大主宰,完美世界小说下载,古风 http://acled.com.cn 專注專業(yè)定制 智造智慧未來 Mon, 21 Nov 2016 00:21:07 +0000 zh-Hans hourly 1 https://wordpress.org/?v=5.4.16 【深度解析】石墨烯技術(shù)突破與市場前景 http://acled.com.cn/201611212731/ Mon, 21 Nov 2016 00:21:07 +0000 http://acled.com.cn/?p=2731
來源:中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院

作者:王本力

石墨烯是21世紀(jì)最具顛覆性的新材料,具有強(qiáng)度最高、韌性最高、透光率最高、重量最輕、電子遷移率最快、導(dǎo)電性最佳的優(yōu)異特性,借助“石墨烯 ”戰(zhàn)略平臺,可以為一大批傳統(tǒng)材料的性能提升與應(yīng)用拓展提供有力支撐,同時衍生出一系列性能優(yōu)異的新一代功能元器件,在鋰離子電池、太陽能電池、超級電容器、傳感器、生物醫(yī)藥、復(fù)合材料、環(huán)保、柔性顯示、半導(dǎo)體行業(yè)等傳統(tǒng)領(lǐng)域和新興領(lǐng)域的應(yīng)用都將引起相關(guān)行業(yè)革命性的變革,改變行業(yè)現(xiàn)有競爭格局,成為引領(lǐng)新一代工業(yè)技術(shù)革命的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。

目前,石墨烯行業(yè)正處于從技術(shù)向商業(yè)演變的關(guān)鍵時期,大規(guī)模應(yīng)用即將到來。

一、石墨烯技術(shù)突破

2010年石墨烯發(fā)現(xiàn)者獲得諾貝爾物理獎后,全球科技界和工業(yè)界競相關(guān)注,截止目前大約有80多個國家和地區(qū)開展石墨烯及其應(yīng)用研究。

近兩年來,石墨烯產(chǎn)業(yè)化方向逐漸清晰,石墨烯研發(fā)支持力度不斷加大。美國、歐盟及其成員國、日本和韓國等先后從國家戰(zhàn)略高度開展相關(guān)部署,出臺多項支持政策和研究扶持計劃。

隨著“中國制造2025”國家戰(zhàn)略的出臺,石墨烯扶持力度加碼,國家、地方政府、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟通過多種手段支持石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

總體上,前期世界各國的支持政策主要集中在石墨烯基礎(chǔ)研究;目前大多集中在石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈中游,以石墨烯功能器件研發(fā)為主;預(yù)計未來5到10年,各國對石墨烯行業(yè)的支持仍將集中在石墨烯中游產(chǎn)業(yè)鏈,以進(jìn)一步加快石墨烯產(chǎn)業(yè)化。

