基于产业链效能的河南省超硬材料产业高质量发展路径
中原证券股份有限公司证券研究所 邓淑斌 石临源
超硬材料产业是河南省的优势产业，本文在实地调研的基础上从产业链视角分析超硬材料产业发展和运行现状，并从产业发展基础、产业链运行情况、技术、产品结构等方面探讨了河南省超硬材料产业的发展优势和制约因素，最终提出促进河南省超硬材料产业转型升级和高质量发展的相关建议：聚焦超硬材料产业强链、补链、延链和产业链效能提升，发挥产业链“链长+链主+链创”的“三链”融合效应，并形成以市场化为导向的产融结合机制。
以金刚石为代表的超硬材料及制品被誉为最硬最锋利的“工业牙齿”，超硬材料行业的高质量发展对于当前建设现代化产业体系、建设制造强国的重要性日趋凸显。河南省作为我国超硬材料及其制品的发源地，其超硬材料的产业集聚特色颇受关注，河南省委省政府相关部门也多次深入省内超硬材料重点实验室和企业进行基层调研，2023年8月印发的《河南省建设制造强省三年行动计划（2023—2025年）》也明确提出“到2025年，努力建成先进超硬材料、新能源汽车等28个千亿级重点产业链”。而根据笔者所涉猎文献，国内关于超硬材料产业发展的研究，主要聚焦于超硬材料技术创新、超硬材料制品升级及应用场景、超硬材料行业市场结构及竞争等微观层面，但从产业链视角这一层面来分析超硬材料产业发展的相关研究鲜有少见。因此，本文在实地调研基础上，拟围绕产业链及其效能，探索如何促进河南超硬材料产业高质量发展并在全省产业转型升级发展中发挥引领作用的可行性路径。
产业链相关研究及其共识
产业链理论及研究，最早源于西方古典经济学家亚当·斯密在《国富论》中对分工的论述，国内学者关于产业链的研究最早可以追溯到改革开放初期，张文合在地方优势产业的研究中提出优势产业的选择应该遵循产业链原则。截至目前，国内学者关于产业链的研究可大致分为理论研究、应用研究、效能评价等三方面，其中：（1）理论研究主要聚焦于产业链内涵与分类、运行与治理、整合与优化等方面；（2）应用研究主要聚焦于基于特定行业的行业产业链研究和基于特定区域的区域产业链研究；（3）效能评价的研究主要从竞争力、可持续发展能力、现代化水平等方面对产业链经济效应和社会效应进行多维度研究。上述研究尽管视角不同、结论不同，但也形成了一些共识，具体如下：
一是产业链的本质与内涵特征。产业链是基于社会分工与市场交易而形成并逐步发展，其本质特征是一个具有某种内在联系的企业群结构，具有结构性、价值性特征。就内涵而言，产业链是一个基于“产业总体”投入产出关系来分析产业效率或竞争力的产业组织概念，其核心是产业链各主体投入产出关系背后的竞争与合作关系，不仅包括产业链上下游企业间的经济交易联系，也包括大学、共性技术研发机构、国家实验室等非市场主体间的非经济性活动，这些主体之间的竞争合作关系和互动行为模式将共同决定产业链的总体竞争力。
二是产业链的组成与运行治理。产业链由产业链主体和多个相关产业或相关企业组成，这些产业或企业基于一定的技术经济关联而形成了特定的时空布局关系或价值逻辑关系，包括从原料到最终产品的增值过程，从而构成了产品生产中"上游--中游--下游"依次相接的运行链条。产业链效能的最大化或最优化，需要产业链上各组成部分、相关利益主体的有效协同，而产业链治理正是实现产业链协同的一种制度安排。也即，产业链治理是对其组成中各主体关系及活动所形成的结构进行持续调整优化的行动协调过程，以及因协调需要而形成的组织关系与制度安排，其目标是促进链内企业主体之间以及链内企业与政府、行业协会、研究机构等相关利益主体之间的协同合作效率。
