耗材（划片刀、研磨砂轮），耗材 营收约 28.91 亿元。其在晶圆切割设备领域占全球 70%市场空间，若耗材为相同市占率，则全球划片刀+研磨砂轮需求约为 41.3 亿元。

2019 财年中国大陆营收约占其营收的 27%，若按此比例在中国大陆 2020 年耗材相 关营收为 7.81 亿元，其在中国大陆市占率为 80%，则中国大陆晶圆划片刀+砂轮 2020 年的需求量约 10 亿元（2019 年约为 8.43 亿元）。

同时根据上海新阳 2018 年 8 月发布的划片刀可行性报告，作为消耗品，国内划片 刀每年需求量在 600-800 万片，根据产业信息网，一个刀片价格 160 元左右，则 2018 年市场空间在 9.6-12.8 亿元。综合来看，中国大陆 2019 年前后划片刀和研磨耗材约 10-15 亿市场空间。

考虑到晶圆产量在快速扩张，据我们不完全统计，2021 年中国大陆晶圆产量相较 2019 年增加了 65.88%，由于划片刀和研磨砂轮直接对应晶圆的加工，因此需求预 计同比增长，即 2021 年对应市场空间约 20-25 亿元左右。

划片刀及研磨砂轮国产化是半导体产业国产化的重要组成部分。《中国制造 2025》 对于半导体设备国产化提出了明确要求：在 2020 年之前，90~32nm 工艺设备国产 化率达到 50%，实现 90nm 光刻机国产化，封装关键设备国产化率达到 50%。在 2025 年之前，20～14nm 工艺设备国产化率达到 30%，实现浸没式光刻机国产化。到 2030 年，实现 18 英寸工艺设备、EUV 光刻机、封装设备的国产化。作为耗材，晶圆切 割用划片刀及研磨砂轮有望率先实现国产替代。

我国划片刀企业规模普遍不大，国机精工子公司三磨所领先。我国划片刀国内参与 者主要有上海新阳子公司上海特划、三超新材、光力科技、深圳西斯特以及国机精 工的子公司三磨所。总体来看，三磨所研发基础更好，体量最大。

2.4. 公司划片刀实现从 0 到 1 品类突破，进入主流封测厂，有望进入 1~N 订单放量及品类扩充期

三磨所电沉积型半导体封装切划刀具填补国内空白。此前，在封装基板长寿命、高 效率划切领域，电沉积型划片刀全部依赖进口，市场被国外企业长期垄断。同时， 项目产品生产所需关键工装卡具、核心设备等均无成型设备，需自主研发。三磨所 研发团队研发的产品性能达到了国外同类水平，填补国内电沉积型半导体封装切割 用划片刀产品空白，打破了国外企业在封装基板长寿命、高效率划切领域的垄断局 面。

品类突破从 0 到 1，进入日月光、华天科技等封测龙头企业供应链。半导体封测企 业在国内设厂初期，一般采取复制导入原有物料系统及供应商体系做法。三磨所凭 借产品质量、性价比以及优秀及时的售后服务，逐渐进入核心封测企业供应链，扩大自身的市场占有率。三磨所主要对华天科技、长电科技、通富微电、日月光、中 芯国际下属子公司供应半导体封装切割砂轮和划片刀产品，2019 年该类产品实现营 收 6137 万元，毛利率为 60%。截至 2020 年末，公司半导体相关产品累计销售数量 达十余万件。

2021 年上半年，半导体业务的开展主体三磨所实现营收 4.37 亿元（yoy132.45%）， 接近 2020 年全年（4.82 亿）的收入水平，显示三磨所业务呈现高增长状态。

有望进入从 1 到 N 的订单放量及品类扩充期。公司的划片刀和研磨砂轮等产品在前 期经历研发突破打破进口垄断、进入封测龙头企业供应链之后，持续丰富产品种类， 借助先发优势和研发投入构筑竞争壁垒，有望进入订单放量及品类扩充期。

公司在 2020 年拟募投 UV 膜项目，丰富半导体相关产品种类。UV 膜作为一种特种 功能膜，具有较高的初始粘着力，经 UV 光照射后其粘着力急剧降低，主要应用在 半导体行业晶圆、封装件等的研磨、切割工序，以及光电行业玻璃基板等的开槽、 切 割 、 酸 洗 制 程 。 2018/2019/2020H1 公 司 UV 膜 业 务 相 关 收 入 分 别 为 24.11/354.82/298.55 万元。