表1? 推動石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的政策措施

相關(guān)支持機(jī)構(gòu) 時間 相關(guān)政策及支持計劃 支持領(lǐng)域
美國國家自然科學(xué)基金會 2002-2013年 資助石墨烯項目近500項,約3300萬美元 石墨烯復(fù)合材料、電子器件、場效應(yīng)晶體管及存儲器件、連續(xù)制備工藝、生物傳感器
美國高級研究計劃署 2008年7月 投資2200萬元開發(fā)碳電子射頻應(yīng)用項目 開發(fā)新款石墨烯晶體管
美國國防部 2009年 投入750萬美元開展多學(xué)科大學(xué)研究計劃 研究空軍石墨烯材料和器件、納米結(jié)構(gòu)石墨烯電子帶隙裁剪
石墨烯利益相關(guān)方聯(lián)合會 2013年上半年 在紐約州布法羅成立 促進(jìn)研究人員、大學(xué)、政府機(jī)構(gòu)和企業(yè)之間的教育培訓(xùn)、技術(shù)合作、科學(xué)交流以及商業(yè)化
俄亥俄州研究商業(yè)化資助項目 2009年 35萬美元 鋰電池用石墨烯復(fù)合電極商業(yè)化
歐洲研究理事會 2007-2010年 投入177.5萬歐元 石墨烯薄膜及其特性、石墨烯電荷載體研究、石墨烯晶體管應(yīng)用研究
歐盟第七框架計劃 2008年1月 石墨烯基納米電子器件項目,239萬歐元 超越互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)
歐盟第七框架計劃 2010年 懸浮石墨烯納米結(jié)構(gòu)及石墨烯的納米級應(yīng)用項目
歐盟第七框架計劃 2011年6月 超級電容器石墨烯電極項目 超級電容器相關(guān)開發(fā)
歐洲科學(xué)基金會 2009年6月 歐洲石墨烯項目 石墨烯功能復(fù)合材料、外延石墨烯晶體管、石墨烯基自旋電子系統(tǒng)、碳化硅晶圓石墨烯、光電石墨烯器件等
歐盟委員會 2013年初 未來新興技術(shù)旗艦項目-石墨烯旗艦項目 擬投入10億歐元進(jìn)行石墨烯研發(fā)與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用
地平線2020 2014-2020年 研究和創(chuàng)新資助計劃 800億歐元
英國工程和自然科學(xué)研究委員會 2007-2012年 石墨烯器件基礎(chǔ)研究 石墨烯基晶體管傳輸模擬項目、石墨烯基自旋器件模擬項目
英國政府 2011年 《促進(jìn)增長的創(chuàng)新與發(fā)展戰(zhàn)略》 重點發(fā)展的四項新技術(shù)之一,5000萬英鎊用于研發(fā)和商業(yè)化
英國政府 2011年 曼徹斯特發(fā)展戰(zhàn)略,建立石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟 將石墨烯作為國家未來4個重點發(fā)展方向之一
英國財政部 2011年10月 撥款5000萬英鎊 建立國家石墨烯研究所,開展石墨烯前沿研究
英國財政部 2012年末 追加1000萬英鎊 石墨烯商業(yè)化,空客、BAE、勞斯萊斯、Dyson等額外匹配1200萬英鎊
英國政府 2014年9月 在曼徹斯特大學(xué)投資6000萬英鎊 建設(shè)“石墨烯工程創(chuàng)新中心”,加速石墨烯產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化、市場化
德國科學(xué)基金 2009年7月 啟動石墨烯新興前沿研究項目 新型石墨烯基電子產(chǎn)品
德國科學(xué)基金 2010年 三年投入1060萬歐元 啟動優(yōu)先研究項目——石墨烯
巴斯夫和馬普學(xué)會高分子所 2012年 共同投資1000萬歐元 建設(shè)碳材料創(chuàng)新中心,石墨烯合成與表征及在能源和電子領(lǐng)域應(yīng)用潛力評估
日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu) 2007年 石墨烯及器件技術(shù)開發(fā)項目 開發(fā)石墨烯材料工藝技術(shù)并實現(xiàn)大規(guī)模集成的器件技術(shù)
日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省 2011年 低碳社會超輕、高輕度創(chuàng)新融合材料項目 重點支持碳納米管和石墨烯批量合成技術(shù)
韓國教育科學(xué)技術(shù)部等 2007-2009年 提供1870萬美元 資助90個石墨烯相關(guān)項目
韓國知識經(jīng)濟(jì)部 2012-2018年 提供2.5億美元資助 1.24億美元用于技術(shù)研發(fā),其余用作商業(yè)化
韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部 2013-2018你 擬投資4230萬美元 推動石墨烯相關(guān)技術(shù)商業(yè)化
韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部 2013年12月 2014-2018年產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)戰(zhàn)略 石墨烯材料及零部件商業(yè)化
馬來西亞 2013年12月 創(chuàng)辦國家石墨烯中心
馬來西亞 2014年 NGAP2020國家石墨烯行動計劃 石墨烯在橡膠塑料添加劑、鋰電池陽極、導(dǎo)電油墨、納米流體和添加劑行業(yè)產(chǎn)業(yè)化
中國國家自然科學(xué)基金 2007-2014年 支持石墨烯項目1481個
科技部 十二五 國際科技重大專項、國家973計劃、863計劃等 圍繞“石墨烯宏量可控制備”、“石墨烯基電路制造設(shè)備、工藝和材料創(chuàng)新”等方向部署1000多個項目
發(fā)改委、財政部、工信部 2014年10月 聯(lián)合發(fā)布《關(guān)鍵材料升級換代工程實施方案》 到2016年要實現(xiàn)20種左右的重點新材料的批量穩(wěn)定生產(chǎn)和規(guī)模應(yīng)用,石墨烯位列其中
工信部等 2015年5月 《中國制造2025》 高度關(guān)注顛覆性新材料對傳統(tǒng)材料的影響,做好超導(dǎo)材料、納米材料、石墨烯、生物基材料等戰(zhàn)略前沿材料提前布局和研制
工信部、發(fā)展改革委、科技部 2015年11月 《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》 在2020年形成完善的石墨烯產(chǎn)業(yè)體系,實現(xiàn)石墨烯材料標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和低成本化,在多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用
寧波 2014年7月 發(fā)布《寧波市石墨烯技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2014-2023)》 力爭用10年的時間,將寧波打造成為全國乃至全球領(lǐng)先的石墨烯技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)區(qū)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展先導(dǎo)區(qū)、應(yīng)用示范先行區(qū)
無錫 2013年12月 發(fā)布《無錫市石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要(2013-2020年)》 建成具有“科研集中、產(chǎn)業(yè)集聚、技術(shù)創(chuàng)新、帶動輻射”等功能的省內(nèi)領(lǐng)先、國內(nèi)一流,國際具有一定影響力的石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用示范基地

