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风云四起的CVD培育钻石 --培育钻石上游生产商介绍

发布时间:2021-06-07

        在上一期科普文《培育钻石产业上游:为中国点赞》中提到,高温高压(HPHT)培育钻石生产中国独领风骚,那化学气相沉积法(CVD)培育钻石呢?那可谓是群雄争霸,风云四起,印度、美国、欧洲、西亚、新加坡、俄罗斯、中国等国家地区都有生产CVD培育钻石。
 
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图1  2020年全球宝石级CVD培育钻石主要生产商分布图
(图源:广钻中心制作)
 
        由于进入21世纪,宝石级CVD单晶培育钻石的研发才有了突破性进展。所以CVD培育钻石的生产发展历史比较短,最近几年才兴起,不过资本投入热度很高,技术更新也很快。根据图1可以看到,多个国家地区都具备大批量生产宝石级CVD培育钻石的能力,其中,中国、美国、印度、新加坡四个国家是重要生产国。
 
 
美国
 
 

        美国培育钻石市场发展相对最成熟,生产商投资规模大,比如戴比尔斯(De Beers)、Diamond Foundry等,都属于生产大厂,同时又拥有知名度很高的培育钻石零售品牌。
 
 
戴比尔斯(De Beers)/元素六(ELEMENT SIX)
 
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图2  戴比尔斯培育钻石品牌Lightbox
(图源:Lightbox官网)
 
        2018年9月,行业巨头戴比尔斯宣布涉足培育钻石领域,正式推出培育钻石品牌Lightbox。戴比尔斯通过其子公司元素六投资9400万美元新建的培育钻石工厂也正式动工,该工厂生产出的培育钻石直接用于新品牌Lightbox。
 

        元素六公司属于 De Beers 集团旗下,成立于1946年,目的是生产培育钻石、立方氮化硼以及研发其他工业坚硬材料。主要生产基地位于英国、爱尔兰、德国、南非和美国。
 

        该公司不仅仅是生产用于首饰的培育钻石,2020年6月15日,元素六宣布推出首款商用CVD量子级金刚石DNV-B1™。这种材料可用于研究氮空位(NV)系统(用于量子演示、脉射器、射频辐射探测、陀螺仪、传感等)。
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图3  DNV-B1™
(图源:元素六官网)
 
Diamond Foundry
 
 

        Diamond Foundry创立于2012年美国旧金山,是世界知名培育钻石生产商之一。Diamond Foundry用了三年时间研发出了一种能够让数百颗小钻石组合成一颗大钻石的方法,培育钻石在短短的两个星期就能够达到九克拉。该公司还拥有Diamond Foundry和Vrai培育钻石零售品牌,在整个培育钻石领域有非常强的号召力和影响力,在消费者中也具有很高的知名度。
 

        2021年3月,Diamond Foundry成功融资2亿美元,公司估值达到18亿美元,预计在2022年底之前将华盛顿州工厂的年产量提高到500万克拉,而这已经达到戴比尔斯2020年产量的四分之一。可以看到,培育钻石发展势头迅猛,消费市场有相当大的潜力可挖掘。
 

        Diamond Foundry还计划将一部分资金投入完善用于半导体的200毫米单晶金刚石晶片的生产。这种金刚石晶片可用于电动汽车以及5G技术。
 
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图4 Diamond Foundry生产的CVD培育钻石首饰
(图源:Diamond Foundry官网)
 
 
 
中国
 
 

        中国CVD技术起步较晚,企业生产规模远不及HPHT培育钻石,但是发展非常快,现在已经具备世界先进水平。有一定规模的公司有宁波晶钻工业科技有限公司、上海征世科技有限公司、台钻科技(郑州)有限公司等。目前,国内CVD大厂生产的高品质CVD培育钻石基本已被海外市场预定,一钻难求。由于国际市场对CVD钻石的需求强劲,中国CVD生产企业在积极扩大产能,也有越来越多的企业转而投入CVD培育钻石生产行列,因此,中国未来依然是CVD钻石主要的供应国,越来越多资本和机构将进入CVD钻石行业。
 
宁波晶钻工业科技有限公司
 

        宁波晶钻公司成立于2013年,以天然和培育钻石为材料基础,以激光微细超精加工、纳米制造、CVD等国际前沿现代制造技术为手段,致力于培育钻石及培育钻石工具和相关装备的研发、生产、销售与服务。宁波晶钻虽然成立时间不算长,但是迅速攻克大颗粒高精度CVD培育钻石生产技术难题,一跃成为中国顶尖的培育钻石生产商之一,2020年年产钻石,达到20万克拉。
 

        宁波晶钻工业科技有限公司还启动了新建金刚石产业园项目,为进一步增产扩能,抢占市场。项目拟征土地约123亩,建筑面积约16万㎡。
 
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图5  宁波晶钻工业科技有限公司金刚石产业园项目
(图源:国机集团)
 