2.5. 三磨所超硬材料制品亦有较大进口替代空间

三磨所超硬材料制品品类齐全，下游广阔。除半导体晶圆划片刀及研磨砂轮外，三 磨所拥有陶瓷结合剂、树脂结合剂等超硬磨料磨具及行业专用生产、检测仪器设备 等生产线，主要产品包括 V-CBN 磨曲轴/凸轮轴砂轮、磨多晶硅和单晶硅砂轮、磨 LED 砂轮、CNC 工具磨床配砂轮、CMP 用陶瓷载盘、金刚石研磨液、锻造六面顶 压机等产品，主要应用于汽车、芯片产业、LED、光伏、制冷、工具、行业专用设 备等行业。

三磨所处在产业链中游，主要以替代进口产品为主，在市场中具有较强竞争力。三 磨所处在产业链的中游位置，上游主要是金刚石、立方氮化硼等磨料生产行业；行 业内供应商数量较多，产品来源渠道广泛，价格相对稳定。下游应用领域十分广泛， 主要集中在汽车及其零部件行业、电子、制冷、工具、LED 等领域；近年来随着磨 具，特别是超硬磨具应用对象和应用领域不断扩大，下游行业企业的产业升级调整 以及传统加工工具逐步被替代等因素的拉动，高端磨具在上述领域的市场需求呈现 出持续快速增长的态势。

三磨所主要以替代进口产品为主，在市场中具有较强竞争力，目前主要竞争对手包 括德国温特公司、日本则武株式会社、泰国泰利莱集团等进口品牌。

日本则武株式会社超硬材料制品 2019 财年相关营收 586 亿日元（约 38.41 亿元人民 币）。据日本 Noritake 公司的 2019 财年年报，工业机材事业（主要为砂轮等超硬材 料制品）营收约 38.41 亿元人民币。按照地区来划分，日本本土收入占比 61%。显 示高端超硬材料制品有较大的市场需求。

德国温特公司在超硬材料制品行业亦有较强的竞争实力，在 20 世纪 90 年代被圣戈 班收购。圣戈班目前已成为房屋和建筑领域的世界领先者，其设计、生产并销售建 筑材料，为日益增长的新兴国家以及节能和环保方面的需求提供创新解决方案。磨 料磨具业务方面有四大品牌，分别为诺顿、温特、富来维特、卡贝龙。

高端超硬材料制品对国际市场依赖度较大，砂轮类进口额约为 16 亿元人民币（2017 年）。根据中国海关统计的 2017 年超硬行业商品进出口情况，超硬材料出口大于进 口，但超硬材料制品进口额高于出口额，具体到单价来看，砂轮类进价/出价为 26.8 倍，刀具类进价/出价为 20.2 倍，或显示出口以中低端产品为主,进口为高端产品， 意味着进口替代空间巨大。砂轮类进口额约为 16 亿元人民币，考虑到德国温特公 司、日本则武株式会社在国内有分公司，实际由外资企业提供的产品份额更大。

我们认为，三磨所作为我国磨料磨具行业唯一的综合性研究开发部门，依托超硬材 料磨具国家重点实验室等科研机构，其超硬材料制品具备与国际先进水平竞争实力， 且市场空间较大，将充分受益于进口替代进程。

3. 受益航天器研制发射任务增加，特种轴承龙头发展值得期待

随着我国国防支出的持续增长，太空探测的任务需求增加，以及卫星互联网建设加 速，国内航天器研制及发射任务快速扩大。公司的全资子公司轴研所在航天特种轴 承领域居垄断地位，在卫星、运载火箭等航天器上均有应用，将充分受益于航天特 种轴承需求的增长。

3.1. 航天器研制及发射任务快速扩大

国防支出预期继续增长。当前我国国防建设正处于持续建设发展阶段，“十三五”期间 诸多军改措施已落实到位，军队的换装、训练工作在军改完成后得以全面展开。但目前 我国国防建设规模与世界第二大经济体地位仍不匹配，进一步提升国防实力、建设攻防 兼备、高度信息化的国防能力仍是当前乃至未来一段时期内的国防建设的重点。