數(shù)據(jù)來源:賽迪智庫原材料工業(yè)研究所整理

 

眾多科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)紛紛進(jìn)入,但國內(nèi)外差異顯著。

不完全統(tǒng)計,全球有近300家公司涉足石墨烯研究,包括IBM、英特爾、美國晟碟、陶氏化學(xué)、通用、杜邦、施樂、洛克希德-馬丁、波音、諾基亞、三星、LG、日立、索尼、3M、東麗、東芝、華為、輝銳、深圳鴻海等。

國外高校和企業(yè)掌握了大量核心專利,在石墨烯產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中扮演著重要角色。

韓國三星、美國IBM、韓國成均館大學(xué)、韓國科學(xué)技術(shù)研究所、日本東芝公司、美國賴斯大學(xué)等具有較高的影響力。

國內(nèi)相關(guān)研究主要集中在高校和中科院,有80多所一流大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)涉足石墨烯,但在企業(yè)層面只有深圳鴻海具有一定優(yōu)勢,且專利數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于三星、IBM等國外企業(yè),石墨烯研發(fā)過程中企業(yè)的主體作用亟待進(jìn)一步加強(qiáng)。

另一方面,國內(nèi)研究多集中于bottom-up方法制備、在鋰離子電池電極中的應(yīng)用以石墨烯復(fù)合材料方面,在半導(dǎo)體器件方面實力弱,產(chǎn)業(yè)布局亟待進(jìn)一步優(yōu)化。

表2? 國外部分知名研究機(jī)構(gòu)簡介

序號 名稱 研究領(lǐng)域
1 萊斯大學(xué) CVD石墨烯薄膜及儲能、復(fù)合材料和生物醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用
2 美國IBM 石墨烯晶體管、傳感器、信息存儲、集成電路等電子器件應(yīng)用
3 德州大學(xué)奧斯汀分校 制備、儲能、復(fù)合材料、探測器應(yīng)用
4 羅格斯大學(xué) CVD石墨烯薄膜及儲能、復(fù)合材料和生物醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用
5 普林斯頓大學(xué) 熱膨脹制備石墨烯
6 曼徹斯特大學(xué) 石墨烯材料
7 諾基亞 石墨烯基傳感器及相關(guān)器件
8 日本半導(dǎo)體能源研究所 鋰離子電池、觸摸屏、OLED領(lǐng)域應(yīng)用
9 東北大學(xué) 功能納米材料和先進(jìn)能量轉(zhuǎn)換設(shè)備(電動汽車、風(fēng)能、燃料電池和太陽能電池)
10 國立材料研究所 納米電子學(xué), pi電子器件
11 東芝 石墨烯基礎(chǔ)研究和應(yīng)用,如透明導(dǎo)電膜、觸摸屏等
12 索尼 石墨烯薄膜制備及在電子器件中的應(yīng)用
13 韓國KAIST 納米材料的在電子、能源轉(zhuǎn)換、催化劑、摩擦學(xué)和環(huán)境科學(xué)的應(yīng)用
14 成均館大學(xué) 石墨烯薄膜制備、轉(zhuǎn)移、在顯示和微電子領(lǐng)域的應(yīng)用
15 首爾大學(xué) CVD石墨烯大規(guī)模合成、roll-to-roll法開發(fā)超大石墨烯材料、柔性觸摸屏應(yīng)用
16 延世大學(xué) 柔性基底上圖案化納米材料干燥轉(zhuǎn)移技術(shù)、高質(zhì)量半導(dǎo)體納米材料的“由上至下”生產(chǎn)方法、高性能柔性可拉伸電子系統(tǒng)
17 韓國三星 CVD石墨烯以及觸摸屏、透明導(dǎo)電薄膜、LED、OLED、晶體管、信息存儲、太陽能、顯示器件等相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用
18 韓國LG 鋰離子電池、觸摸屏,顯示器件、太陽能、LED等領(lǐng)域

數(shù)據(jù)來源:賽迪智庫原材料工業(yè)研究所整理

圖1? 國內(nèi)主要研究機(jī)構(gòu)分布


數(shù)據(jù)來源:賽迪智庫原材料工業(yè)研究所整理

 

