基于產業鏈效能的河南省超硬材料產業高質量發展路徑
來源：高新院 vwcr.cn 日期：2023-12-21 點擊：次
超硬材料產業是河南省的優勢產業，本文在實地調研的基礎上從產業鏈視角分析超硬材料產業發展和運行現狀，并從產業發展基礎、產業鏈運行情況、技術、產品結構等方面探討了河南省超硬材料產業的發展優勢和制約因素，最終提出促進河南省超硬材料產業轉型升級和高質量發展的相關建議：聚焦超硬材料產業強鏈、補鏈、延鏈和產業鏈效能提升，發揮產業鏈“鏈長+鏈主+鏈創”的“三鏈”融合效應，并形成以市場化為導向的產融結合機制。
以金剛石為代表的超硬材料及制品被譽為最硬最鋒利的“工業牙齒”，超硬材料行業的高質量發展對于當前建設現代化產業體系、建設制造強國的重要性日趨凸顯。河南省作為我國超硬材料及其制品的發源地，其超硬材料的產業集聚特色頗受關注，河南省委省政府相關部門也多次深入省內超硬材料重點實驗室和企業進行基層調研，2023年8月印發的《河南省建設制造強省三年行動計劃（2023—2025年）》也明確提出“到2025年，努力建成先進超硬材料、新能源汽車等28個千億級重點產業鏈”。而根據筆者所涉獵文獻，國內關于超硬材料產業發展的研究，主要聚焦于超硬材料技術創新、超硬材料制品升級及應用場景、超硬材料行業市場結構及競爭等微觀層面，但從產業鏈視角這一層面來分析超硬材料產業發展的相關研究鮮有少見。因此，本文在實地調研基礎上，擬圍繞產業鏈及其效能，探索如何促進河南超硬材料產業高質量發展并在全省產業轉型升級發展中發揮引領作用的可行性路徑。
產業鏈相關研究及其共識
產業鏈理論及研究，最早源于西方古典經濟學家亞當·斯密在《國富論》中對分工的論述，國內學者關于產業鏈的研究最早可以追溯到改革開放初期，張文合在地方優勢產業的研究中提出優勢產業的選擇應該遵循產業鏈原則。截至目前，國內學者關于產業鏈的研究可大致分為理論研究、應用研究、效能評價等三方面，其中：（1）理論研究主要聚焦于產業鏈內涵與分類、運行與治理、整合與優化等方面；（2）應用研究主要聚焦于基于特定行業的行業產業鏈研究和基于特定區域的區域產業鏈研究；（3）效能評價的研究主要從競爭力、可持續發展能力、現代化水平等方面對產業鏈經濟效應和社會效應進行多維度研究。上述研究盡管視角不同、結論不同，但也形成了一些共識，具體如下：
一是產業鏈的本質與內涵特征。產業鏈是基于社會分工與市場交易而形成并逐步發展，其本質特征是一個具有某種內在聯系的企業群結構，具有結構性、價值性特征。就內涵而言，產業鏈是一個基于“產業總體”投入產出關系來分析產業效率或競爭力的產業組織概念，其核心是產業鏈各主體投入產出關系背后的競爭與合作關系，不僅包括產業鏈上下游企業間的經濟交易聯系，也包括大學、共性技術研發機構、國家實驗室等非市場主體間的非經濟性活動，這些主體之間的競爭合作關系和互動行為模式將共同決定產業鏈的總體競爭力。
二是產業鏈的組成與運行治理。產業鏈由產業鏈主體和多個相關產業或相關企業組成，這些產業或企業基于一定的技術經濟關聯而形成了特定的時空布局關系或價值邏輯關系，包括從原料到最終產品的增值過程，從而構成了產品生產中"上游--中游--下游"依次相接的運行鏈條。產業鏈效能的最大化或最優化，需要產業鏈上各組成部分、相關利益主體的有效協同，而產業鏈治理正是實現產業鏈協同的一種制度安排。也即，產業鏈治理是對其組成中各主體關系及活動所形成的結構進行持續調整優化的行動協調過程，以及因協調需要而形成的組織關系與制度安排，其目標是促進鏈內企業主體之間以及鏈內企業與政府、行業協會、研究機構等相關利益主體之間的協同合作效率。