三是产业链链长制。产业链链长制是通过地方政府统筹协调区域内特定行业产业链上下游企业生产活动的一种产业链运行治理机制，该机制作为区域产业链治理优化的实践探索，其目的在于有效整合区域内可利用资源，促进区域内特定产业发展及现代产业体系搭建的高质量。该机制实施过程中的要点在于“链长协调、链主引领、链创协同攻关”，其中：“链长”一般由政府或行业协会领导担任，其主要作用是统筹内外部资源、协调解决重大问题，以集中力量在产业链薄弱环节寻求突破；“链主”是指主导企业或龙头企业，其作用在于：在技术攻关、质量管理、标准制定、产销合作等关键环节发挥示范和引领作用，带动整个产业链上下游企业共同发展；“链创”则是指以区域内外部的重点实验室、产业创新联盟、高校院校、创新中心等研究机构为依托，集中力量攻克一批关键共性技术及前沿引领技术，从而构建特定行业的“产学研用”一体化机制。
河南省超硬材料行业产业链分析
超硬材料是指硬度特别高的材料，主要包括金刚石、立方氮化硼（cBN）及以这两种材料为主要成分制成的复合材料，常用于金属及各类高硬脆材料的加工，也可作为功能材料应用于高科技领域。其中，在全球工业用超硬材料应用中占比超过90%的人造金刚石及其制品，几乎代表了超硬材料产业的发展。
从技术视角来看，人造金刚石是通过人工模拟天然金刚石结晶条件和生长环境采用科学方法合成出来的金刚石晶体，根据其应用领域和客户群特征，可进一步分为用于制造业领域的工业金刚石、用于消费领域的培育钻石两大类，其中：工业金刚石是小颗粒人造金刚石及其制品，而培育钻石则是人造金刚石中的颗粒较大、品质较高的宝石级大单晶，二者的生产设备均为六面顶压机或化学气相沉积（CVD）设备，由企业通过调整技术配方和生长条件在二者之间进行切换，从而实现人造金刚石的柔性生产。
从产业链视角的经济技术关联度来看，工业金刚石产业链的上中下游分别为：金刚石单晶、金刚石微粉供应商——金刚石复合片、精密超硬刀具、矿山工具、金刚石线锯等各类超硬材料制品生产企业——光伏、消费电子、勘探采掘、半导体等工业企业；培育钻石产业链的上中下游分别为：培育钻石毛坯供应商——毛坯切削打磨加工商——珠宝首饰零售商构成。
从全球市场的竞争格局来看，工业金刚石产业链上：（1）上游中低端产品由中国主导、高端由欧美主导；（2）中游产品分类杂、形态多，呈现企业数量多、单体规模小的“大行业、小公司”竞争特点；（3）下游应用场景广，传统工业领域由中国主导、尖端科技领域由欧美主导。培育钻石产业链上：（1）上游毛坯钻石生产以中国为主；（2）中游钻石切割加工以印度为主；（3）下游的零售品牌和相关配套服务则以美国为主。
相关文献显示，“一五”期间，国家将机械行业中的磨料磨具行业设置在郑州，不仅建立了磨料磨具的重要生产基地——第二砂轮厂（白鸽集团），还成立了机械部第六设计院和郑州磨料磨具磨削研究所（以下简称：郑州三磨所），其中的郑州三磨所不仅是当时的国家超硬材料工程中心，还是全国唯一专门从事超硬材料及其制品研究开发的专业研究机构。1963年，郑州三磨所成功研制出我国第一颗人造金刚石（超硬材料主要品种）后，相继研制出我国第一颗立方氮化硼单晶、立方氮化硼微粉、金刚石复合片等金刚石工具系列产品，奠定了其在我国超硬材料技术领域中的主导地位，也带动了河南省超硬材料行业的发展。
发展至今，河南省超硬材料行业已形成了包括原辅材料和专用设备仪器、超硬材料制品和市场销售一体化的产业链，并在技术研发、人才培养、公共服务体系等方面也形成了一定特色，具体而言：
技术研发方面，在郑州“三磨所”技术先发优势的影响下，河南省不仅形成了包括三磨所、郑州大学、哈工大郑州研究院、中国地质大学郑州研究院、河南工业大学等一批高校和科研院所的超硬材料技术支撑体系，还拥有力量钻石、四方达等一批由郑州“三磨所”科技人员创办的超硬材料企业，从而形成了以郑州三磨所的“种子”技术为基础而逐渐衍生扩展的超硬材料技术开发路径和产品系列。
产品生产和销售方面，河南省不仅具有相当规模的金刚石单晶、金刚石微粉、培育钻石、超硬材料制品等全产业链产品生产能力，还建成了郑州市高新区、商丘柘城、长葛黄河金刚石城、南阳方城等多个金刚石交易集散地，逐步形成了以美国、欧盟、印度为主要出口国，中国香港为主要转口贸易地的销售网络。
人才培养方面，河南本土的郑州大学、河南工业大学、河南理工大学、中原工学院、河南职业技术学院等高校，不仅开设了超硬材料学科专业，还通过与哈工大、中国地质大学、武汉理工大学等省外高校或研究机构的合作办学或科研联合，为超硬材料行业发展在基础理论研究和专业人才培养方面提供了有力保障。