2010年后,全球石墨烯相關(guān)論文和專利數(shù)量呈井噴式增長。根據(jù)切薩布魯夫技術(shù)生命周期理論,石墨烯產(chǎn)業(yè)仍處于技術(shù)成長期,且技術(shù)演化趨勢正由石墨烯制備工藝向具體應(yīng)用領(lǐng)域轉(zhuǎn)變。

從1991年開始至今,全球共發(fā)表石墨烯相關(guān)SCI論文137690篇。其中,中國、美國、韓國和日本發(fā)表論文數(shù)量位居全球前四名,占比分別是34.2%、18.9%、7.5%和5.4%。

從1994年開始至今,全球共有12518件石墨烯相關(guān)專利。從技術(shù)原創(chuàng)國專利申請數(shù)量看,中國、韓國、美國、日本申請的專利量位居全球前四,占比分別是50%、14%、6%和6%,中國石墨烯相關(guān)專利量具有絕對優(yōu)勢。

從目標(biāo)申請國專利申請量看,中國是專利布局的重點,其后依次是美國、韓國、WO、日本和歐專局。從各原創(chuàng)國的技術(shù)申請范圍看,韓國、美國和日本都在積極進(jìn)行專利全球布局,但我國專利海外布局薄弱,亟待進(jìn)一步加強(qiáng)。

從石墨烯專利技術(shù)申請領(lǐng)域看,2013年之前,石墨烯相關(guān)研究主要集中在制備領(lǐng)域,2011年至2013年間制備技術(shù)專利占石墨烯專利申請比例達(dá)38%。隨著制備技術(shù)的完善與成熟,石墨烯專利申請不斷向下游應(yīng)用拓展,并開拓出新的領(lǐng)域。2013年至2015年間,全球新增大量關(guān)于復(fù)合纖維、涂層、功能薄膜、水處理等新興領(lǐng)域的石墨烯技術(shù)專利申請,其中關(guān)于石墨烯基復(fù)合材料的專利申請幾乎翻翻,而制備技術(shù)專利的申請比例降至約29%。

表3? 石墨烯相關(guān)標(biāo)志性事件和成果

企業(yè) 時間 事件/成果
美國IBM 2008年 開發(fā)了第一個石墨烯晶體管
日本富士通 2009年 已用石墨烯制作出幾千個晶體管
美國IBM 2010年 發(fā)布了柵長240nm、截止頻率230GHz的石墨烯FET
美國Angstron 2011年 開始生產(chǎn)石墨烯基超級電容器電極
美國IBM 2011年 研制了首款石墨烯圓片制集成電路
韓國三星 2011年 合作研發(fā)出30英寸石墨烯片;發(fā)布石墨烯FET
中科院重慶研究院 2012年 國內(nèi)首片15英寸單層石墨烯
常州二維碳素 2012年 研制成功全球首款手機(jī)用石墨烯電容觸摸屏
美國IBM 2012年 利用單層石墨烯制成透明電極的OLED元件
美國Vorbeck Materials 2012年 石墨烯基電子油墨感應(yīng)芯片市場占有率5%
芬蘭諾基亞 2012年 開展石墨烯光電傳感器研究
新碳高科 2013年 研制生產(chǎn)出柔性石墨烯散熱薄膜
日本東芝 2014年 制成10cm2大石墨烯與銀納米線復(fù)合透明電極
英國2DTech和澳大利亞Dyesol 2014年 合作開發(fā)石墨烯增強(qiáng)固體染色敏化光伏電池
美國Biogenic Reagents 2014年 開始石墨烯-碳超吸附碳產(chǎn)品商業(yè)化
英國Plastic Logic 2014年 全球首款石墨烯柔性顯示屏原型產(chǎn)品研發(fā)成功
加拿大Sunvault和愛迪生電力 2015年 創(chuàng)建全球最大的10000法拉第石墨烯超級電容器
Sing member LLX 2015年 開始推廣GS7生物傳感器
成都創(chuàng)威新材料 2015年 開展石墨烯-橡膠復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)化
帝斯曼公司 Stanyl TC導(dǎo)熱塑料用于飛利浦Mater LED MR16全球首例大功率LED燈具

????????數(shù)據(jù)來源:賽迪智庫原材料研究所整理

二、市場前景分析

目前,石墨烯處于產(chǎn)業(yè)化初期,主要應(yīng)用在鋰電池導(dǎo)電添加劑、涂料、導(dǎo)熱膜等低端產(chǎn)品。

全球各國根據(jù)本國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)化資源制訂了不同的技術(shù)應(yīng)用節(jié)點和路線圖,如歐盟石墨烯旗艦計劃技術(shù)路線圖、韓國石墨烯產(chǎn)業(yè)市場路線圖、《中國制造2025》石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖、中國臺灣石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖等,明確了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展重點、方向和路徑,已解決當(dāng)前相關(guān)產(chǎn)品制備技術(shù)存在成本高、技術(shù)不成熟、產(chǎn)品不穩(wěn)定等問題,開發(fā)針對特定場合的多形態(tài)和特性石墨烯基材料的制備和結(jié)構(gòu)調(diào)控技術(shù)。

