石墨烯——下一个万亿级产业，会如何布局？

1. 石墨烯——下一个万亿级产业，会如何布局？

石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至2004年，英国物理学家成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在。2010年，英国物理学家因在石墨烯方面的开创性实验获得了诺贝尔物理学奖。　


石墨烯自从2004年提出到现在已经有15个年头，15年来石墨烯的技术与研究已经取得了很大的进步，而且有很多应用的实例，未来随着石墨烯技术的不断成熟，以及石墨烯产业不断发展，石墨烯将会引领一个新的技术革命，甚至改变很多行业的竞争格局。
因为石墨烯确实有非常明显的优势。
石墨烯特殊的结构形态，使其具备目前世界上最硬、最薄的特征，同时具有很强的韧性、导电性和导热性。这些特性使其拥有无比巨大的发展空间。未来石墨烯有可能应用于电子、航天、光学、储能、生物医药、日常生活等广大行业，其潜在应用领域包括高速晶体管、透明电极、印刷电子、新型复合材料、超灵敏传感器、新型催化剂、基因测序、储能装置等。

第一、关注石墨烯的基础技术研究。
石墨烯本身是非常大的一个产业，有很大的应用空间，目前石墨烯的应用场景相对比较小，大多都集中在导热性以及导电性这两个功能上。除了这些功能石墨烯还有其他用途，所以大家不妨关注下那些具备石墨烯基础研究技术的企业。
第二、关注跟石墨烯装备有关的企业。
既然未来石墨烯未来应用场景非常广，那作为石墨烯提炼和加工的一些装备肯定有很大的市场，所以大家可以关注一下那些跟石墨烯装备有关的企业。

第三、重点关注一些城市的产业。
目前石墨烯在我国已经有一定的规模，很多城市都在布局石墨烯产业。从全国范围来看，北京目前是石墨烯研究最集中的地区，差不多50%以上的石墨烯技术都是从北京诞生的，所以大家可以关注一下北京的相关石墨烯研究机构。

2. 为什么说石墨烯会成为下一个万亿级的产业？

它性能优异，应用领域广泛，是比较有潜力的一种新材料。它存在于自然界，只是从技术上剥离出单层结构稍有难度。它拥有其他材料没有的特殊性能，如优异的电学性能，出色的机机械性能，极高的导热性，优异的阻隔性能等。因此，被成为新材料之王。这介绍看着是挺牛逼的，只是很多技术还有待突破，效果是不是真的那么好还有待验证。

二、中国是世界排名前三的石墨烯大国

从数据上看，中国的占比在全球的储存量绝对排得上号，跟稀土差不多储量丰富。既然这个产量高，应用范围又广，所以国家出了相关政策来支持这个行业的发展，资源战略的地位开始初显。只是个人觉得，不要再搞成和稀土一样了 ，占了那么多又卖的那么便宜实在是有点可惜。不过，原材料的用途不同，战略性也不同。还是要看所在领域对社会贡献的程度。


三、石墨烯产业链布的布局方向

政策开始支持，《中国制造2025》明确了石墨烯在战略前沿材料中的关键低位，强调其战略和研制，实现到2025年整体产业规模破千亿的目标。目标不错，就材料而言目前还是在炒概念阶段，很多东西实际上都还没有落地。
从数据统计上看，实际开展石墨烯相关业务的企业目前在2600左右，上游企业有1400家左右，中游有200家左右，下游有600家左右。但在A股中相关的上市公司寥寥无几，多数都是以收购的方式布局，基本找不到主营占比权重很大的石墨烯上市公司。

3. 石墨烯产业化之路有多远

　1 先导产业初打造

　　据复旦大学高分子科学系教授卢红斌介绍，根据诺贝尔奖获得者Geim和Novoselov的定义，石墨烯是指“具有蜂窝晶格结构的、单个碳原子厚度的二维碳膜”。然而，学术上有许多研究涉及多层堆积的石墨烯片层，因此，现在人们往往将其分为“单层石墨烯”和“少层石墨烯”（小于10层）”，而10层以上的人们通常称之为“石墨微片”。这应该是目前石墨烯国家标准中最终确定的定义，也是目前学术界广泛接受的观点。

　　清华大学材料科学与工程系教授沈万慈介绍，继2004年之后石墨烯在全世界都热了起来，后来在国际会议上确定，1～10层公认为是石墨烯，超过10层以上的叫纳米石墨片。现在网络上也有叫类石墨烯产品或是多层石墨烯，其中类石墨烯接近石墨烯，但不是石墨烯，多层石墨烯叫法也是错误的。真正充分表现石墨烯高强度、透光、导电性等特点，是越薄越明显，尤其是单层最明显。例如从透光率来说，5层以上基本不透光。

　　沈万慈还介绍，目前石墨烯的制备方法基本有两类：一类是以氧化还原技术为代表的剥离方法；另一种是气相化学合成，也就是CVD方法。这两类产品不一样，用途也不一样。而目前用天然石墨等制备石墨烯，最多采用的是氧化还原法，用强氧化剂处理石墨成为氧化石墨，然后使之剥离分散成为氧化石墨烯，再经还原以后才是石墨烯。氧化还原法制备的是石墨烯粉体和浆料等，通常计量单位为克、千克、吨等。采用CVD方法制备的是石墨烯膜，成本较高，但其利用价值也高。这类产品的计量单位是平方米。真正能够发挥石墨烯性能的，特别是在电子产品上有应用前途的是石墨烯膜，比如触摸屏等都是由石墨烯膜制成。

