柘城，河南豫東的一座小城，近年來因為鉆石而名揚天下，被譽為“鉆石之都”。其金剛石微粉的年產量和出口量分別占據全國的70%和50%，年產金剛石單晶60億克拉、金剛石微粉100億克拉、培育鉆石毛坯及加工銷售600萬克拉。
一個曾經的農業縣何以無中生有，培育出擁有完整產業鏈的高科技超硬材料產業集群？面對新一輪的產業競爭，如何創新突圍續寫輝煌？帶著疑問，記者近日深入柘城探究其背后的發展密碼。
“四十年磨一鉆”吸引世界眼光
前不久，記者從鄭州出發，驅車兩百多公里來到商丘市柘城縣。駛入城中，一個巨型鉆石模型豎立在城市廣場，折射出金剛石產業在這個城市的分量。
在濃厚的七夕氛圍中，記者走進河南業達峰新材料公司（以下簡稱業達峰）。戒指、項鏈、耳墜……琳瑯滿目的鉆石飾品陳列在展廳，供客商和消費者選購。
“來這里出差，沒法陪老婆過七夕，準備在這買顆鉆石，回家給她一個驚喜。”從安徽合肥來柘城出差的汪先生邊說邊細心地挑選飾品。
一旁由5名青年組成的直播帶貨團隊，正在拍攝展廳內的鉆石飾品。“柘城鉆石名氣越來越大，我們準備開設抖音賬號，搞直播銷售。”團隊負責人王先生說。
“七夕前，全國各地來訂購鉆石飾品的客戶數量明顯增加。”業達峰負責人朱勇超向記者介紹，人造鉆石與天然鉆石相比，就像“河里的冰”和“冰箱里的冰”，幾乎沒有差別。培育鉆石價廉物美，正在走進尋常百姓家。
柘城縣縣長余化敏介紹，柘城縣金剛石超硬材料產業企業有120余家，構建了單晶、微粉、培育鉆石、金剛石制品全鏈條，世界首個培育鉆石產品標準就由柘城參與制定。
一度以辣椒、肉牛聞名的柘城縣，是一個典型的平原農業縣，當地無山少礦，發展金剛石產業地域優勢并不明顯。它究竟靠什么創造了無中生有、由小變大的神話？
把時間的指針撥回到20世紀80年代初期。
柘城縣委、縣政府號召在外能人返鄉創業，時任鄭州磨料磨具磨削研究所聚晶金剛石研究工程師的馮金章受邀返回柘城縣邵園鄉，參與創辦全縣第一家金剛石廠——邵園金剛石廠。此時距1963年12月6日我國在頂壓機上研制成功第一顆人造金剛石，已經過去了20年左右。
馮金章返鄉創辦金剛石廠沒幾年，便因病去世。盡管邵園金剛石廠曇花一現，卻為柘城培養了一批金剛石技術骨干。他們從家庭作坊創業起步，相繼開辦了大大小小的金剛石企業。
現已年近古稀的王占西，當年便是第一批“吃螃蟹的人”。他在1986年創辦了柘城縣鉆石工具廠，一直延續至今。72歲的王學柱曾在邵園鄉經營一個農機修配門市鋪，機緣巧合，幫邵園金剛石廠安裝頂壓機，自此與金剛石生產設備結緣，成為柘城縣金剛石生產裝備的首批創業者。
伴隨市場經濟的曙光，敢想敢闖的柘城人四處開拓市場，尋找銷路，不僅視野廣了，更有了強烈的市場意識。“只要是生產金剛石的地方，就有柘城人跑去買原料。”王占西回憶起創業初期的艱辛，仍唏噓不已。刺骨寒冬，他身穿軍大衣，跑到北京參加展會，在展館外擺地攤推銷金剛石微粉，因心疼錢，他住在地下室的小旅館。
王占西說，柘城金剛石產業之所以無中生有，一步步壯大，離不開柘城縣委、縣政府發展金剛石產業的“定力”，一任接著一任干，才鑄就了“鉆石之都”的金字招牌。
早在2006年，柘城縣便成立工業園區，配套軟硬件設施，重點圍繞金剛石產業，“筑巢引鳳”，吸引金剛石企業進園區。2009年，柘城把工業園區提升為產業集聚區，建立柘城縣超硬材料生產基地，加大招商引資力度，完善基礎設施，出臺優惠政策，進一步整合金剛石產業鏈企業進園區，推進產業集約化、集群化發展，逐步扭轉了原來“小、散、亂”的作坊式生產格局。