未來將重點突破以大規(guī)模、低成本、高質(zhì)量、品質(zhì)均一可控和多尺度為特征的石墨烯制備技術(shù),大力發(fā)展石墨烯高精尖應(yīng)用技術(shù)以及下游產(chǎn)品開發(fā),不斷拓展石墨烯相關(guān)產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域。

 

圖2? 歐盟石墨烯旗艦計劃技術(shù)路線圖

圖3? 《中國制造2025》石墨烯材料技術(shù)路線圖

石墨烯已經(jīng)過了炒作熱期,企業(yè)已經(jīng)將注意力從石墨烯制備轉(zhuǎn)移到應(yīng)用,產(chǎn)業(yè)爆發(fā)點已經(jīng)形成。當(dāng)前,一些公司已具備提供石墨烯的能力,但主要應(yīng)用于試驗和應(yīng)用研究,真正實現(xiàn)高端應(yīng)用的較少,且相關(guān)企業(yè)的年產(chǎn)能大多不超過百噸級。

隨著政策支持力度加大、資本投入以及宏量制備技術(shù)的突破,未來5~10年,多數(shù)企業(yè)年產(chǎn)能將達(dá)到千噸級,少部分大型企業(yè)年產(chǎn)能有望達(dá)到萬噸級。

美國擁有IBM、英特爾、波音等眾多大型企業(yè),良好的創(chuàng)業(yè)環(huán)境催生了眾多小型石墨烯企業(yè),產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用進(jìn)展較快,產(chǎn)業(yè)布局呈多元化,已形成相對完整的產(chǎn)業(yè)鏈,覆蓋從制備及應(yīng)用研究到石墨烯產(chǎn)品生產(chǎn)直至下游應(yīng)用全環(huán)節(jié)。

歐盟擁有諾基亞等大型企業(yè)以及眾多小型專業(yè)化石墨烯企業(yè),主要從事石墨烯粉體、石墨烯薄膜、石墨烯復(fù)合材料制備,較少涉足下游應(yīng)用,未形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈。

英國有多家大型企業(yè)從事石墨烯開發(fā)及商業(yè)化推廣,同時涌現(xiàn)出眾多專業(yè)從事石墨烯研發(fā)的新興企業(yè),來自政府的支持力度很大,其產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用進(jìn)程加快,產(chǎn)業(yè)格局與歐洲整體相似。

韓國和日本石墨烯產(chǎn)業(yè)主要集中CVD石墨烯薄膜制備及其在電子器件領(lǐng)域中的應(yīng)用。

國內(nèi)石墨烯企業(yè)多為處于成長期的中小企業(yè),企業(yè)數(shù)量初具規(guī)模,但龍頭企業(yè)數(shù)量不多、規(guī)模相對較小,制約著整個產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展和完善。

表4? 國外主要企業(yè)情況

國家或地區(qū) 石墨烯原料 石墨烯應(yīng)用
美國 XG Science(粉體,80t/a) IBM(石墨烯場效應(yīng)晶體管)
Angstron ?Materials(納米片,300t/a) Carbon Sciences(云計算用石墨烯設(shè)備)
CVD Equipment(薄膜) 波音(航空結(jié)構(gòu)材料)
Graphene ?Frontiers(薄膜) Graphene 3D Lab(儲能用復(fù)合電極材料、石墨烯增強(qiáng)型3D打印材料)
Carbon Sciences(薄膜) Nanotek ?Instruments(石墨烯超級電容器)
ACS MATERIAL LLC(納米片、薄膜) Cabot Corporation(石墨烯導(dǎo)電添加劑)
NanoIntegris(石墨烯納米片及溶液) Vorbeck Materials(石墨烯導(dǎo)電油墨)
Graphene ?Technologies(石墨烯) Graphene ?Technologies(高分子導(dǎo)電油墨)
Graphene ?Frontiers(生物、化學(xué)傳感器)
Solan(石墨烯光電器件)
英國 Thomas Swan(納米片,1Kg/d) Haydale(石墨烯基墨水、涂料)
Haydale(功能化石墨烯納米片) Nanosystems(石墨烯油墨)
Nanosystems(石墨烯粉體) 夏普實驗室(儲能)
Smith & ?Nephew Extruded Films Ltd. (分離) M-SOLV(觸摸屏)
Perpetuus ?Advanced Materials(石墨烯納米片,27t/a) Nano Products(印刷電子產(chǎn)品)
Graphene Research(大面積石墨烯片) Applied Graphene ?Materials(高分子復(fù)合材料)
Applied Graphene ?Materials(石墨烯粉體) Plastic Logic(石墨烯柔性顯示屏原型)
Bluestone Global ?Tech Mater.(薄膜) FlexEnable(柔性電子技術(shù))
Graphene ?Industries(薄膜)
德國 AMO(石墨烯片、定制基底石墨烯) AMO(石墨烯晶體管)
AixtronAG(設(shè)備)
其他歐