公共服务体系方面，在超硬材料信息及研发环节，河南拥有全国超硬材料行业协会、全国磨料磨具行业情报网、超硬材料网、河南工业大学超硬材料数据库、中国机械工程学会金刚石及制品分会等机构；除了郑州三磨所以外，河南还拥有超硬材料磨具国家重点实验室、国家超硬材料及制品工程技术研究中心、河南金刚石及制品工程技术研究中心、金刚石微纳粉体河南省工程实验室、河南省亚微米超硬材料粉体工程技术研究中心等研发机构。在超硬材料创新孵化及成果转化方面，河南省拥有郑州超硬材料产业园孵化中心、国家火炬计划河南超硬材料产业基地、超硬材料产业创新中心等工程化中试平台以及国家磨料具质量监督检验中心、全国磨料磨具标准化技术委员会等检测中心。
河南省超硬材料产业链运行现状
河南省超硬材料产业链完备，产业集聚优势明显。
从空间分布来看，河南省超硬材料产业的发展呈现以郑州-许昌为中心、焦作-洛阳为上支、南阳-商丘为下支的“工”字形地域分布和产业集群特征，各集群发展各有侧重，集群内企业则通过纵向为主、横向为辅的经济技术关联形成了协同和集聚优势。具体而言：
焦作-洛阳产业集群内主要为六面顶压机及其零部件等生产设备制造企业，该集群内企业（焦作天宝恒祥、洛阳启明、孟州博泰圣莎拉等）的年压机产能在1500台左右、约占行业总产能的2/3。
南阳-商丘产业集群内主要为金刚石单晶和微粉制造企业，目前南阳年产金刚石70亿克拉、产量占全国的50%以上，是全球最大的金刚石单晶生产基地，而商丘柘城县的金刚石微粉年产量和出口量分别占全国的70%和50%，是全国最大的金刚石微粉生产基地。
郑州-许昌产业集群集聚了从技术研发、装备制造到原材料合成再到超硬制品生产的全产业链企业，典型企业如金刚石单晶厂商华晶金刚石和黄河旋风、金刚石微粉厂商沃德金刚石、超硬制品厂商四方达、联合精密和富耐克等龙头企业，三磨所母公司国机精工则实现了从六面顶压机生产到培育钻石再到超硬制品生产的全产业覆盖。
根据机床工具工业协会超硬材料分会统计，2022年河南省人造金刚石、金刚石微粉、复合超硬材料、培育钻石产量均占全国的80%左右，全省超硬材料及其制品行业产值超过400亿元，占全国产值的比重大约40%；从超硬材料A股上市公司的情况来看，河南省超硬材料上市企业在数量、总市值、总资产等方面的占比均超过半数。
传统技术领域占据主导，新型技术领域涉足有限。
人造金刚石的合成方法主要为高温高压法（HTHP）和化学气相沉积法（CVD），其中：（1）高温高压法（HTHP）的金刚石晶体生长速度快，具有成本优势但产品纯度不高，用于生产1-5克拉大小金刚石，合成产品多用于精密加工传统制造业领域；（2）化学气相沉积法（CVD）的金刚石晶体生长速度慢，可合成大克拉金刚石、纯度高杂质少、生产成本较高，用于生产片状金刚石，合成产品多用于新型前沿和尖端科技领域。从技术成熟度及应用来看，高温高压法（HTHP）更为传统，河南省具有完善的HTHP法技术储备和产业研发基础，目前全国主要的HTHP金刚石生产厂商和产能均主要集中在河南。化学气相沉积法（CVD）技术起源于国外，国内对该技术的研发深度及应用成果均相对有限，国内技术实力比较领先的CVD金刚石公司主要集中在江浙等沿海地区，河南省内仅有郑州三磨所、四方达等为数不多的企业开展了较为深入的技术研究。
产品结构失衡，高附加值产品缺失。
就产品结构而言，河南省的超硬材料产能及产业布局主要集中在中上游人造金刚石合成、金刚石微粉制造等材料领域，而在下游环节的研发投入和产能布局方面，尤其是工业金刚石产业链的超精、高精加工产品领域和培育钻石产业链的珠宝零售品牌打造环节，却相对薄弱。具体而言：（1）在工业金刚石产业链上，尽管郑州三磨所的精密和超薄砂轮、四方达的聚晶金刚石复合片等超硬制品在行业内有一定优势，但整体生产规模较小；（2）在培育钻石产业链上，河南省相关企业主要集中在上游培育钻石的原石生产，河南培育钻石聚集地之一的商丘柘城也是在2023年才有了第一家高品质钻石打磨工厂，填补了当地在中游钻石切割打磨环节的空白。而在下游珠宝零售环节，尽管四方达、国机精工、力量钻石、惠丰钻石等主要原石生产企业在近两年有所布局，但均未形成一定规模。
