人造金刚石、立方氮化硼等超硬材料是航空航天、高端制造、石油勘探、电子信息、新能源等多个领域的“工业牙齿”；随着AI算力爆发、第三代半导体发展，功能性金刚石在芯片散热（热沉片）、红外光学、高端声学等领域的应用也日益广泛。为此，美国在关键矿产清单中已包含钨、石墨、钛、钒和锆等与超硬材料密切相关的矿物原料的基础上，新增了硼（boron）和硅（silicon）。我国人造金刚石产量约占全球的95%，立方氮化硼产量约占全球的75%，这些超硬材料的核心产区在河南。世界超硬材料看中国，中国超硬材料看河南。当前，新一轮科技革命和产业变革深入发展，人工智能加速重构产业生态，推动河南超硬材料产业实现从“大”到“强”、从“规模优势”向“全面引领”的跃升，直接关系到整个国家高端制造业自主可控能力、战略性新兴产业的安全稳定，以及在全球科技竞争中的核心竞争力。
河南超硬材料产业的优势与短板
河南是全球超硬材料的核心集聚区，已构建起完整的超硬材料产业体系。郑南商许超硬材料集群是河南省首个“国字号”先进制造业集群，也是全国唯一以超硬材料为主题的先进制造业集群。这一集群已经形成了“技术研发—原料辅料—设备制造—材料合成—制品应用”的全链条体系，其中规上企业361家，上市公司6家，国家级制造业单项冠军6家，国家级专精特新“小巨人”企业9家，年销售收入超亿元企业30家。
但是，河南超硬材料生产能力和行业整体影响力并不相称，呈现“上游厚重、下游中空”的“倒三角”格局。河南的优势集中在上游毛坯生产环节，全部产值仅占全国的40%左右，在产业链更高附加值的环节仍有明显短板，尤其是在全球价值链竞争中面临极大的竞争压力。其中，在中端切割打磨环节，印度具有显著优势，全球约85万名培育钻石切磨加工工人中，印度达80万人；美国是全球最大的金刚石消费市场和技术应用高地，消费了全球培育钻石的76.5%，而其中99%的钻石消费用于芯片制造。
加快价值链的延伸与创新生态的重构
河南超硬材料产业规模优势的形成是技术突破、地理集聚、制度供给与市场需求等多重力量协同演化的结果。1963年，郑州三磨所实现技术突破，研制出中国第一颗人造金刚石，之后通过“在干中学”、技术和人才溢出等，为形成超硬材料产业集群奠定了技术和人才基础。之后由郑州向南阳、商丘、许昌等地发散，加之政府的引导和支持，形成显著的规模优势。超硬材料产业是典型的资本和技术密集型产业，空间集聚与大规模生产有利于降低单位产品平均成本以及人力和研发投入，提升价格竞争力。但是，规模优势并不能自动转化为产业引领力，在新的竞争形势特别是AI的冲击下，亟须在全球价值链地位、创新能力、标准与规则制定等方面实现系统性跃升。
首先，要在全球价值链上实现位置攀升。产业升级的本质是从低附加值环节向高附加值环节攀升。推动河南超硬材料产业进入全球前列，就要突破中低端市场的定位，沿价值链向下游延伸，从工业原料走向精密刀具、航空发动机叶片等高附加值工业制品，从毛坯合成走向培育钻石的品牌化与终端消费等。这种在全球价值链上的攀升需要技术能力的提升以及市场渠道、品牌建设、终端服务能力的系统性重构。其次，要在产业创新生态上实现系统重构。产业竞争力的核心不在于单个企业的创新能力，而在于创新主体、创新资源、创新环境与创新网络构成的整体系统效能，系统层面的协同创新远比单个主体的突破更具持续性和竞争力。河南超硬材料产业的规模优势实际上是“制造能力”的规模化，在新形势下亟须向“创新能力”的系统化转变，实现从“制造集群”向“创新集群”的转型。最后，要在标准与规则制定上实现话语权突破。这是河南超硬材料产业实现全面引领的最高阶形态。谁制定标准，谁就主导产业的技术方向和贸易规则；判断一个产业是否具有国际竞争力，其标志就是能否从“价格接受者”变为“规则制定者”。2025年7月，首个由河南企业主持制定的纳米金刚石国际标准正式发布，实现了历史性突破。但整体上，河南超硬材料产业在国际标准制定、技术路线选择、贸易规则塑造、产品定价权等方面话语权仍较为有限。