盟國家

瑞典Graphensic AB(外延生長單層石墨烯)芬蘭諾基亞(石墨烯基傳感器、防水涂層及儲能器件)
挪威Abalonyx AS(氧化石墨烯,1t/a)挪威CrayoNano(石墨烯雜化電極材料)
西班牙Graphenea(石墨烯薄膜、氧化石墨烯)挪威Abalonyx AS(GO用于原油和天然氣行業(yè))
西班牙Graphenano(石墨烯建筑涂料、聚合材料電池)
意大利Directa Plus(石墨烯基納米材料)
韓國Graphenen Square(石墨烯薄膜、CVD設(shè)備)Samsung(石墨烯晶體管、電極薄膜)
Planar Tech LLC(CVD設(shè)備)浦項制鐵(防腐涂層)
CHANGUNG(電磁屏蔽涂層)
日本Graphene platform(CVD石墨烯)
富士(光伏用石墨烯薄膜)
東芝(石墨烯薄膜)
索尼(石墨烯薄膜)
馬來西亞Graphene Nanochem ?plc(石墨烯片,250t/a)

數(shù)據(jù)來源:賽迪智庫原材料工業(yè)研究所整理

 

表5? 國內(nèi)重點企業(yè)情況

企業(yè)名稱 簡介 生產(chǎn)力布局
北京生美鴻業(yè)科技有限公司 石墨烯透明導(dǎo)電薄膜 北京
北京碳世紀(jì)科技有限公司 石墨烯粉體和分散液 總部位于北京,生產(chǎn)基地位于常州和無錫(2.5t/a)
格雷菲尼(北京)科技有限公司 石墨烯、射流粉碎與分級設(shè)備、氣流分級設(shè)備 北京
納諾昂納米材料科技有限公司 納米材料、石墨烯、碳納米管系列 北京
常州第六元素材料科技股份有限公司 石墨烯粉體 常州(100t/a)
常州二維碳素科技有限公司 大面積石墨烯透明導(dǎo)電薄膜及應(yīng)用產(chǎn)品 常州(3萬平方米/a)
寧波墨西科技有限公司 石墨烯粉末、分散液、石墨烯漿料等 寧波(300t/a)
鴻納新材 石墨烯粉末、漿料 東莞(萬噸/a)
利特納米 石墨烯粉末 濟(jì)寧(5t/a)
威海云山科技有限公司 石墨烯粉末 威海
深圳市貝瑞特新能源材料股份有限公司 石墨烯粉末 深圳(365Kg/a)
上海新池能源技術(shù)有限公司 石墨烯粉末 上海(24Kg/a)
廈門凱納石墨烯技術(shù)有限公司 石墨烯微片 廈門
重慶墨烯科技 石墨烯導(dǎo)電膜 重慶(100萬平米/a)
無錫格非電子薄膜科技有限公司 石墨烯導(dǎo)電膜 無錫(2000萬觸摸屏/a)
廈門烯成科技 石墨烯薄膜、CVD
貴州新碳高科有限責(zé)任公司 石墨烯散熱薄膜 貴陽(2萬平方米/a)
青島華高能源科技有限公司 單層石墨烯 青島(年產(chǎn)數(shù)百公斤)
大連麗昌新材料有限公司 石墨烯負(fù)極材料 300噸/a
烯碳新材控股奧宇石墨 石墨烯負(fù)極材料 4000噸/a

數(shù)據(jù)來源:賽迪智庫原材料工業(yè)研究所整理

表6? 國內(nèi)主要企業(yè)分布

數(shù)據(jù)來源:賽迪智庫原材料研究所整理

 

全球各大研究機(jī)構(gòu)紛紛對石墨烯市場前景和規(guī)模進(jìn)行了預(yù)測。

綜合國內(nèi)外各機(jī)構(gòu)的分析結(jié)果,未來5~10年將是全球石墨烯產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展期,各行業(yè)對石墨烯的需求量將不斷增加。

