石墨烯是一種神奇的納米級(jí)新材料，具有透光性好、導(dǎo)熱系數(shù)高、電阻率低、電子遷移率高、高機(jī)械強(qiáng)度特點(diǎn)，能在諸多應(yīng)用領(lǐng)域取代原有材料發(fā)揮高效性能，因而已經(jīng)取代硅，成為”二十一世紀(jì)新材料之王“。

    自2010年石墨烯附上了諾貝爾的光輝之后，憑借著其優(yōu)良的性能、眾多的功能等優(yōu)勢(shì)被廣泛的運(yùn)用在了鋰電池、航空汽車零部件、散熱素材、集成電路等領(lǐng)域，并被人譽(yù)為“除了吃以外，石墨烯涉及了一切產(chǎn)品及各個(gè)領(lǐng)域中”的神奇材料。

    以電池領(lǐng)域?yàn)槔?，與傳統(tǒng)電極材料相比，石墨烯具有高容量密度、高功率密度、電池結(jié)構(gòu)與性能優(yōu)化更好等優(yōu)勢(shì)。石墨烯應(yīng)用于鋰電池中，能大大提高電池容量，為新能源汽車解決續(xù)航問題。如我國(guó)南京理工大學(xué)的科研組新研究出來的“氧化石墨的雜化及其在能源中的應(yīng)用”的新成果，大大提高了鋰電池的能量?jī)?chǔ)備量，能夠改善當(dāng)前電池續(xù)航時(shí)間短、使用壽命不長(zhǎng)的通病，將帶動(dòng)鋰電池產(chǎn)業(yè)以及新能源汽車等相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

    政策加持石墨烯產(chǎn)業(yè)初顯成效

    基于石墨烯優(yōu)秀的性能，各國(guó)都在不遺余力推動(dòng)石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，石墨烯相關(guān)的技術(shù)研發(fā)已列入美國(guó)、英國(guó)、日本和韓國(guó)等國(guó)新材料領(lǐng)域重點(diǎn)的支持項(xiàng)目。當(dāng)前我國(guó)ICT產(chǎn)業(yè)國(guó)產(chǎn)化替代趨勢(shì)加強(qiáng)，石墨烯的優(yōu)異性能將有助于我國(guó)在ICT產(chǎn)業(yè)不斷取得突破。因此近年，我國(guó)政策紅包不斷向石墨烯領(lǐng)域發(fā)放。

    2012年工信部發(fā)布《新材料產(chǎn)業(yè)"十二五"發(fā)展規(guī)劃》，首次明確提出支持石墨烯新材料發(fā)展;

    2014年11月，我國(guó)發(fā)布的《關(guān)鍵材料升級(jí)換代工程》提出到2016年實(shí)現(xiàn)石墨烯的批量穩(wěn)定生產(chǎn)和規(guī)?；瘧?yīng)用;

    2015年，《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》發(fā)布，提出了將石墨烯打造為先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，并在2020年形成完善的石墨烯產(chǎn)業(yè)體系，實(shí)現(xiàn)石墨烯標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和低成本化等要求;《<中國(guó)制造2025>重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線圖》進(jìn)一步明確未來十年我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路徑，總體目標(biāo)是“2020年形成百億產(chǎn)業(yè)規(guī)模，2025年整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破千億”。

    2016年恰逢“十三五”開局之年，業(yè)界預(yù)測(cè)石墨烯進(jìn)入《新材料產(chǎn)業(yè)“十三五”重點(diǎn)產(chǎn)品目錄》應(yīng)無懸念。在頻繁的政策利好下，石墨烯迎來在各行各業(yè)大顯身手的絕佳機(jī)會(huì)，產(chǎn)業(yè)也初顯成效。

    如技術(shù)研究方面，2011年，國(guó)內(nèi)與石墨烯有關(guān)的論文為278篇，2012年為494篇，2013年為718篇，2014年上升至914篇，2015年為1239篇;技術(shù)專利上。目前我國(guó)在國(guó)際上已經(jīng)申請(qǐng)2200多項(xiàng)石墨烯專利技術(shù)，約為全球石墨烯專利技術(shù)的三分之一。

