從“無(wú)中生有”，到“遍地開(kāi)花”，談到河南的培育鉆石，繞不開(kāi)的是鄭州高新區(qū)梧桐街121號(hào)，大家口里的“三磨所”(鄭州磨料磨具磨削研究所)，這里被稱為中國(guó)超硬材料行業(yè)的“黃埔軍校”。

能在頭發(fā)絲上開(kāi)槽的超薄砂輪，能磨出光潔如鏡的“硅片減薄砂輪”，可替代進(jìn)口的UV減粘膜……他們讓中國(guó)超硬行業(yè)有了自己的“金剛鉆”，并攬起了繽紛的“瓷器活兒”。

從鄭州華山路121號(hào)，到梧桐街121號(hào)，再到科學(xué)大道121號(hào)，三磨所的廠區(qū)都和121有關(guān)。這也是為了紀(jì)念“121號(hào)課題組”，正是那次攻關(guān)，奠定了我國(guó)在全球培育鉆石行業(yè)的領(lǐng)先地位。

1963年第一顆人造金剛石誕生后，鄭州三磨研究所承擔(dān)了大量國(guó)家、省(部)、市級(jí)科研項(xiàng)目，獲得眾多重量級(jí)各類科技獎(jiǎng)項(xiàng)，為行業(yè)培育了無(wú)數(shù)的人才。這些具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)成果的取得與推廣應(yīng)用，促進(jìn)了我國(guó)磨料磨具、超硬材料及制品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

行業(yè)三個(gè)階段飆升，河南成為“培育鉆石大本營(yíng)”

三磨所成立于1958年，是我國(guó)磨料磨具行業(yè)唯一的綜合性研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)。它見(jiàn)證了我國(guó)第一顆人造金剛石、第一顆立方氮化硼的誕生。這也是超硬材料的兩大基礎(chǔ)。

鄭州三磨所的院內(nèi)，矗立著我國(guó)機(jī)械制造業(yè)工業(yè)文化遺產(chǎn)——中國(guó)第一臺(tái)人造金剛石六面頂壓機(jī)。

正是這臺(tái)1965年研發(fā)出的我國(guó)首臺(tái)六面頂壓機(jī)，在合成效率和成本上大大優(yōu)于兩面頂壓機(jī)，徹底改變了世界人造金剛石產(chǎn)業(yè)發(fā)展的格局。

鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司總經(jīng)理助理、中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)超硬材料分會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)孫兆達(dá)表示，我國(guó)的人工金剛石行業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段。

隨著六面頂壓機(jī)的誕生，解決了產(chǎn)業(yè)化的問(wèn)題。隨后壓機(jī)不斷大型化，產(chǎn)量越來(lái)越大，成本越來(lái)越低，服務(wù)的領(lǐng)域越來(lái)越廣，這是第一個(gè)階段。

第二個(gè)階段是六面頂壓機(jī)的合成技術(shù)，從片狀儲(chǔ)媒變成粉狀儲(chǔ)媒。片狀儲(chǔ)煤，是指石墨合成柱一片儲(chǔ)媒壓著一片石墨，一層層像蛋糕似的，轉(zhuǎn)化效率比較低;隨著技術(shù)迭代，粉狀儲(chǔ)媒出現(xiàn)。粉狀儲(chǔ)媒是用石墨粉和金屬粉混合，轉(zhuǎn)化比提高，大幅提升了金剛石的產(chǎn)量，這才有了從90年代幾億克拉產(chǎn)量水平到2000年之后150克拉年產(chǎn)量的飆升。

第三個(gè)發(fā)展階段是現(xiàn)在工業(yè)用金剛石向功能性金剛石的轉(zhuǎn)換。不管是采用六面頂壓機(jī)合成技術(shù)，還是CVD技術(shù)的生產(chǎn)者，都開(kāi)始向功能材料和培育鉆石方向發(fā)力。

據(jù)國(guó)際統(tǒng)計(jì)機(jī)構(gòu)Staista估算，目前人造鉆石在全球鉆石市場(chǎng)占比僅4%，到2030年有望增長(zhǎng)到10%。

2022年，三磨所實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入10.80億元，凈利潤(rùn)1.92億元。孫兆達(dá)說(shuō)，“河南是培育鉆石生產(chǎn)的大本營(yíng)，應(yīng)該緊抓培育鉆石市場(chǎng)的爆發(fā)增長(zhǎng)機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)超硬材料行業(yè)的二次革命。”

河南省委書(shū)記樓陽(yáng)生更是在不久前指出，超硬材料產(chǎn)業(yè)是河南優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)、潛力產(chǎn)業(yè)，前景廣闊、大有可為。要集聚資源、進(jìn)一步補(bǔ)鏈延鏈強(qiáng)鏈，提升產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平。