對石墨烯的近期需求主要來自復(fù)合材料和涂層,集中在汽車、塑料、涂層、建筑、金屬、電池、航空以及能源和儲能領(lǐng)域。

對石墨烯的中長期需求主要集中在電子和光電領(lǐng)域及儲能領(lǐng)域。隨著石墨烯行業(yè)的深入發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤卣埂?/p>

表7? 石墨烯市場預(yù)測

時間 機(jī)構(gòu) 市場預(yù)測
2013.9 BCC Research發(fā)布《石墨烯:技術(shù)、應(yīng)用和市場》報告 2018年全球石墨烯產(chǎn)品市場將超過1.95億美元,2023年將達(dá)到13億美元,年復(fù)合增長率46.1%。在超級電容器、觸摸屏、結(jié)構(gòu)材料、傳感器和高性能計算機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用占石墨烯市場需求的79%。
2014.5 Allied Market ?Research 2020年全球石墨烯市場將達(dá)1.49億美元,2014-2020年間年復(fù)合增長率為44%。
2015.5 Future Markets發(fā)布《2025年全球石墨烯市場》報告 石墨烯主要應(yīng)用于半導(dǎo)體、電子和光電,電池、超級電容器等能源領(lǐng)域以及復(fù)合材料領(lǐng)域,占比分別為27%、19%和11%。
2015.6 Chisult Insight發(fā)布《2015年全球和中國石墨烯行業(yè)》報告 2014年,在電子、光電和數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域的應(yīng)用約占全球石墨烯總需求的近31%;在復(fù)合材料的應(yīng)用占24%。2014年中國石墨烯市場規(guī)模為2900萬元,其中石墨烯基復(fù)合材料為477萬元,占整個銷售額的16.4%;預(yù)計2020年,年復(fù)合增長率達(dá)到95%,市場規(guī)模超過16億元。
2015.9 IDTechEx發(fā)布石墨烯年度市場報告 2026年石墨烯市場將達(dá)到2億美元,主要應(yīng)用領(lǐng)域為復(fù)合材料、能源和石墨烯涂料。
2015.10 Markets and ?Markets發(fā)布《全球石墨烯產(chǎn)品、應(yīng)用及區(qū)域市場:2020年趨勢和展望》報告 到2020年全球石墨烯材料市場預(yù)計將達(dá)2.78億美元,2015-2020年年復(fù)合增長率達(dá)42.8%。北美是全球最大的石墨烯市場,其市場增長的主要依靠石墨烯基復(fù)合材料和涂層材料需求的增長。
2015.10 中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟 2013年全球石墨烯市場規(guī)模約為1250萬美元,預(yù)計2020年石墨烯市場規(guī)模將達(dá)到1.2億美元

數(shù)據(jù)來源:賽迪智庫原材料工業(yè)研究所整理

 

圖4? 2023年石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域分布


數(shù)據(jù)來源:BCC Research,賽迪智庫原材料研究所整理

 

圖5? 2025年石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域分布

數(shù)據(jù)來源:Future Markets,賽迪智庫原材料研究所整理

 

三、加快我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展

石墨烯研究是我國少數(shù)位于世界前列的科技領(lǐng)域之一,與國際先進(jìn)水平相比具有發(fā)展快速、水平相當(dāng)、國際同步、部分領(lǐng)先的特點。但國內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈不成熟、下游應(yīng)用環(huán)節(jié)未打通、市場需求有待培育、自主知識產(chǎn)權(quán)有待加強(qiáng)等制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題突出。

制定國家級產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。

當(dāng)前,我國在石墨烯領(lǐng)域尚缺乏國家層面的宏觀規(guī)劃,與國外相比仍有較大差距。建議盡早制定國家層面的石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)化路線,明確產(chǎn)業(yè)發(fā)展的階段目標(biāo)、重點任務(wù)、重大工程、資金來源及政策措施等,確定合理的組織框架,推動材料、設(shè)備、工藝和應(yīng)用并行發(fā)展,促進(jìn)上下游的協(xié)調(diào)發(fā)展。

提升企業(yè)創(chuàng)新能力。

一是以企業(yè)為主體,實施“政產(chǎn)學(xué)研用融”協(xié)同創(chuàng)新,建立石墨烯國家重點實驗室或工程中心,鼓勵生產(chǎn)企業(yè)和應(yīng)用企業(yè)交叉持股、戰(zhàn)略合作,設(shè)立聯(lián)合研發(fā)平臺,支持生產(chǎn)企業(yè)、研發(fā)機(jī)構(gòu)和應(yīng)用企業(yè)聯(lián)合承擔(dān)研發(fā)項目和科技成果轉(zhuǎn)化項目,突破石墨烯制備、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)瓶頸,加快科技成果轉(zhuǎn)化,打通石墨烯全產(chǎn)業(yè)鏈。