三是產業鏈鏈長制。產業鏈鏈長制是通過地方政府統籌協調區域內特定行業產業鏈上下游企業生產活動的一種產業鏈運行治理機制，該機制作為區域產業鏈治理優化的實踐探索，其目的在于有效整合區域內可利用資源，促進區域內特定產業發展及現代產業體系搭建的高質量。該機制實施過程中的要點在于“鏈長協調、鏈主引領、鏈創協同攻關”，其中：“鏈長”一般由政府或行業協會領導擔任，其主要作用是統籌內外部資源、協調解決重大問題，以集中力量在產業鏈薄弱環節尋求突破；“鏈主”是指主導企業或龍頭企業，其作用在于：在技術攻關、質量管理、標準制定、產銷合作等關鍵環節發揮示范和引領作用，帶動整個產業鏈上下游企業共同發展；“鏈創”則是指以區域內外部的重點實驗室、產業創新聯盟、高校院校、創新中心等研究機構為依托，集中力量攻克一批關鍵共性技術及前沿引領技術，從而構建特定行業的“產學研用”一體化機制。
河南省超硬材料行業產業鏈分析
超硬材料是指硬度特別高的材料，主要包括金剛石、立方氮化硼（cBN）及以這兩種材料為主要成分制成的復合材料，常用于金屬及各類高硬脆材料的加工，也可作為功能材料應用于高科技領域。其中，在全球工業用超硬材料應用中占比超過90%的人造金剛石及其制品，幾乎代表了超硬材料產業的發展。
從技術視角來看，人造金剛石是通過人工模擬天然金剛石結晶條件和生長環境采用科學方法合成出來的金剛石晶體，根據其應用領域和客戶群特征，可進一步分為用于制造業領域的工業金剛石、用于消費領域的培育鉆石兩大類，其中：工業金剛石是小顆粒人造金剛石及其制品，而培育鉆石則是人造金剛石中的顆粒較大、品質較高的寶石級大單晶，二者的生產設備均為六面頂壓機或化學氣相沉積（CVD）設備，由企業通過調整技術配方和生長條件在二者之間進行切換，從而實現人造金剛石的柔性生產。
從產業鏈視角的經濟技術關聯度來看，工業金剛石產業鏈的上中下游分別為：金剛石單晶、金剛石微粉供應商——金剛石復合片、精密超硬刀具、礦山工具、金剛石線鋸等各類超硬材料制品生產企業——光伏、消費電子、勘探采掘、半導體等工業企業；培育鉆石產業鏈的上中下游分別為：培育鉆石毛坯供應商——毛坯切削打磨加工商——珠寶首飾零售商構成。
從全球市場的競爭格局來看，工業金剛石產業鏈上：（1）上游中低端產品由中國主導、高端由歐美主導；（2）中游產品分類雜、形態多，呈現企業數量多、單體規模小的“大行業、小公司”競爭特點；（3）下游應用場景廣，傳統工業領域由中國主導、尖端科技領域由歐美主導。培育鉆石產業鏈上：（1）上游毛坯鉆石生產以中國為主；（2）中游鉆石切割加工以印度為主；（3）下游的零售品牌和相關配套服務則以美國為主。
相關文獻顯示，“一五”期間，國家將機械行業中的磨料磨具行業設置在鄭州，不僅建立了磨料磨具的重要生產基地——第二砂輪廠（白鴿集團），還成立了機械部第六設計院和鄭州磨料磨具磨削研究所（以下簡稱：鄭州三磨所），其中的鄭州三磨所不僅是當時的國家超硬材料工程中心，還是全國唯一專門從事超硬材料及其制品研究開發的專業研究機構。1963年，鄭州三磨所成功研制出我國第一顆人造金剛石（超硬材料主要品種）后，相繼研制出我國第一顆立方氮化硼單晶、立方氮化硼微粉、金剛石復合片等金剛石工具系列產品，奠定了其在我國超硬材料技術領域中的主導地位，也帶動了河南省超硬材料行業的發展。