重视AI技术带来的新机遇与新挑战
AI技术的大规模应用给河南超硬材料产业发展带来新的机遇。在生产端，AI应用为河南超硬材料产业升级提供技术底座，一些企业的AI运用已进入规模化价值创造阶段，显著提升了生产效率。如黄河旋风与中国联通合作打造了金刚石超硬材料行业首个“5G+质量大数据+AI智能应用项目”，在车间部署3万个数据采集点位对厂区500台金刚石六面顶压机进行高速实时数据采集，使生产效率提升28%、生产成本降低35%、毛利率增加40%以上，将人造金刚石优品率提升30%、产能提升15%、原材料一致性提升30%。在产品端，AI算力的爆发催生了金刚石散热材料的巨大市场需求，为超硬材料拓展了新赛道。传统铜铝散热材料已接近物理性能极限，AI芯片功耗飙升倒逼散热材料升级。金刚石具有超高热导率、超硬、绝缘、耐高温等良好性能，散热效果是铜的5倍、硅的10倍以上，被视为破解AI芯片散热难题的重要载体。今年2月，英伟达公司提出GPU芯片将全面采用“金刚石复合材料+液冷”全新散热方案。有机构预测，2026年全球AI芯片用金刚石散热市场规模约87亿元，2030年有望增至592亿元，年复合增长率超50%。此外，金刚石的应用边界不断向新能源、通信基站、雷达系统等对散热要求较高的领域以及第四代半导体材料演进。河南黄河旋风、四方达、力量钻石等多家超硬材料头部企业均加快部署金刚石散热赛道，推动金刚石从原来“论吨卖的工业磨料”向“论片卖的芯片散热贴”转变。
但同时，AI也对河南超硬材料产业带来巨大挑战。一是高端应用存在有势能、无量产的困境。良品率低、成本高，生产周期长、能耗巨大，半导体级金刚石热沉片行业良品率不足50%，仍以试样研发为主，暂无规模化订单。二是超硬材料头部企业与中小企业之间的数字鸿沟较大。黄河旋风、力量钻石等头部企业率先进行数智化改造、布局AI赛道，而大量中小型超硬材料企业受限于资金、技术和人才，数智化改造缓慢；加之2022年以来低端培育钻石价格大幅下跌，导致大量中小型企业业务收入与利润大幅下滑，企业智能化转型升级支撑不足，仍以传统生产模式为主。三是产业生态不确定性与国际竞争压力加剧。2025年10月，我国对超硬材料、稀土设备等相关物项实施出口管制。虽然这一政策之后被暂停实施一年，但暂停期结束后是否会继续暂停，仍存在较大不确定性。全球主要经济体均在加速布局AI+新材料，美国Akash Systems公司于今年2月向印度交付了全球首批搭载金刚石冷却技术的英伟达H200平台AI服务器，金刚石散热正式从实验室走向了规模化商用。
在AI的冲击下，河南超硬材料产业要加快AI技术的深度应用，探索以AI重塑生产、管理全流程，构建覆盖研发设计、生产运营、工艺优化、质量检测、运维服务、节能降耗、供应链管理等全生命周期的智能体。要以智能化改造推动超硬材料工厂升级，推动更多超硬材料企业“上云用数赋智”，建设更多超硬材料多场景柔性智能工厂，实现全链条、全流程的智能化。利用好超硬材料行业工业互联网平台，发挥黄河旋风、四方达、中南钻石等龙头企业的向下赋能作用，征集推广更多超硬材料AI应用场景，向中小企业提供更多引导。持续深耕磨具、人造金刚石、培育钻石等传统优势领域，同时，尽快抢占AI前沿赛道，瞄准金刚石半导体材料、电声热功能性应用等前沿领域，整合科研力量，注重集成创新，加快关键技术攻关。加大超硬材料与AI复合型人才培养，依托郑南商许超硬材料集群和龙头企业，联合更多高校建设超硬材料产业学院，强化人工智能、半导体物理、智能制造等课程与实际需求的衔接，推动产教深度融合。加大对省内高校超硬材料相关学科集群的支持力度，推动学科建设向服务产业发展转变。
（作者系郑州大学商学院副院长，数字经济与产业创新实验室研究员）
来源：《河南日报》（2026年07月24日12版）
统筹：吴 鹏
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