航天发射次数翻倍增长。我国 2011-2017 年平均每年航天发射次数为 18 次，2018-2020 年平均为 38 次，呈现翻倍 增长。2020 年，中国航天全年共执行 39 次发射任务，发射 89 个航天器，发射航天 器总质量再创新高。

卫星互联网建设加速，2021 年迎来发射高峰。随着 SpaceX 提出星链计划，我国也 加快了卫星互联网的建设进程。2021 年 4 月，中国卫星网络集团有限公司成立，整合星座资源，满足我国构建全球宽带卫星通信网络的重任。

国内以航天科工等为代表的国内企业将大力发展低轨卫星互联，根据公开资料整理， 鸿雁星座、虹云工程等星座计划将于 2021 年进入发射高峰，九天微星、翔云将于 2021 年开始发射，数以千计的卫星将在未来 5 年完成组网。

预计未来 5-10 年中国商业小卫星发射需求超 4000 颗。截至 2019 年末，中国总计在 轨运行卫星约 350 颗，2019 年发射约 80 颗，其中微小卫星发射占比高达 67.5%， 商业卫星公司参与的卫星比重稳步增长。

3.2. 公司在航天轴承居垄断地位，将受益特种轴承需求增长

特种轴承成为制约航天器寿命的重要因素，重要性愈发凸显。尽管我国已经有能力 完成如此高强度密度的发射任务，但航天器造价以及发射费用依旧昂贵，如何延长 航天器的在轨运行寿命成为目前研究的热点。在航天发展早期阶段，对航天器的使 用寿命要求仅为 6~9 个月，而到如今对航天器使用寿命要求一般是 10~30 年。此前 制约寿命的为电子元器件，随着电子设备的快速发展，由轴承润滑不足而导致的轴 承失效（机械失效）成为影响卫星寿命的主要原因之一。

公司航天特种轴承居国内垄断地位。公司生产的航天特种轴承主要有偏置动量轮高 可靠性、长寿命轴承、超低温自润滑火箭发动机轴承、卫星能源系统轴承、宇宙飞 船生命维持系统轴承、陀螺仪高灵敏轴承等，具有结构复杂、性能要求严格以及价 格昂贵等特点，主要用于航天等特殊领域。随着国际形势的发展和我国综合国力的 增强，我国航天等特殊领域的生产任务逐年增加，与之配套的特种轴承的需求量也 随之快速增长。目前我国卫星、运载火箭和神舟飞船上的专用轴承，主要由国机精 工的子公司轴研所提供。

布局商业航天卫星用轴承组件的研制。公司主导产业重点新产品开发项目——商业 航天卫星用轴承组件开发，2020 年度经过技术攻关、生产管理及研制流程优化，已 完成多型号轴承组件的交付验收，产品各项性能指标均满足用户要求。我们认为， 随着商业卫星制造的需求快速增长，公司有望在商业卫星轴承领域持续保持领先地 位，为特种轴承业务带来新的重要增量。

4. 培育钻石加速崛起，公司设备+制造驱动成长

培育钻石与三磨所技术同源，早有储备。生产培育钻石有两个技术路线（高温高压 和化学气相沉积）：高温高压法（HTHP）方面，公司提供生产设备六面顶压机（国 内首家造出六面顶压机）；MPCVD 法方面，公司于 2017 年已募投 MPCVD 法大单 晶金刚石生产线，项目即将正式投产。

4.1. 培育钻石加速崛起，迎来黄金发展期，主要产能在中国

全球钻石珠宝市场规模庞大，消费需求稳步增长；但天然矿石供给减少，多座矿山 将因寿命陆续关停。2018 年全球钻石珠宝销售额达到 760 亿美元，随着全球范围内 90 后、00 后和 10 后消费群体逐渐成长为消费主力，其对钻石珠宝的消费偏好和购 买习惯将推动未来钻石珠宝消费需求的增长。

