淺談寶石級培育鉆石

蔡 薇，張錦雯，陳小軍，劉雨卿，黃文清

(1.南京市產品質量監督檢驗院，江蘇 南京 210029；2.國家金銀制品質量檢驗檢測中心(南京)，江蘇 南京 210029)

據有關統計，在美國、中國和印度，多數受訪者認為鉆石是婚約中必不可少的一部分。實際上，鉆石是國內外市場最受歡迎的寶石。鉆石具有一條很長的價值鏈，包括毛坯鉆石階段(毛坯鉆產出和銷售)、拋光鉆石階段(毛坯鉆切割和拋光鉆石銷售)、鉆石首飾階段(鉆石首飾制造和零售)(圖1)。長期以來，鉆石行業是一個處于高度保密狀態的行業，尤其是在鉆石價值鏈的頂端(包括鉆石開采及毛坯鉆供應)，有著其看似神秘的運作方式。

圖1 鉆石價值鏈及其進入壁壘、議價能力(據Linde et al., 2018)

在鉆石行業的頂端，國際鉆石卡特爾可能是世界上最成功和最持久的卡特爾。長期以來(19世紀末到20世紀80年代)，毛坯鉆石價格主要由一家占主導地位的公司戴比爾斯(De Beers)制定和控制。消費者對鉆石價格并無多少了解，他們購買鉆石首飾在很大程度上是基于一種信仰，這種信仰就是認為鉆石是有價值的?！般@石恒久遠，一顆永流傳”(A diamond is forever)正是在向消費者保證價值的同時創造了這種信仰。這是1947年戴比爾斯為鉆石設計的廣告語，戴比爾斯正是通過這個傳奇性的廣告活動創造和培育了鉆石的最終需求，同時強化鉆石作為稀有和珍貴寶石的形象。

1 天然鉆石的稀缺性

“鉆石恒久遠，一顆永流傳”旨在設法讓消費者相信鉆石是值錢且稀缺的，值得當作傳家寶代代傳承下去。那么鉆石真的如大眾想象中的稀缺嗎？“鉆石稀缺”這種說法對嗎？其實只能說對了一半，為什么這么說呢？首先，鉆石作為一種自然礦產資源，其總儲量是有限的(表1)。根據彩鉆研究基金會(FLCF)2019年的調查研究結果，鉆石礦產資源正在迅速枯竭，Marange, Vitor, Argyle，Diavik等(1～5年內)，Middle Orange River，Murowa，Orapa等(6～11年)，Cullinan，Finsch，Ekati，Merlin(12～17年內)等礦山將因達到開采壽命而關閉。最后一個鉆石礦也可能將在60年內被開采殆盡。所以從資源有限的角度來看，鉆石仍然是稀缺的資源。

表1 部分鉆石礦的儲量情況[1]

但為什么說對了一半呢？這得從戴比爾斯說起。戴比爾斯自成立之初就致力于營造一種“稀缺錯覺”，從而控制鉆石的價格并實現利益的長期最大化[2]。既然被稱為“稀缺錯覺”，那么至少在某一個時間段，鉆石肯定是不稀缺的，至少是不那么稀缺的。戴比爾斯的創始人塞西爾·羅茲在19世紀末，在他完成南非礦山的收購后就考慮過這個問題。首先，從南非開采并流入歐洲的鉆石數量比以往都多得多，這可能會破壞長期以來決定鉆石價值的稀缺性。此前的幾個世紀，鉆石一直被認為是極其稀有和珍貴的，只有皇室才能擁有的奢侈品。羅茲意識到，如果鉆石由于數量劇增而變得過于普遍，那么鉆石與浪漫和奢華的聯系就會喪失，需求也因此會下降。羅茲認為解決這個問題的唯一辦法是建立一個統一的、垂直一體化的組織來管理從南非流出的鉆石，從而保持低供應和高價格。羅茲認為在理想的情況下，每年可供歐洲消費者購買的鉆石數量應該大致等于婚禮數量。在這種理念下，羅茲控制了南非所有重要的礦山以及鉆石的分銷渠道，從而實現了對鉆石供應和價格的控制。這一經營理念在戴比爾斯的繼任者 歐內斯特·奧本海默身上得到了繼承和發展，他更加緊密地整合生產和分銷渠道，實現了南非鉆石貿易的近乎全面一體化。通過中央銷售組織(鉆石交易中心DTC的前身)，戴比爾斯精心挑選了一些看貨商來分銷鉆石。這種“有序的營銷”機制使得戴比爾斯不僅能夠確定每年投放市場的鉆石的精確大小和質量，而且還能決定它們的價格。