一些金剛石生產企業積極搶抓機遇，不斷發展壯大。其中，惠豐鉆石從家庭作坊起步，一步步成長為國內最大的金剛石微粉生產企業，一年生產30億克拉金剛石微粉，被工信部授予專精特新“小巨人”稱號。
余化敏說，近年來，為進一步推動超硬材料產業轉型升級，柘城縣貫徹新發展理念，構建新發展格局，確立“單晶做強、微粉做精、制品做優、鉆石做亮”的總體思路，著力延鏈補鏈強鏈，又規劃了5000余畝的金剛石產業園“新藍圖”，目前部分項目已建成投運。
在柘城縣新建的金剛石產業園（一期二期），記者看到12棟廠房已達到入駐條件，另有12棟廠房正進行主體工程建設。據了解，該項目于去年1月啟動建設，總建筑面積63萬平方米。目前，柘城金剛石產業園已簽約漢顯科技、深圳聚晶、中南大學研究院CVD鉆石項目、惠豐微粉等11個項目，預計年產值突破100億元。
“四十年磨一鉆。”如今，柘城縣已構建起包含金剛石原輔材料、工業級金剛石單晶、金剛石微粉、寶石級金剛石、金剛石制品、鉆石首飾等年產值超200億的產業集群，被科技部評為國家超硬材料及制品高新技術產業化基地，走出了一條傳統農區不依賴資源發展壯大工業的新路子。在今年的柘城縣政府工作報告中，柘城縣又制定了打造500億級金剛石超硬材料產業集群的新目標。
“三化”融合挺進價值鏈中高端
2021年9月24日上午9點25分，深交所一聲悠長的鐘鳴，力量鉆石宣告上市。隨后，惠豐鉆石上市，由此，柘城創造了一年上市兩家培育鉆石概念公司的行業佳話。
這背后，轉型升級是最有力的推手。
柘城縣支持企業實施“生產換線”“機器換人”“設備換芯”等三大改造，加快新技術、新工藝、新設備推廣應用，再造產業新優勢。走進柘城縣國家超硬材料及制品高新技術產業化基地，一幅數字化、綠色化、高端化的“三化”融合新圖景展現眼前。
數字化成為企業轉型升級的重要標志。在惠豐鉆石智能工廠，一座標準化車間內300臺微粉自動分選機和30多臺高速冷凍離心機正滿負荷運轉，但見機器不見人。
據記者了解，惠豐鉆石在采購、生產、倉儲、銷售、發貨、結算等環節構建了全鏈條的數字化系統，多種數據集合到這個“智慧大腦”。車間生產設備也接入了該系統，實現金剛石微粉的分選分級參數的實時傳輸，對產品質量進行全流程監控預警。
“與老廠區相比，新廠區的微粉分選設備更加智能，之前是人工分選金剛石微粉，現在是自動化分選，質量和效率都大幅提高。得益于新設備、新技術更新迭代，公司已實現50納米金剛石微粉的工業化批量生產，并破解了20納米級微粉量產技術難題，有效實現了國產替代。”惠豐鉆石相關負責人說。
綠色化理念深植企業生產全過程。在力量鉆石的生產車間，一排排六面頂壓機正安靜運行，而其內部溫度高達1400℃-1500℃，猶如一座座小火山，放置其間的石墨柱在歷經兩到三周的高溫高壓后，可“孕育”出10到20克拉的人工培育鉆石原石。
力量鉆石相關負責人介紹，公司擁有1600臺六面頂壓機，其中1400臺是800毫米缸徑的大型六面頂壓機。與傳統小型六面頂壓機相比，人員投入和原材料消耗基本持平，盡管能耗提高了1.2倍，但產能卻提高了2倍到2.5倍，平均單位能耗降低了一半左右。此外，經過近10年堅持不懈的技術攻關，公司把高耗能的金剛石提純電解周期先從14天壓減到10天，又壓減到7天，更加節能環保。
考慮到金剛石生產高耗能特點，力量鉆石在新廠房的頂部全部安裝了新能源光伏板，踐行綠色發展理念。“目前，公司新能源光伏的總裝機容量已達6兆瓦，初步測算，年發電量720萬度左右。后續新建廠區也將全部安裝太陽能光伏板，充分利用綠色電能，在大幅降低能耗的同時，有效節約生產成本。”力量鉆石相關負責人說。