合成技术不断进步，培育钻石价格更低且独具特色，国际培育钻石消费市场持续升 温。随着人造金刚石合成技术的不断进步，培育钻石在颜色、粒度、净度等方面与 天然钻石别无二致，但同等粒度和品级培育钻石的市场价格仅为天然钻石市场价格 的一半甚至更低；培育钻石还能通过工艺控制合成出自然界中罕见彩钻，因此，培 育钻石相比天然钻石在品质、成本、环保和科技等方面均具有显著优势。

我国钻石消费有较大提升空间，培育钻石在消费领域的渗透率将快速上升。根据人 均 GDP 标准测算，中国正处于消费多元化阶段（人均 GDP4,000-10,000 美元），消 费能力提升带来消费升级趋势将有力推动珠宝首饰行业的发展。随着居民收入增加 和人造钻石饰品市场认可度不断提高，培育钻石的市场需求将不断增加，人造金刚 石在消费领域的渗透率将快速上升。

中国人造金刚石产量稳居全球第一，金刚石单晶产量占世界总产量的 90%以上，并 大量出口。从 2000 年开始，中国一直是全球金刚石单晶生产和消费大国；截至目 前，我国金刚石单晶产量占世界总产量的 90%以上；金刚石单晶的生产技术和产品 品质已达到世界先进水平。

作为全球第一大人造金刚石生产国，我国人造金刚石产品得到越来越多国际客户的 认可，金刚石单晶出口数量整体保持增长态势，2018 年，我国金刚石单晶出口数量 达到 36.85 亿克拉，较 2001 年增长了 24.57 倍。

4.2. 公司六面顶压机为培育钻石合成设备，需求较大

高温高压法（HTHP）是我国人造钻石主流生产方式，生产设备六面顶压机需求较 大。全球人造金刚石行业主要有高温高压法（HTHP）和化学气相沉积法（CVD）两 大类生产方法，二者并非替代，只是侧重不同的终端领域，未来将长期共存。我国主要金刚石单晶生产商如中南钻石、黄河旋风、豫金刚石、力量钻石等均采用高温 高压法，主要的生产设备为六面顶压机，培育钻石需求的高景气对该设备产生较大 需求。

三磨所曾研制出中国第一台六面顶压机。1965 年，由郑州磨料磨具磨削研究所自主 研发的我国第一台人造金刚石合成设备——六面顶压机投产使用，其生产效率较原 来国外研发的两面顶压机提高近 20 倍。中国六面顶压机的卓越表现得到了全球人 造金刚石生产企业的青睐，元素六（Element Six）、日本住友电工、韩国 ILJIN 公司 等国际知名人造金刚石生产企业均陆续购买中国生产的大型六面顶压机替代原有 的两面顶压机。随着自主研发的六面顶压机在国内大规模推广使用，人造金刚石产 品生产效率和产能产量快速提升，我国很快成为金刚石单晶生产第一大国；合成压 机大型化、粉末触媒技术及高温高压合成工艺进一步奠定了我国金刚石单晶合成的 技术优势。美国、日本、德国、韩国等国家在人造金刚石领域的优势则集中于金刚 石制品、金刚石复合材料的研究开发和应用。

公司六面顶锻造压机寿命更长，售价更高。三磨所目前推出的六面顶压机为锻造压 机，相对于铸造六面顶压机，锻造压机寿命更长。根据力量钻石的采购数据，公司 的六面顶锻造压机平均售价在 90 万元/台以上，较其他厂商的六面顶压机售价更高。

关联交易预示公司 2021 年锻造六面顶压机业务会有大幅增长。2020 年，公司六面 顶压机业务收入在 1 个亿左右。据公司关联交易公告，2021 年预计关联交易总金额 不超过 4 亿元，2020 年实际发生总金额 1.67 亿元，以此计算增幅约为 139.52%，增 幅较大的主要原因是三磨所的锻造六面顶压机业务预计 2021 年会有较大增长，由 此拉动，从二重（德阳）重型装备有限公司采购的锻造压机部件也会大幅增长。