戴比爾斯在近一個世紀里都致力于維護這種微妙的平衡：

(1)控制產出 每當有新礦山被發現時，其產出的大量鉆石如果涌入市場，將對戴比爾斯構成威脅，摧毀他們營造的“稀缺錯覺”，并將導致鉆石價格降低。所以，只要有新鉆石礦的發現，戴比爾斯就會迅速行動，將新的生產商納入自己的行列。一般而言，新的鉆石生產商也明白如果鉆石供應增長過快，鉆石將失去吸引力，價格就會崩潰，而從愿意選擇與戴比爾斯合作。

(2)管理需求 戴比爾斯通過組織廣告活動來維持消費者對鉆石的需求，每年在鉆石珠寶方面的全球營銷和廣告上的支出相當巨大。戴比爾斯通過“A diamond is forever”的口號，引導消費者將鉆石等同于愛情，鉆石是不能用價格來衡量的，并精心培育訂婚人士對鉆石的需求。2004年全球鉆石首飾的銷量增長了6%，這個增長如果在其他行業會被認為是個好消息。但戴比爾斯并不這樣認為，這個意外的增長被視為一種威脅，因為它挑戰了戴比爾斯視若珍寶的穩定。因此，戴比爾斯提高了毛坯鉆石的價格以應對這種銷量的增長。

在鉆石行業，戴比爾斯在100多年的時間里一直處于主導地位。直到二十世紀末期，鉆石行業的格局發生了一些變化，戴比爾斯在國際毛坯鉆石市場供應的份額從峰期的85%～90%開始顯著下降；其他幾個大型集團組織，如埃羅莎(Alrosa)、力拓(Rio Tinto)等少數幾個企業參與到天然毛坯鉆石初級供應市場上，形成了寡頭競爭類型(圖2)。以2016年為例，在國際鉆石市場中，大約70%的毛坯鉆石是通過這些寡頭機構獲得的，而只有約30%的毛坯鉆石是通過自由市場獲得的。與大多數其他市場相比，鉆石市場仍以一種特殊的方式運作，只不過在價值鏈的頂端(毛坯鉆石階段)增加了一些玩家(圖1)，由極少數實力強大的寡頭積極管理供需。

圖2 2016年鉆石的供應情況

2 培育鉆石的優勢

由于天然鉆石的儲量有限，終有耗盡的那一天。然而對鉆石首飾的需求又有著巨大的市場，人們一直在尋求天然鉆石的替代品。那什么才是天然鉆石的最佳替代品呢？盡管很多種天然或人工寶石與鉆石外觀相似，并曾一度用來仿鉆石，比如合成立方氧化鋯、合成釔鋁榴石、合成碳硅石等，但實際上，這些材料與鉆石的組成卻截然不同。鉆石的組成元素主要是C，而合成立方氧化鋯是ZrO2、合成釔鋁榴石是Y3Al5O12、合成碳硅石SiC。實驗室培育鉆石(簡稱培育鉆石)因與天然鉆石具有相同的物理化學性質和晶體結構，不管是在工業應用領域還是在珠寶首飾領域，都被國內外視為天然鉆石的最佳替代品。

培育鉆石在20世紀50年代已經在實驗室成功生長出來，迄今已經有60多年的歷史。然而早期的培育鉆石顆粒小，顏色級別、凈度級別較低，主要用于工業的用途。因此培育鉆石最初的四五十年對天然鉆石的市場影響十分有限。但是，最近十年來，技術的進步使得培育鉆石市場跟天然鉆石市場開始競爭。

2.1 什么是培育鉆石？

培育鉆石是科學家在實驗室培育生產的鉆石。他們和天然鉆石有著相同的物理性質、化學成分和晶體結構。在實驗室，培育鉆石的生長技術包括高溫高壓法(HPHT)和化學氣相沉積法(CVD)。HPHT法是指以石墨、金剛石粉為碳源，在高溫高壓的條件下，模擬天然鉆石的生長環境(溫度1300℃～1600 ℃，壓力5～6 GPa)而生長鉆石晶體的技術[3];而使用CVD法生產培育鉆石的壓力和溫度則相對較低，在真空反應腔體中充入氫氣和甲烷的混合氣體，在特定的溫度和壓力下使甲烷分解，碳原子在種晶片上一層一層地沉積生長，最終形成鉆石[4]。

現有的培育鉆石技術已經較為成熟，已經能夠批量生產大顆粒、高級別的培育鉆石。例如，2016年拋光的CVD培育鉆石達到5.19 ct[4]；2017年HPHT拋光的培育鉆石最大尺寸已經超過了10 ct[3]。盡管如此，CVD培育鉆石生長技術在通過擴大等離子體放電區域面積(從而擴大鉆石沉積生長的面積)[5]、提高晶體生長速度[6]等方面有很大的改進空間。預計未來的5至10年是CVD技術發展的關鍵時期。