二是石墨烯產(chǎn)業(yè)作為引領(lǐng)整個工業(yè)領(lǐng)域的材料革命的新興產(chǎn)業(yè),不能遵循傳統(tǒng)內(nèi)生式產(chǎn)業(yè)發(fā)展軌跡,引導(dǎo)企業(yè)開展產(chǎn)業(yè)組織創(chuàng)新,加快發(fā)展“企業(yè) 研發(fā)機(jī)構(gòu) 孵化器 加速器”的發(fā)展模式。

三是依托龍頭企業(yè)、科研院所等,加快建成一批石墨烯材料及器件技術(shù)創(chuàng)新平臺、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化平臺及專利和標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)平臺,提高石墨烯產(chǎn)業(yè)高端服務(wù)能力。

推動石墨烯應(yīng)用發(fā)展。

石墨烯產(chǎn)業(yè)最大的瓶頸在于沒有形成完整成熟的產(chǎn)業(yè)鏈,研發(fā)制備企業(yè)和下游應(yīng)用企業(yè)脫節(jié),市場需求尚未全面打開。

一是加快應(yīng)用技術(shù)開發(fā),鼓勵企業(yè)聯(lián)合科研院所、高校開展相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計和技術(shù)研發(fā),擴(kuò)大石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域和市場。

二是推進(jìn)首批次產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用示范,扶持一批具有行業(yè)帶動作用的企業(yè)實現(xiàn)在重點需求領(lǐng)域的率先應(yīng)用,構(gòu)建與各類應(yīng)用相適應(yīng)的市場化運作機(jī)制,建成一批高水平示范項目。

三是依托有關(guān)協(xié)會、學(xué)會、行業(yè)聯(lián)盟或企業(yè),加快制定工藝標(biāo)準(zhǔn)、檢測標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)等,積極參與制定石墨烯國際標(biāo)準(zhǔn),加快石墨烯標(biāo)準(zhǔn)國際化進(jìn)程,將石墨烯研發(fā)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)勢,掌握產(chǎn)業(yè)發(fā)展的話語權(quán)。

四是石墨烯應(yīng)用技術(shù)多處于中試階段,市場前景不確定,一旦量產(chǎn)將引起價格下降,甚至技術(shù)擴(kuò)散導(dǎo)致行業(yè)惡性競爭,必須建立健全行業(yè)規(guī)范,實現(xiàn)研發(fā)生產(chǎn)和商業(yè)化的有機(jī)融合。

加大資金支持力度。

國外在石墨烯發(fā)展過程中給予了持續(xù)的資金支持,我國雖然通過國家自然科學(xué)基金已經(jīng)陸續(xù)資助超過3億元用以石墨烯相關(guān)項目,但資助體量相比國外仍有提升空間,特別是在歐盟10年10億歐元支持石墨烯產(chǎn)業(yè)和國內(nèi)石墨烯企業(yè)仍顯弱小的大背景下,我國應(yīng)進(jìn)一步加大資金扶持力度。

一是在國家層面設(shè)立重大科技專項,出臺石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項行動計劃,進(jìn)一步加大對石墨烯技術(shù)創(chuàng)新的支持力度;

二是盡快出臺后續(xù)補(bǔ)貼和激勵政策,充分激發(fā)企業(yè)和市場積極性;

三是大力發(fā)展符合石墨烯產(chǎn)業(yè)特征的金融產(chǎn)品和服務(wù),支持天使投資、科技支行、科技保險、科技小貸等新型金融業(yè)態(tài),制定和完善風(fēng)險補(bǔ)償、基金扶持等政策;

四是落實首臺(套)重大技術(shù)裝備保險補(bǔ)償機(jī)制,推動石墨烯生產(chǎn)首臺套裝備和首批次石墨烯的推廣應(yīng)用。

加強(qiáng)自主知識產(chǎn)權(quán)建設(shè)。

一是加強(qiáng)石墨烯專利分析與戰(zhàn)略研究、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)機(jī)制研究,構(gòu)建產(chǎn)業(yè)化導(dǎo)向的石墨烯專利池。

二是支持具有自主知識產(chǎn)權(quán)的項目開發(fā),鼓勵相關(guān)機(jī)構(gòu)通過PCT途徑申請國際專利,加強(qiáng)海外專利布局。

三是加強(qiáng)在Bottom-up途徑制備石墨烯、半導(dǎo)體器件應(yīng)用、以及設(shè)備等技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)學(xué)研合作和技術(shù)轉(zhuǎn)移,引導(dǎo)和支持設(shè)備專利和應(yīng)用專利申請,形成規(guī)模化專利申請布局。

]]>