讓人“猝不及防”的新奇應(yīng)用，眾多企業(yè)想進(jìn)入

《鉆石行業(yè)洞察報(bào)告》中提到，千禧一代(80后、90后)和Z世代(95后)占全球總?cè)丝?9%，但貢獻(xiàn)了全球2/3的鉆石銷量，鉆石消費(fèi)已從“婚戀需求”向“悅己”轉(zhuǎn)移。

去年，鄭州三磨所正式推出自己的高端培育鉆石品牌DEINO黛諾，專注于異形鉆作品研發(fā)和設(shè)計(jì)。異形鉆的切磨難度非常高，原石損失很大，高成本和加工難度也成就了其稀缺性。孫兆達(dá)說(shuō)，DEINO想讓更多人知道，“鉆石不止于圓形”。

孫兆達(dá)告訴記者，金剛石的應(yīng)用其實(shí)非常廣泛，只是價(jià)格因素還在制約著它應(yīng)用的拓展。很多領(lǐng)域，包括散熱、涂層防腐、耐磨等很多領(lǐng)域都很想用，但是卻畏懼價(jià)格太貴。

金剛石用在防腐效果極好，海上風(fēng)電的風(fēng)葉，把金剛石磨成粉做成涂料，可以極大避免海水海風(fēng)的侵蝕;大連有打魚(yú)的漁網(wǎng)，用的高彈性的纖維，如果加上金剛石防腐，就不用再“三天打魚(yú)兩天曬網(wǎng)”；汽車上的耐磨涂層，漆里如果添加金剛石粉，一般的剮蹭根本影響不到汽車的表面涂層；機(jī)場(chǎng)跑道，添加金剛石這種超硬材料，可以讓跑道“固若金湯”；還有我們的牙刷、牙膏都可以用，可以讓牙齒更潔白；它用做美容的手術(shù)刀，可以實(shí)現(xiàn)真的無(wú)痛切縫，用在化妝品里對(duì)角質(zhì)效果很好；防彈衣里面添加了這種材料，更抗沖擊，還高散熱。

再往高端一點(diǎn)兒聊，致癌藥的靶向材料，就可以用納米級(jí)的金剛石來(lái)做，因?yàn)榻饎偸翘荚氐模艘彩翘荚氐模鼪](méi)有排異性。很多心臟支架現(xiàn)在用碳纖維來(lái)做，將來(lái)這些支架等體內(nèi)材料里也可能添加。股骨頭壞死了，要換骨骼的話，上面可以用金剛石作涂層，大大增加了替代物的使用年限。

目前，國(guó)內(nèi)大部分還是用在粗加工，礦山開(kāi)采、機(jī)械行業(yè)、地板磚、陶瓷等。孫兆達(dá)說(shuō)，其實(shí)，半導(dǎo)體行業(yè)、光伏行業(yè)、汽車行業(yè)，很多企業(yè)正在或想加入到使用的陣營(yíng)里邊。在三磨所，通過(guò)自主創(chuàng)新、強(qiáng)鏈延鏈，正圍繞金剛石“光、學(xué)、電、熱、磁”等性能進(jìn)行各種未來(lái)布局，開(kāi)發(fā)出的芯片“切、磨、拋”加工全系超硬材料制品，對(duì)我國(guó)芯片加工產(chǎn)業(yè)的獨(dú)立自主可控具有重要意義。

千億元級(jí)支柱產(chǎn)業(yè)鏈，“超硬”源于超硬的實(shí)力

依托鄭州三磨研究所，產(chǎn)生了眾多的行業(yè)機(jī)構(gòu)：國(guó)家超硬材料及制品工程技術(shù)研究中心、國(guó)家磨料磨具質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、超硬材料及制品生產(chǎn)力促進(jìn)中心、機(jī)械工業(yè)精密超硬材料制品工程(技術(shù))研究中心、機(jī)械工業(yè)超硬磨具工程實(shí)驗(yàn)室、機(jī)械工業(yè)第四計(jì)量測(cè)試中心、精密超硬材料制品河南省工程實(shí)驗(yàn)室、河南省超硬材料產(chǎn)業(yè)鏈公共服務(wù)平臺(tái)、鄭州超硬材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新公共平臺(tái)、全國(guó)磨料磨具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、全國(guó)磨料磨具行業(yè)情報(bào)網(wǎng)、中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)超硬材料分會(huì)……

其中，“國(guó)家磨料磨具質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心”是我國(guó)唯一的國(guó)家級(jí)磨料磨具產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)。

鄭州三磨所作為國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、工程技術(shù)研究中心、質(zhì)檢中心和河南省功能金剛石材料創(chuàng)新中心、河南省超硬材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，5年來(lái)研發(fā)投入超2.47億元，年均增速達(dá)45.7%，積承擔(dān)國(guó)家級(jí)、省部級(jí)重大項(xiàng)目45項(xiàng)。