此外，超硬材料A股上市公司的数据分析显示，近五年来，全部超硬材料A股上市公司和合计实现的制品板块营收及毛利均强于材料板块，毛利率表现也比较稳定波动性较小，但河南相关的6家超硬材料A股上市公司，则是材料板块的产能及营收明显强于制品板块，从中也反映了河南超硬材料企业的产品结构问题。
产业政策集中，政策边界宽泛。
2021年以来，河南省先后出台了《河南省先进制造业集群培育行动方案（2021-2025年）》、《河南省“十四五”战略性新兴产业和未来产业发展规划》、《河南省加快材料产业优势再造换道领跑行动计划（2022—2025年）》、《河南省建设制造强省三年行动计划(2023—2025年)》等系列文件，从不同角度明确了推动超硬材料产业发展、构建千亿级超硬材料产业链的一系列产业政策。与此同时，河南十八个地市中先后有郑州、商丘、南阳、许昌、济源、开封、漯河等七个地市也出台了做优做强本地超硬材料产业或发展本地超硬材料产业集群的相关政策，如，《郑州高新区促进超硬材料产业高质量发展若干措施》、《郑州市人民政府办公厅关于加快新材料产业发展的实施意见》、《商丘市加快新兴产业重点培育行动方案（2023—2025年）》、《南阳市超硬材料产业链高质量发展行动方案》、《漯河市材料产业换道领跑行动方案》、《许昌市十大产业集群培育计划》。
整体来看，上述省级或地市级出台的产业政策具有如下特征：（1）无论是省级层面，还是地市级层面的产业政策基本都涵盖了技术研发、标准制定、装备制造、生产、检测、交易等各个产业链环节，从扶持重点企业、激发有效投资、强化技术创新、引进产业人才、建立产业平台等方面提出了一揽子扶持政策，也即，政策边界相对宽泛，且多偏重于财政补贴、要素倾斜等传统支持手段；（2）部分地市的政策导向雷同，如，如郑州、商丘、南阳、许昌均提出产业链向下延伸，工业金刚石向功能性金刚石、超硬制品发展，培育钻石向钻石切割打磨、珠宝首饰终端消费发展。这也意味着，个别地市的产业政策可能针对性不够，未能充分结合自身的资源禀赋，同时，由于各地市积极落实省级政策，从而可能在地市层面出现政策的“合成谬误”问题，这无疑既不利于集中有限资源攻克关键技术或薄弱环节，也不利于各地市产业集群的错位发展、有机融合。与此同时，我们对河南相关超硬材料企业实地调研中也了解到，企业在实际经营中对于地方产业政策的获得感相对有限，仍面临缺乏高端技术领军人才、缺乏新兴应用场景平台、缺乏多样化融资渠道等等问题，尤其是多数中小企业由于规模小而持续处于融资难、融资成本高、扩产慢、技术低的恶性循环中。
河南省超硬材料产业发展措施与建议
综上所述，尽管河南超硬材料已形成了相对较为完备的全产业链体系，但在高附加值产品及技术创新引领等方面，与建设现代化产业体系的要求仍存在差距。为此，可以聚焦超硬材料产业的强链、补链、延链和产业链效能提升，以链长制为抓手，进一步发挥产业链“链长+链主+链创”的“三链”融合效应，并形成以市场化为导向的产融结合机制，从而促进全省超硬材料产业的高质量发展。具体而言，至少可以从如下几方面着手：
一是完善多层次链长制体系，强化全省超硬材料产业发展顶层设计的引导作用。目前省内多个地市均提出要向上下游延伸超硬材料产业链，打造“钻石小镇”“钻石之都”“超硬材料产业基地”等。为此，可考虑从省级层面，进一步梳理全省范围内的超硬材料生产布局方案，推动建立不同行政层级、不同支持视角的多层次链长制政策体系，引导各地市结合自身资源禀赋，保持各自的产业发展边界，从总体上形成各具特色、有机协调、逐步拓展的超硬材料产业链格局，避免各地市盲目建设和产业发展扎堆的问题。比如，郑州市考虑依靠省会人才优势、资金优势，重点发展对人才、产业、技术要求较高的功能金刚石和高端金刚石制品；商丘市考虑依靠辖区内培育钻石企业重点向钻石切割打磨和电子商务等珠宝首饰零售领域发展；南阳市考虑依靠辖区内工业金刚石企业，做大做强工业金刚石产业，突出设备-原辅料-工业金刚石-立方氮化硼协同发展。