2.2 寶石級培育鉆石的產能優勢

天然鉆石和培育鉆石最大的區別在于它們的制造方式和稀有程度。天然鉆石在地表下經過數百萬年的時間形成，而實驗室培育的鉆石在實驗室里只需要幾天到幾十天的時間。

2020年，實驗室培育鉆石產量達到600萬至700萬克拉(圖3)。中國是培育鉆石的生產大國，占世界培育鉆石產能的50%，主要生產工藝是高溫高壓法。隨著印度、新加坡和美國成為主要的培育生產中心，CVD培育鉆石市場份額在逐步擴大。

圖3 全球范圍內培育鉆石的產能[7]；Mcts：百萬克拉。

2.3 培育鉆石的價格優勢

實驗室生產的鉆石是一種人造產品，因此它們的價值與生產成本緊密相關。與其他科技產品一樣，隨著技術的進步和生產成本的下降，其價格也在下降。這就是為什么培育鉆石的價格每年都在持續下降。由于培育鉆石技術日趨成熟，已經能夠實現大規模批量生產，其生產成本相對于早期已經大幅下降。例如，化學氣相沉積(CVD)培育鉆石技術大大降低了生產成本。生產一顆1克拉，顏色級別為G，凈度級別為VS的培育鉆石，2008年成本約為4000美金，而到了2018年則只需要約400美金，10年的時間，成本降低了約90%(圖4)。

圖4 1ct，G，VS實驗室培育鉆石(拋光)的生產成本[8]

隨著生產成本的下降，培育鉆石批發及零售價格也隨之下降。數據顯示，1ct，顏色級別G，凈度級別VS的培育鉆石，2017年其零售價只有相同級別天然鉆石的一半，而批發價格僅為天然鉆石的約2/3(圖5)。

圖5 1ct，G，VS的培育鉆石與同級別天然鉆石的價格比值[7]

以戴比爾斯旗下的Lightbox為例(圖6)，該品牌采用線性定價模式，即不管鉆石大小(顏色級別為G-J，凈度級別為VS，切工VG)，其售價統一為$800/ct。根據Rapaport報價單，1克拉J/VS2的天然鉆石，價格約為$5300。1ct培育鉆石的零售價僅為Rapaport報價的1/6。

圖6 Lightbox培育鉆石零售價

2.4 培育鉆石的顏色優勢

晶體結構完美的鉆石對可見光沒有吸收，呈現無色。然而，當鉆石中存在晶格缺陷時，這些缺陷能夠對可見光選擇性吸收，從而使得鉆石呈現美麗的顏色[9]。這些缺陷被稱為色心。例如，當鉆石晶格中的碳原子出現空缺時，形成空位(即GR1色心)；GR1在741 nm的吸收能使鉆石呈現綠色。

天然鉆石形成過程復雜，且晶體形成后在地質環境中經歷了漫長的地質歷史，因此天然鉆石晶格缺陷非常復雜，顏色十分多樣。典型的彩色鉆石包括黃色、藍色、綠色、粉色、橙色、紅色等。天然彩色鉆石十分稀有，價格相當昂貴，尤其是粉色、藍色鉆石。蘇富比于2016年在瑞士日內瓦拍賣的一顆15.38克拉的梨形粉鉆以3156萬美元成功拍賣，刷新了拍賣價格紀錄。

目前，培育鉆石技術相當成熟，在實驗室條件下，通過人為摻雜雜質元素就可以合成出黃色、橙黃色、藍色、綠色、棕粉色等各種顏色[3-4]。此外，通過人工處理技術對培育鉆石進行輻照、多步驟處理也可以獲得各種彩色，如粉色、藍-綠色[10-11]。相對于天然彩鉆的稀少，彩色的培育鉆石可以按需生產。

3 結語

隨著生產效率的提高(例如2019年和2020年，技術的持續進步促進了培育鉆石產量的兩位數增長)以及新的競爭者進入市場，預計培育鉆石價格將進一步下降。隨著零售價格進一步的下降，培育鉆石將被更多的價格敏感消費者群體認可和接受，并推動培育鉆石進一步進入具有增長潛力的時尚領域。主要的時尚珠寶零售商也在他們的產品中增加了實驗室培育鉆石，并將培育鉆石定位為時尚珠寶，將目標客戶定位為對價格敏感的消費人群。目前，大多數培育鉆石的零售市場集中在美國(占2019年全球市場的80%)，中國盡管排名第二(占2019年全球市場的10%)，但與美國差距甚大。可以預計，隨著中國中產數量的增加以及年輕一代消費觀念的轉變，培育鉆石在中國將擁有巨大的潛力。