 
上海征世科技有限公司
 

        上海征世科技有限公司是一家集研发、生产、销售为一体的跨国高新技术企业。科学家团队于2002年开启了CVD技术研发之路,2014年12月正式投产。
        上海征世科技可实现直接生长最纯净品质CVD钻石,且无需改色处理,也就是IGI官方认证的“AS GROWN”——纯自然生长、无后期改色处理的领先性生长技术。上海征世科技生产的培育钻石品质高且稳定,D-F色,SI-IF净度,1克拉至10克拉以上的大颗粒培育钻石都可生产。
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图6 征世科技生产的培育钻石品质高且稳定
(图源:上海征世科技官网)
 
 
 
印度
 
 
印度作为全球钻石加工集散地,全球90%的钻石加工都是在印度完成。
 

        印度宝石和珠宝出口促进委员会(GJEPC)发布的数据显示,印度培育钻石出口额从2019-2020财年的4.21亿美元增加到2020-2021财年的7.04亿美元,增长了67.22%。
 

        强劲的出口数据说明培育钻石市场正处在前所未有的爆发期,尤其是美国对培育钻石首饰需求的激增。大部分的培育钻石都用于供应美国市场,比如Zales、Kay、Jared和Signet这些头部品牌,都在通过线上和线下渠道销售培育钻石产品。印度出现大批新兴CVD培育钻石企业,包括Diamond Elements、New Diamond Era、ALTR、Creative Technologies等等。不过现在印度疫情肆虐,再加上电力供应不稳定,培育钻石发展受到阻碍。
 
 
Diamond Elements Pvt. Ltd.
 

        Diamond Elements成立于2012年,可大批量提供0.5-1.5克拉大小的CVD成品培育钻石,还可提供应用于电子、机械、热能管理、光学等方面的CVD材料。
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图7  Diamond Elements提供的CVD材料
(图源:Diamond Elements官网)
 
 
 
ALTR Created Diamonds
 

        ALTR由出生于珠宝世家的Amish Shah创立。2006年,Amish就创造了当时号称“世界上第一个培育钻石珠宝系列”——Firefly Collection。不过当时反响并不好。
 

        2016年,Amish参加JCK展,以ALTR的公司名字正式出现在公众视野。这次参展大获成功。
 

        ALTR现在属于美国R.A.Riam集团,在35个国家拥有分销网络,拥有250多家零售店。总部位于纽约,还于中国香港和孟买建立了办事处,为全球100多位客户提供生产、物流、分销全产业链服务。
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图8  2018年5月ALTR成功合成一颗重达3.99ct的粉色培育钻石“The Pink Rose”
(图源:Better Diamond Initiative)
 
 
其他地区
 
 
IIa Technologies Pte. Ltd.
 

        新加坡IIa Technologies Pte. Ltd.公司成立于2005年,运用微波等离子体化学气相沉积(MPVCD)技术生产纯净无色的IIa型钻石。2015年3月,在新加坡建立了当时全球最大的钻石生产工厂,约1.8万平方米。IIa Technologies现在属于印度Mehta集团旗下。该集团目前资产超过5亿美元,在全球拥有超过15000名员工,其业务遍及亚洲、美洲和非洲。
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图9 Ⅱa Technologies
(图源:Ⅱa Technologies官网)
 
 
 
Wonder Technologies LLC
 

        俄罗斯的Wonder Technologies LLC是一家领先的高科技公司,通过他们开发的高科技技术和设备,实现特殊净度的单晶和多晶培育钻石高速度生长,这些培育钻石可以应用于固态电子学、光学、医学、探测器等不同领域。
 

        当然,该公司也可以生产宝石级培育钻石,一次可同时生长25个晶体,大小可以达到5克拉以上、FG色,可大大降低生产成本。
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图10  Wonder Technologies LLC生产的宝石级CVD培育钻石
(图源:Wonder Technologies LLC官网)
 
 
LUSIX
 

        以色列培育钻石公司Lusix成立于2020年,拥有76台CVD培育钻石反应器。其背后是以色列著名科技公司Landa集团,涉足纳米技术替代能源、工业涂装、化妆品、钻石加工、包装、药物输送等多个领域。Landa集团创始人、数码印刷先驱Benny Landa称,以色列一度繁荣的钻石加工业大多已转移到印度,随着钻石加工行业的减少,以色列有一个非常大的产业机遇在培育钻石。
 
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图11 Landa集团创始人、数码印刷先驱Benny Landa
(图源:Lusix官网)
 
        Lusix的CVD培育钻石生产工艺很特别,生产的培育钻石毛坯是金字塔形状的。据报道,这种形状的培育钻石毛坯出成率达到70%,远高于一般形状毛坯30%的出成率。
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图12 Lusix生产的白色和粉色培育钻石
(图源:Lusix官网)
 
 
 


 

        2021年5月21日,央视财经发布一则视频《人造钻石火了》。天然钻石与人造钻石之间是否会有一场“钻石大战”?
 
 
央视财经《天下财经》栏目视频
(插入视频)
 
 
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图13  央视财经视频网友评论

(图源:微博)
 
        实际上,天然钻石和培育钻石并不是竞争关系,只是给消费者提供了更多选择。通过网友评论也能看到,越来越多消费者认可培育钻石,愿意购买培育钻石,但并不是就此拒绝天然钻石。无论天然钻石,还是培育钻石,两者其实并没有根本的冲突,天然钻石和培育钻石是互补关系,应该共同做大消费市场,让珠宝钻石行业实现长足发展。
 
 
 
 
 
 

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