二是厘清政府和市场边界，充分发挥“链长”的宏观调控和统筹协调作用。政府部门作为链长，可侧重于产业链整体的宏观调控与统筹协调，围绕营商环境和超硬材料产业公共服务体系建设，一方面，投入资金支持并引导建立超硬材料智能创新研发平台和开放交易平台，建立健全包括企业、产品、人才等各类信息的超硬材料产业数据库，加强对研发投入项目及成果应用的论证和跟踪评估，逐步形成超硬材料技术影响力评估体系框架和产业风险预估系统，从而持续提升服务型政府的“放管服”能力；另一方面，针对河南省高端技术领军人才匮乏的现状，实施超硬材料产业链高水平人才计划，加大对科创机构及人员的科研激励，鼓励并引导企业在省外高层次人才引进、本地人才梯度化培养等方面给予更多政策倾斜，建立与国际接轨的人才评价方法和职业资格认证体系。
三是发挥“链主”企业的示范引领作用，促进产业链上下游整体配套协同发展。一方面，要引导省内超硬材料企业以市场需求为中心，瞄准前沿先进技术和装备，充分利用数字技术结合数字化发展趋势，探索跨区域产业协同创新模式，积极布局下游，改善同质化竞争和高端产品匮乏的境况；如，针对工业金刚石产业链，鼓励并支持四方达等企业应积极开展超硬材料精密加工工具等制品研发、生产，推动绿色超硬材料及制品在本地齿轮、轴承等优势产业中替代进度，带动产业链向下游延伸；针对培育钻石产业链，鼓励并支持力量钻石等企业应积极布局中游钻石切割打磨环节，从而填补产业链空白，同时加强与零售商合作，布局培育钻石零售业务，提高盈利空间。另一方面，鼓励“链主”企业和科研机构、高校联合共建超硬材料前沿领域的重点实验室和中试基地等，搭建“异地”孵化载体，对其他中小企业开放共享实验室等创新要素资源，从而促进超硬材料上中下游的整体配套协同发展。
四是建立健全链长制主导下的“链创”机制，促进超硬材料创新链产业链的双向融合。一方面可以通过加大科研投入补贴、推行研发合同制等激励创新的措施，引导并鼓励郑州大学、郑州三磨所等高校或科研机构与超硬材料企业，通过建立产业研究院、技术研发中心等“知识同盟”“技术同盟”，合力解决大尺寸CVD金刚石异质外延生长、超精密切磨抛等行业关键技术以及超硬材料声光电热等应用领域的技术攻关，实现技术知识的积累、转化、配置，促进创新链向产业链延伸；另一方面，可通过适当增加对超硬材料企业的创新补助，鼓励并促进其积极探索科技创新成果的应用场景，促进产业链向创新链逐步靠拢。在此基础上，不仅要形成资源共享、技术共进、利益共赢、风险共担的科技创新与产业应用一体化的新机制，真正做实超硬材料产业链创新联合体，还应加强对科技创新项目管理责任主体和程序的监督等，避免出现腐败或骗取国家奖励资金及套取政府补贴等现象。
五是加强产融结合，健全完善产业链顺畅运转所需的资金链。超硬材料产业属于技术密集型、资金密集型产业，企业利用自有资金很难在把握产业发展的机遇。为此，除了政府财政对产业基础研究的资金投入以外，还需持续优化投融资环境，建立健全覆盖超硬材料产业链各环节的多元投融资体系，为超硬材料企业提供充足且多元化的资金支持。比如，（1）“以投带引”引导超硬材料产业转型升级，建议依托新设立的河南省新材料投资集团省级投资平台作为开展资本招商的“牵引器”和“主力军”，联合中信、招商等国内头部投资机构以及中原证券等河南省头部投资机构共同设立产业基金群，形成“引导性股权投资+社会化投资+天使投资+投资基金+基金管理”的多元化科技投融资体系，不断增强创新资本生成能力。（2）引导河南省金融机构创新金融服务模式、丰富金融工具类型，充分发挥信用中介和信息中介的作用，结合超硬材料产业链供应链特点开发信贷、保险等金融产品，支持并帮助超硬材料企业充分利用资本市场的IPO及再融资、发行债券等直接融资工具筹措资金，在政府创设引导产业基金、企业并购重组或分拆上市、制定股权激励方案以吸引高端技术人才等方面，充分发挥金融中介机构的专业作用。