4.3. 高功率 MPCVD 法大单晶金刚石项目将投产，面向培育钻石赛道

CVD 法培育钻石杂质更少，国外技术相对成熟。HTHP 法所得到的单晶金刚石，正 常情况下均含有一定数量的氮，因此呈现出黄色或淡黄色。CVD 法所得到的高质量 单晶金刚石，则可做到完全无色透明，几乎没有任何杂质，同时如果在生长过程中 有选择性的通入掺杂气体，便可以制备出多种有色金刚石。正因为 CVD 金刚石有 如此多的优点，其将成未来材料发展的主流，可广泛应用到如机械加工、通信、半 导体、能源、国防、航空航天、军事武器等尖端领域中的关键部位。CVD 技术中， 微波等离子体 CVD 法(Microwave Plasma CVD，即 MPCVD)是目前国内外制备单晶 金刚石应用最广泛的方法。

公司募投 MPCVD 法大单晶金刚石生产线，预计年产 30 万片。为探索 CVD 法合成 金刚石的关键技术以及规模化生产技术，三磨所 2017 年拟购进国内外先进 MPCVD 设备，在掌握核心技术基础上，建设高功率 MPCVD 法大单晶金刚石生产线，实现 年产 30 万片大单晶金刚石的目标。该项目总投资 2.18 亿元，截至 2020 年底，该项 目已投入 1.13 亿元，项目进度 59.87%，预计 2021 年底可达到使用状态。

在工业应用方面，MPCVD 大单晶金刚石在半导体行业中主要用来替代行业中的大 功率、高端器件基片材料。按照市场需求量的 1%替代率，并随着时间推移逐步提高 替代率。MPCVD 法大单晶金刚石在半导体领域的市场需求至少为 25 亿美元。目前 该市场尚处培育阶段。

在消费市场上，随着合成技术不断进步，培育钻石价格更低且独具特色，国际培育 钻石消费市场持续升温，MPCVD 法培育钻石市场迅速扩大，面临重要的发展机遇 期。

5. 国机集团精工产业平台，降低历史包袱轻装上阵

5.1. 拟挂牌转让阜阳轴承，历史包袱大幅降低，轻装上阵

公司近年来采取一些列措施降低历史包袱，包括对阜阳轴研的处理直至挂牌转让， 对呆滞产品的专项清理，对高铁轴承有关业务的转移，以及对河南爱锐网科技商誉 减值等，较好地处理历史遗留负担，轻装上阵助益未来发展。

阜阳轴承进入破产清算；对阜阳轴研的历史包袱清理逐渐接近尾声，拟公开挂牌转 让。2017 年 11 月阜阳轴承进入破产清算阶段，自 2017 年 11 月起，不再将阜阳轴 承纳入合并报表范围；阜阳轴研于 2021 年 4 月 27 日拟公开挂牌转让，从预评估值 看，阜阳轴研预评估值较账面值增值 500 余万元，如果能够以评估值成交，则成交 当年，会对公司利润有少量贡献。

2020 年利润拐点有望持续。我们认为，公司对于阜阳轴承、高铁业务等历史包袱的 处理已初见成效，结合公司主业在半导体、航天等领域面临较好的发展机遇，2020 年利润拐点有望持续。

5.2. 集团精工产业平台，托管白鸽公司和成都工具研究所

托管白鸽磨料磨具有限公司。白鸽磨料磨具有限公司前身为中国第二砂轮厂，始建 于 1956 年，是国家“一五”期间 156 个重点建设项目之一，已形成以磨料磨具和超 硬材料及制品为主导，涉及磨具制造工艺、磨削解决方案、专用设备与仪器、技术 标准、检测技术等多项相关领域的综合性磨料磨具制造企业。

托管成都工具研究所有限公司。成都工具研究所是公司控股股东国机集团的控股子 公司，于 1956 年创建于北京，是我国机械工业的综合性工具科研机构，1965 年内 迁至成都。主要产品为车削刀具、孔加工刀具与三坐标测量仪、齿轮测量仪、滚刀 测量仪、激光干涉仪等；面向石油、电力、轨道交通、航空航天等行业。

2016 年 5 月，国机集团将其所持成都工具研究所有限公司 69.78%股权委托给国机 精工管理，目的为加快精工板块业务资源整合。托管期间，成都工具研究所有限公 司除产权关系不作变更外，国机集团对该单位的所有管理责任均转移交由国机精工 负债，国机精工对成都工具研究所有限公司按控股子公司进行管理。

（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。）

精选报告来源：【未来智库】「链接」。