發展至今，河南省超硬材料行業已形成了包括原輔材料和專用設備儀器、超硬材料制品和市場銷售一體化的產業鏈，并在技術研發、人才培養、公共服務體系等方面也形成了一定特色，具體而言：
技術研發方面，在鄭州“三磨所”技術先發優勢的影響下，河南省不僅形成了包括三磨所、鄭州大學、哈工大鄭州研究院、中國地質大學鄭州研究院、河南工業大學等一批高校和科研院所的超硬材料技術支撐體系，還擁有力量鉆石、四方達等一批由鄭州“三磨所”科技人員創辦的超硬材料企業，從而形成了以鄭州三磨所的“種子”技術為基礎而逐漸衍生擴展的超硬材料技術開發路徑和產品系列。
產品生產和銷售方面，河南省不僅具有相當規模的金剛石單晶、金剛石微粉、培育鉆石、超硬材料制品等全產業鏈產品生產能力，還建成了鄭州市高新區、商丘柘城、長葛黃河金剛石城、南陽方城等多個金剛石交易集散地，逐步形成了以美國、歐盟、印度為主要出口國，中國香港為主要轉口貿易地的銷售網絡。
人才培養方面，河南本土的鄭州大學、河南工業大學、河南理工大學、中原工學院、河南職業技術學院等高校，不僅開設了超硬材料學科專業，還通過與哈工大、中國地質大學、武漢理工大學等省外高校或研究機構的合作辦學或科研聯合，為超硬材料行業發展在基礎理論研究和專業人才培養方面提供了有力保障。
公共服務體系方面，在超硬材料信息及研發環節，河南擁有全國超硬材料行業協會、全國磨料磨具行業情報網、超硬材料網、河南工業大學超硬材料數據庫、中國機械工程學會金剛石及制品分會等機構；除了鄭州三磨所以外，河南還擁有超硬材料磨具國家重點實驗室、國家超硬材料及制品工程技術研究中心、河南金剛石及制品工程技術研究中心、金剛石微納粉體河南省工程實驗室、河南省亞微米超硬材料粉體工程技術研究中心等研發機構。在超硬材料創新孵化及成果轉化方面，河南省擁有鄭州超硬材料產業園孵化中心、國家火炬計劃河南超硬材料產業基地、超硬材料產業創新中心等工程化中試平臺以及國家磨料具質量監督檢驗中心、全國磨料磨具標準化技術委員會等檢測中心。
河南省超硬材料產業鏈運行現狀
河南省超硬材料產業鏈完備，產業集聚優勢明顯。
從空間分布來看，河南省超硬材料產業的發展呈現以鄭州-許昌為中心、焦作-洛陽為上支、南陽-商丘為下支的“工”字形地域分布和產業集群特征，各集群發展各有側重，集群內企業則通過縱向為主、橫向為輔的經濟技術關聯形成了協同和集聚優勢。具體而言：
焦作-洛陽產業集群內主要為六面頂壓機及其零部件等生產設備制造企業，該集群內企業（焦作天寶恒祥、洛陽啟明、孟州博泰圣莎拉等）的年壓機產能在1500臺左右、約占行業總產能的2/3。
南陽-商丘產業集群內主要為金剛石單晶和微粉制造企業，目前南陽年產金剛石70億克拉、產量占全國的50%以上，是全球最大的金剛石單晶生產基地，而商丘柘城縣的金剛石微粉年產量和出口量分別占全國的70%和50%，是全國最大的金剛石微粉生產基地。
鄭州-許昌產業集群集聚了從技術研發、裝備制造到原材料合成再到超硬制品生產的全產業鏈企業，典型企業如金剛石單晶廠商華晶金剛石和黃河旋風、金剛石微粉廠商沃德金剛石、超硬制品廠商四方達、聯合精密和富耐克等龍頭企業，三磨所母公司國機精工則實現了從六面頂壓機生產到培育鉆石再到超硬制品生產的全產業覆蓋。