2022年，鄭州三磨所牽頭，聯(lián)合鄭州大學(xué)、河南工業(yè)大學(xué)、黃河旋風(fēng)、力量鉆石等行業(yè)優(yōu)勢(shì)高校、科研院所和企業(yè)，組建了“河南省高端超硬材料及制品創(chuàng)新聯(lián)合體”。

去年，鄭州三磨所牽頭研制出最大缸徑達(dá)1000毫米的系列高性能新型鍛造六面頂壓機(jī)，打破了制約產(chǎn)業(yè)提質(zhì)的瓶頸，并受到市場(chǎng)熱捧。

根據(jù)《河南省加快材料產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)再造換道領(lǐng)跑行動(dòng)計(jì)劃(2022—2025年)》，到2025年，河南將形成超硬材料在內(nèi)的6條千億元級(jí)支柱產(chǎn)業(yè)鏈，并通過(guò)創(chuàng)建國(guó)家級(jí)超硬材料制造業(yè)創(chuàng)新中心，提升定價(jià)權(quán)和話語(yǔ)權(quán)，推動(dòng)超硬材料產(chǎn)業(yè)由大變強(qiáng)，向高精尖發(fā)展。三磨所在其中，仍將起重要作用。

繁榮背后，不得不提前說(shuō)出的“醍醐灌頂”

孫兆達(dá)說(shuō)，雖然中國(guó)是最大的產(chǎn)能國(guó)，但我們還要看到繁榮背后，我們的短板。目前，加工、打磨和銷售渠道大都不在國(guó)內(nèi)，而在印度，國(guó)內(nèi)則主要是原材料的制造。這也導(dǎo)致了我們?cè)趦r(jià)格上沒(méi)有話語(yǔ)權(quán)，價(jià)格迅速跌落，因?yàn)橹閷毢凸I(yè)是兩碼事兒。

印度原來(lái)是英國(guó)殖民地，英國(guó)、比利時(shí)等國(guó)當(dāng)時(shí)就把珠寶加工業(yè)放在印度。這讓印度珠寶加工業(yè)足足有幾百年的歷史，光蘇拉特一個(gè)城市從業(yè)者就超過(guò)100萬(wàn)人，就說(shuō)打磨加工，鄭州零星有一些，主要在番禺，但國(guó)內(nèi)整個(gè)也不超過(guò)5萬(wàn)人，所以說(shuō)成本上沒(méi)法跟人家比。他們打磨加工1克拉鉆石工費(fèi)大概150元錢，在國(guó)內(nèi)最便宜也得三五百塊錢。

此外，培育鉆石的設(shè)計(jì)空間比天然鉆石要高得多，因?yàn)樗阋耍梢詫?shí)現(xiàn)更多的設(shè)計(jì)理念，成本上的大幅節(jié)省讓設(shè)計(jì)師可以充分發(fā)揮自己的想象力。但就設(shè)計(jì)而言，也缺乏專精度的人才，雖然上海、深圳還比較集中一點(diǎn)，整體上與意大利、法國(guó)、比利時(shí)、盧森堡等相比，要差不少。

“我們生產(chǎn)的毛坯，90%都是到印度去打磨，加工以后一部分回到國(guó)內(nèi)，一部分就直接去了美國(guó)。所以，我們掙得是利潤(rùn)最薄的那一塊兒的錢。”孫兆達(dá)介紹。

鉆石一年大概是千億的消費(fèi)市場(chǎng)。一顆一克拉的天然鉆石要賣到8到10萬(wàn)。培育鉆石的市場(chǎng)定位在萬(wàn)元以下，幾千元每克拉級(jí)別，整個(gè)消費(fèi)者群體就幾何式擴(kuò)大了。而且更多的消費(fèi)者現(xiàn)在認(rèn)識(shí)到，拋去考慮保值增值，從取悅自己、美麗好看、做伴手禮相互贈(zèng)送的角度，培育鉆石也是很好的選擇。

不得不提前考慮的是，目前，全球培育鉆石的產(chǎn)量80%在中國(guó)，而河南占到全球產(chǎn)量的50%以上。但未來(lái)可能會(huì)三分天下，美國(guó)和印度等國(guó)都表示要建很多生產(chǎn)廠。印度現(xiàn)在對(duì)他們國(guó)內(nèi)企業(yè)采取了很多支持政策，包括對(duì)本國(guó)企業(yè)減免15%的電費(fèi)，同時(shí)增加進(jìn)口鉆石毛坯的關(guān)稅，變相增加了中國(guó)產(chǎn)品進(jìn)入的門檻。

孫兆達(dá)表示，憑借其環(huán)保理念、價(jià)格優(yōu)勢(shì)，培育鉆石勢(shì)不可擋，將迎來(lái)前所未有的爆發(fā)期，但天然鉆石與培育鉆石的博弈將是場(chǎng)“持久戰(zhàn)”，會(huì)經(jīng)歷“相殺相合相愛(ài)”的過(guò)程，聚鏈成群、蓄鏈成勢(shì)，未來(lái)才能走得更遠(yuǎn)。