    產(chǎn)業(yè)規(guī)模上，我國(guó)形成了以江蘇省(常州、無錫、南京等地)為中心，寧波、青島、重慶、德陽(yáng)、河北、北京等地活躍分散發(fā)展的格局。產(chǎn)業(yè)鏈中，下游公司居多。目前,我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有超過50家的制備及相關(guān)應(yīng)用開發(fā)企業(yè),目前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也主要集中在石墨烯規(guī)模化制備技術(shù)以及與下游商業(yè)化應(yīng)用對(duì)接兩方面。

    50億元市場(chǎng)將打開石墨烯產(chǎn)業(yè)瓶頸待解

    中投顧問產(chǎn)業(yè)研究院提供的《2016-2021年中國(guó)石墨烯行業(yè)深度市場(chǎng)調(diào)研與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》指出，在政策利好下，2016年石墨烯產(chǎn)業(yè)化將迎來關(guān)鍵之年，市場(chǎng)空間有望突破50億元人民幣。其中電子設(shè)備散熱材料將有36億元、導(dǎo)電添加劑為8億元、透明導(dǎo)電膜3億元、超級(jí)電容器2億元以及軍工材料1億元。

    隨著石墨烯制備水平的發(fā)展和石墨烯應(yīng)用技術(shù)水平的發(fā)展，石墨烯材料能夠應(yīng)用在更多的下游產(chǎn)品和領(lǐng)域中。預(yù)計(jì)到2024年前后，石墨烯器件有望替代互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)器件，在納米電子器件，光電化學(xué)電池、超輕型飛機(jī)材料等研究領(lǐng)域得到應(yīng)用;消費(fèi)電子類應(yīng)用將成石墨烯技術(shù)攻克主方向。石墨烯制備水平和應(yīng)用技術(shù)水平的發(fā)展是相輔相成的，以目前的發(fā)展水平看，電子元件領(lǐng)域的應(yīng)用對(duì)石墨烯的質(zhì)量和技術(shù)要求最高，也最難以實(shí)現(xiàn)，我們預(yù)計(jì)其應(yīng)用在10年左右;石墨烯在消費(fèi)電子類的應(yīng)用主要需克服制備技術(shù)的難關(guān)，這也是目前石墨烯研究中最熱點(diǎn)的方向，我們預(yù)計(jì)制備技術(shù)在未來1-2年內(nèi)會(huì)有所突;

    石墨烯的研究和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展持續(xù)升溫。從石墨烯專利領(lǐng)域分布來看，其應(yīng)用技術(shù)研究布局熱點(diǎn)包括：石墨烯用作鋰離子電池電極材料、太陽(yáng)能電池電極材料、薄膜晶體管制備、傳感器、半導(dǎo)體器件、復(fù)合材料制備、透明顯示觸摸屏、透明電極等。

    總體而言，石墨烯市場(chǎng)前景與發(fā)展趨勢(shì)都被看好，不過對(duì)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言，仍有諸多不足之處。

    作為新興行業(yè)，我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈還極為薄弱，沒有形成完整的、成熟的產(chǎn)業(yè)鏈上下游，石墨烯研發(fā)制備企業(yè)和下游應(yīng)用企業(yè)脫節(jié)是主要特點(diǎn)。

    目前石墨烯仍處于產(chǎn)業(yè)化初期，善未完全實(shí)現(xiàn)石墨烯的規(guī)?；瘧?yīng)用，對(duì)石墨烯產(chǎn)品最大的需求市場(chǎng)仍然是科研院校和少量生產(chǎn)廠商。由于下游需求未起，大部分石墨烯企業(yè)目前仍無法找到穩(wěn)定的商業(yè)模式和盈利模式。

    阻礙石墨烯大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的難點(diǎn)在于兩個(gè)方面：工藝上來看，如何批量化地制備大面積、穩(wěn)定性好、高質(zhì)量的石墨烯是難點(diǎn)之一，目前整個(gè)行業(yè)仍處于產(chǎn)品研發(fā)階段，只有少數(shù)企業(yè)能夠大規(guī)模制備高質(zhì)量石墨烯，行業(yè)層面的不良率影響了下游的應(yīng)用推廣;銷售層面上看，業(yè)內(nèi)企業(yè)仍無法穩(wěn)定獲取利潤(rùn)，如何整合上下游產(chǎn)業(yè)鏈，即推廣或銷售將成為石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。