根據機床工具工業協會超硬材料分會統計，2022年河南省人造金剛石、金剛石微粉、復合超硬材料、培育鉆石產量均占全國的80%左右，全省超硬材料及其制品行業產值超過400億元，占全國產值的比重大約40%；從超硬材料A股上市公司的情況來看，河南省超硬材料上市企業在數量、總市值、總資產等方面的占比均超過半數。
傳統技術領域占據主導，新型技術領域涉足有限。
人造金剛石的合成方法主要為高溫高壓法（HTHP）和化學氣相沉積法（CVD），其中：（1）高溫高壓法（HTHP）的金剛石晶體生長速度快，具有成本優勢但產品純度不高，用于生產1-5克拉大小金剛石，合成產品多用于精密加工傳統制造業領域；（2）化學氣相沉積法（CVD）的金剛石晶體生長速度慢，可合成大克拉金剛石、純度高雜質少、生產成本較高，用于生產片狀金剛石，合成產品多用于新型前沿和尖端科技領域。從技術成熟度及應用來看，高溫高壓法（HTHP）更為傳統，河南省具有完善的HTHP法技術儲備和產業研發基礎，目前全國主要的HTHP金剛石生產廠商和產能均主要集中在河南。化學氣相沉積法（CVD）技術起源于國外，國內對該技術的研發深度及應用成果均相對有限，國內技術實力比較領先的CVD金剛石公司主要集中在江浙等沿海地區，河南省內僅有鄭州三磨所、四方達等為數不多的企業開展了較為深入的技術研究。
產品結構失衡，高附加值產品缺失。
就產品結構而言，河南省的超硬材料產能及產業布局主要集中在中上游人造金剛石合成、金剛石微粉制造等材料領域，而在下游環節的研發投入和產能布局方面，尤其是工業金剛石產業鏈的超精、高精加工產品領域和培育鉆石產業鏈的珠寶零售品牌打造環節，卻相對薄弱。具體而言：（1）在工業金剛石產業鏈上，盡管鄭州三磨所的精密和超薄砂輪、四方達的聚晶金剛石復合片等超硬制品在行業內有一定優勢，但整體生產規模較小；（2）在培育鉆石產業鏈上，河南省相關企業主要集中在上游培育鉆石的原石生產，河南培育鉆石聚集地之一的商丘柘城也是在2023年才有了第一家高品質鉆石打磨工廠，填補了當地在中游鉆石切割打磨環節的空白。而在下游珠寶零售環節，盡管四方達、國機精工、力量鉆石、惠豐鉆石等主要原石生產企業在近兩年有所布局，但均未形成一定規模。
此外，超硬材料A股上市公司的數據分析顯示，近五年來，全部超硬材料A股上市公司和合計實現的制品板塊營收及毛利均強于材料板塊，毛利率表現也比較穩定波動性較小，但河南相關的6家超硬材料A股上市公司，則是材料板塊的產能及營收明顯強于制品板塊，從中也反映了河南超硬材料企業的產品結構問題。
產業政策集中，政策邊界寬泛。
2021年以來，河南省先后出臺了《河南省先進制造業集群培育行動方案（2021-2025年）》、《河南省“十四五”戰略性新興產業和未來產業發展規劃》、《河南省加快材料產業優勢再造換道領跑行動計劃（2022—2025年）》、《河南省建設制造強省三年行動計劃(2023—2025年)》等系列文件，從不同角度明確了推動超硬材料產業發展、構建千億級超硬材料產業鏈的一系列產業政策。與此同時，河南十八個地市中先后有鄭州、商丘、南陽、許昌、濟源、開封、漯河等七個地市也出臺了做優做強本地超硬材料產業或發展本地超硬材料產業集群的相關政策，如，《鄭州高新區促進超硬材料產業高質量發展若干措施》、《鄭州市人民政府辦公廳關于加快新材料產業發展的實施意見》、《商丘市加快新興產業重點培育行動方案（2023—2025年）》、《南陽市超硬材料產業鏈高質量發展行動方案》、《漯河市材料產業換道領跑行動方案》、《許昌市十大產業集群培育計劃》。