高端化成產品新特點。記者采訪發現，在柘城金剛石產業轉型升級過程中，部分新產品填補國內空白，保持著較高的市場占有率。柘城縣高新區管委會主任孫若梅介紹，在金剛石微粉方面，柘城縣年產量和出口量分別占全國的70%和50%，其中納米級金剛石微粉在國內精密儀器打磨拋光市場，保持著較高市場占有率。
惠豐鉆石研發生產的人造單晶金剛石微粉廣泛應用于航空航天、裝備制造、光學儀器、精密陶瓷、醫療器械等領域，于2021年12月被工信部認定為第六批制造業單項冠軍產品。
在金剛石單晶方面，力量鉆石研發生產的IC芯片超精加工用特種異型八面體金剛石，擁有自主知識產權，打破了國外壟斷，填補了多項國內技術空白。該公司生產的線鋸用金剛石微粉，處于行業領先地位。
孫若梅介紹，目前，柘城金剛石產業擁有省級專精特新中小企業15家，國家級專精特新“小巨人”企業2家。未來，柘城將力爭用1至2年時間，把培育鉆石生產企業的六面頂壓機總量發展到5000臺，做到全國第一。同時，柘城縣還將往下游發力，重點發展培育鉆石、金剛石制品，支持企業革新技術，開發新產品，推動金剛石從傳統磨削鋸鉆等工具向半導體、尖端醫療、航空航天等功能性用途拓展，使柘城超硬材料產業挺進中高端。
加速創新瞄準功能金剛石新賽道
今年6月，在美國拉斯維加斯舉辦的珠寶博覽會上，力量鉆石展出一粒50克拉的產品，吸引了與會廠商的目光。這是柘城縣金剛石產業自主創新、技術突破的一張閃亮名片。
“目前，公司已實現1到30克拉培育鉆石的批量化生產。近年來，基于30克拉培育鉆石的技術積累，公司強化技術創新，在實驗室條件下，培育出了50克拉的鉆石。這對公司來講是一個里程碑，未來將持續投入研發，加快技術攻關，主動競逐功能性鉆石新賽道。”力量鉆石相關負責人說。
“過去，金剛石多用作磨料磨具生產，屬于傳統工業，隨著近年來寶石級大單晶的市場開拓，行業孕育出了新的市場空間。一些企業正瞄準第四代半導體、高性能散熱材料、光學窗口材料等開展技術攻關，進軍新賽道。”孫若梅說。
惠豐鉆石也在原有的金剛石微粉基礎上延伸產業鏈，加快打造培育鉆石規模化生產能力，其CVD培育鉆石業務已初具規模。
“CVD法合成的金剛石，具有尺寸大、低雜質濃度、高結晶質量等優點，在航空航天、新一代半導體、超大功率器件等尖端科技領域具有較大的應用潛力。”惠豐鉆石相關負責人說。
余化敏表示，當前，柘城縣金剛石產業正從“跟”到“創”邁進，大力推進自主創新，著力攻克前沿技術，推動金剛石產業從機械用金剛石向功能用金剛石轉型。
“政府搭臺、企業唱戲，政府服務、企業發展，政府主導、企業主體”——在超硬材料發展中，柘城縣探索出一條產、學、研緊密結合的校企合作新路，在科技攻關、成果轉化、科技咨詢、人才引進、人才培訓及項目推薦落戶等方面，與16家國內大學和科研院校開展合作，并每年舉辦一次全國性產業論壇。
為推進規模以上工業企業研發活動全覆蓋，柘城縣鼓勵企業建立自主研發創新中心，為此設立了3000萬元科技創新基金，支持重點企業建設企業技術中心、工程技術中心、重點工程實驗室、院士工作站等研發平臺，鼓勵企業引進新技術、加強科技研發、改進生產工藝，提高產品檔次和附加值。
截至目前，柘城縣培育超硬材料高新技術企業32家，建成省級工程技術研究中心16家，建成河南省人造金剛石質量監督檢驗中心以及微納米金剛石粉體材料院士工作站1處、博士后研發基地2處。
“鉆石恒久遠，一顆永流傳。”戴比爾斯公司通過廣告，將鉆石與愛情、承諾和珍貴聯系在一起，創造了鉆石飾品銷售神話。如今，柘城通過產業化，將培育鉆石與新技術、新產業和新業態相結合，正開創功能性鉆石產業應用的新圖景。