整體來看，上述省級或地市級出臺的產業政策具有如下特征：（1）無論是省級層面，還是地市級層面的產業政策基本都涵蓋了技術研發、標準制定、裝備制造、生產、檢測、交易等各個產業鏈環節，從扶持重點企業、激發有效投資、強化技術創新、引進產業人才、建立產業平臺等方面提出了一攬子扶持政策，也即，政策邊界相對寬泛，且多偏重于財政補貼、要素傾斜等傳統支持手段；（2）部分地市的政策導向雷同，如，如鄭州、商丘、南陽、許昌均提出產業鏈向下延伸，工業金剛石向功能性金剛石、超硬制品發展，培育鉆石向鉆石切割打磨、珠寶首飾終端消費發展。這也意味著，個別地市的產業政策可能針對性不夠，未能充分結合自身的資源稟賦，同時，由于各地市積極落實省級政策，從而可能在地市層面出現政策的“合成謬誤”問題，這無疑既不利于集中有限資源攻克關鍵技術或薄弱環節，也不利于各地市產業集群的錯位發展、有機融合。與此同時，我們對河南相關超硬材料企業實地調研中也了解到，企業在實際經營中對于地方產業政策的獲得感相對有限，仍面臨缺乏高端技術領軍人才、缺乏新興應用場景平臺、缺乏多樣化融資渠道等等問題，尤其是多數中小企業由于規模小而持續處于融資難、融資成本高、擴產慢、技術低的惡性循環中。
河南省超硬材料產業發展措施與建議
綜上所述，盡管河南超硬材料已形成了相對較為完備的全產業鏈體系，但在高附加值產品及技術創新引領等方面，與建設現代化產業體系的要求仍存在差距。為此，可以聚焦超硬材料產業的強鏈、補鏈、延鏈和產業鏈效能提升，以鏈長制為抓手，進一步發揮產業鏈“鏈長+鏈主+鏈創”的“三鏈”融合效應，并形成以市場化為導向的產融結合機制，從而促進全省超硬材料產業的高質量發展。具體而言，至少可以從如下幾方面著手：
一是完善多層次鏈長制體系，強化全省超硬材料產業發展頂層設計的引導作用。目前省內多個地市均提出要向上下游延伸超硬材料產業鏈，打造“鉆石小鎮”“鉆石之都”“超硬材料產業基地”等。為此，可考慮從省級層面，進一步梳理全省范圍內的超硬材料生產布局方案，推動建立不同行政層級、不同支持視角的多層次鏈長制政策體系，引導各地市結合自身資源稟賦，保持各自的產業發展邊界，從總體上形成各具特色、有機協調、逐步拓展的超硬材料產業鏈格局，避免各地市盲目建設和產業發展扎堆的問題。比如，鄭州市考慮依靠省會人才優勢、資金優勢，重點發展對人才、產業、技術要求較高的功能金剛石和高端金剛石制品；商丘市考慮依靠轄區內培育鉆石企業重點向鉆石切割打磨和電子商務等珠寶首飾零售領域發展；南陽市考慮依靠轄區內工業金剛石企業，做大做強工業金剛石產業，突出設備-原輔料-工業金剛石-立方氮化硼協同發展。
二是厘清政府和市場邊界，充分發揮“鏈長”的宏觀調控和統籌協調作用。政府部門作為鏈長，可側重于產業鏈整體的宏觀調控與統籌協調，圍繞營商環境和超硬材料產業公共服務體系建設，一方面，投入資金支持并引導建立超硬材料智能創新研發平臺和開放交易平臺，建立健全包括企業、產品、人才等各類信息的超硬材料產業數據庫，加強對研發投入項目及成果應用的論證和跟蹤評估，逐步形成超硬材料技術影響力評估體系框架和產業風險預估系統，從而持續提升服務型政府的“放管服”能力；另一方面，針對河南省高端技術領軍人才匱乏的現狀，實施超硬材料產業鏈高水平人才計劃，加大對科創機構及人員的科研激勵，鼓勵并引導企業在省外高層次人才引進、本地人才梯度化培養等方面給予更多政策傾斜，建立與國際接軌的人才評價方法和職業資格認證體系。
三是發揮“鏈主”企業的示范引領作用，促進產業鏈上下游整體配套協同發展。一方面，要引導省內超硬材料企業以市場需求為中心，瞄準前沿先進技術和裝備，充分利用數字技術結合數字化發展趨勢，探索跨區域產業協同創新模式，積極布局下游，改善同質化競爭和高端產品匱乏的境況；如，針對工業金剛石產業鏈，鼓勵并支持四方達等企業應積極開展超硬材料精密加工工具等制品研發、生產，推動綠色超硬材料及制品在本地齒輪、軸承等優勢產業中替代進度，帶動產業鏈向下游延伸；針對培育鉆石產業鏈，鼓勵并支持力量鉆石等企業應積極布局中游鉆石切割打磨環節，從而填補產業鏈空白，同時加強與零售商合作，布局培育鉆石零售業務，提高盈利空間。另一方面，鼓勵“鏈主”企業和科研機構、高校聯合共建超硬材料前沿領域的重點實驗室和中試基地等，搭建“異地”孵化載體，對其他中小企業開放共享實驗室等創新要素資源，從而促進超硬材料上中下游的整體配套協同發展。
四是建立健全鏈長制主導下的“鏈創”機制，促進超硬材料創新鏈產業鏈的雙向融合。一方面可以通過加大科研投入補貼、推行研發合同制等激勵創新的措施，引導并鼓勵鄭州大學、鄭州三磨所等高校或科研機構與超硬材料企業，通過建立產業研究院、技術研發中心等“知識同盟”“技術同盟”，合力解決大尺寸CVD金剛石異質外延生長、超精密切磨拋等行業關鍵技術以及超硬材料聲光電熱等應用領域的技術攻關，實現技術知識的積累、轉化、配置，促進創新鏈向產業鏈延伸；另一方面，可通過適當增加對超硬材料企業的創新補助，鼓勵并促進其積極探索科技創新成果的應用場景，促進產業鏈向創新鏈逐步靠攏。在此基礎上，不僅要形成資源共享、技術共進、利益共贏、風險共擔的科技創新與產業應用一體化的新機制，真正做實超硬材料產業鏈創新聯合體，還應加強對科技創新項目管理責任主體和程序的監督等，避免出現腐敗或騙取國家獎勵資金及套取政府補貼等現象。
五是加強產融結合，健全完善產業鏈順暢運轉所需的資金鏈。超硬材料產業屬于技術密集型、資金密集型產業，企業利用自有資金很難在把握產業發展的機遇。為此，除了政府財政對產業基礎研究的資金投入以外，還需持續優化投融資環境，建立健全覆蓋超硬材料產業鏈各環節的多元投融資體系，為超硬材料企業提供充足且多元化的資金支持。比如，（1）“以投帶引”引導超硬材料產業轉型升級，建議依托新設立的河南省新材料投資集團省級投資平臺作為開展資本招商的“牽引器”和“主力軍”，聯合中信、招商等國內頭部投資機構以及中原證券等河南省頭部投資機構共同設立產業基金群，形成“引導性股權投資+社會化投資+天使投資+投資基金+基金管理”的多元化科技投融資體系，不斷增強創新資本生成能力。（2）引導河南省金融機構創新金融服務模式、豐富金融工具類型，充分發揮信用中介和信息中介的作用，結合超硬材料產業鏈供應鏈特點開發信貸、保險等金融產品，支持并幫助超硬材料企業充分利用資本市場的IPO及再融資、發行債券等直接融資工具籌措資金，在政府創設引導產業基金、企業并購重組或分拆上市、制定股權激勵方案以吸引高端技術人才等方面，充分發揮金融中介機構的專業作用。