　　《“十二五”期间中国石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告》显示，我国已申请了2200多项石墨烯专利技术，占世界石墨烯专利总数量的1/3。实际上，在“十二五”期间，我国各地政府已经瞄准石墨烯这一新材料，并相继成立了一系列石墨烯产业化基地，包括宁波石墨烯产业园、常州江南石墨烯研究院、无锡石墨烯产业化示范区、青岛国际石墨烯创新中心和重庆石墨烯产业园。此外，多个省份如安徽、黑龙江、湖南等也已开始着手筹划石墨烯产业发展规划。

　　经过几年的前期准备，我国已将石墨烯列入“十三五”重点发展的基础新材料，一系列相关政策也于近期出台。其中，工信部、发改委、科技部于2015年11月30日联合下发了《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》（简称《意见》）提出，把石墨烯产业打造成先导产业，到2018年，石墨烯材料制备、应用开发、终端应用等关键环节良性互动的产业体系基本建立，产品标准和技术规范基本完善，开发出百余项实用技术和样品，推动一批产业示范项目，实现石墨烯材料稳定生产以及在部分工业产品和民生消费品上的产业化应用。到2020年，形成完善的石墨烯产业体系，实现石墨烯材料标准化、系列化和低成本化，建立若干具有石墨烯特色的创新平台，掌握一批核心应用技术，在多领域实现规模化应用；形成若干家具有核心竞争力的石墨烯企业，建成以石墨烯为特色的新型工业化产业示范基地。

　　可以预见，我国的石墨烯产业在“十三五”期间可望取得快速发展，并拉动包括新能源、新材料以及交通运输、电力等诸多产业的发展。

　　如何让石墨烯产业快速健康发展，是许多业内人士的目标，也是正在寻找和研究的方向。面对几近疯狂的炒作和急功近利的现象，在质疑石墨烯产业化之路到底有多长之时，业内专家纷纷提出了自己的建议。

　　就产业发展，沈万慈认为，所谓先导产业，就是石墨烯作为最基础的新材料，带动下游产业应用，形成产业链。目前的主要任务是踏踏实实做好石墨烯应用研发工作，就是终端产品的研发。生产出终端产品，市场认可，有一定的需求量，哪怕一年几百吨，也能形成一个产业链。他分析，前几年在制备方法上做了很多研究，现在氧化还原方法已经比较成熟，CVD制备石墨烯膜也达到一定的规模。但现在终端产品基本上都是样品，比如触摸屏、超级电容器、导电剂、海水净化膜等，不是最终产品，没有形成批量生产。一个材料如果没有应用市场，不可能形成产业。所以，要特别加强技术研发，真正开发出终端产品并被市场认可。

　　沈万慈指出，石墨烯应用的最重要领域是电子技术，在微电子技术向纳电子技术的转型中，石墨烯材料会起到主要作用。这方面的研究国内相对较少，需要加强。

　　刘荣华则认为，应该从国家层面统筹或规划石墨烯产业的发展，每个地方应差异化发展，避免同质化竞争，避免产能过剩。地方政府也可以整合当地科研机构资源，对接或服务这些石墨烯企业。此外，政府还应出台相关政策来支持石墨烯产业发展。

　　北京有色金属研究院总院高级工程师刘冠伟认为，氧化石墨烯以及石墨烯类物质从性能上来说不算太出众，想要制备出高附加值、高技术含量的产品比较困难。制备高性能的石墨烯材料，开发真正的高端用途，可能更为符合国家希望依靠石墨烯实现做大做强中国工业，实现产业升级的期望。

　　针对石墨烯产业的发展，袁国辉也提出几点建议：一是制定国家石墨烯产业化发展战略和规划。在政府政策的引导下，搭建好若干产学研研发平台或产业园区，有针对性的重点布局，重点攻关，避免重复投入和低水平重复性研究。一方面，要加强真正原创性的基础研究和应用基础研究；另一方面，高度重视面向产业化的关键技术和工程化研究。二是在有发展条件和研发基础的地区，建立若干石墨烯工程技术中心，面向市场，重点研发各具特色的石墨烯产业化技术及产品，并进行推广。三是鼓励石墨烯材料及相关产品的应用技术研发和商业化生产，可以采取多种措施，鼓励具有研发和市场能力的企业做强做大，要扶植起若干具有全局性作用的龙头企业。四是鼓励具有一定规模、具备发展潜力的石墨烯企业进入资本市场，利用市场的力量规范石墨烯产业的发展。

　　同时，袁国辉还对黑龙江省发展石墨烯提出了具体建议：一是在全省一盘棋的思想下，规划以哈尔滨为中心，建立石墨烯新技术、新材料、新应用研发，产业技术孵化基地，以鸡西、鹤岗为两翼，建立石墨烯及高端石墨新材料生产基地；二是以哈尔滨万鑫石墨谷产业园为载体，在哈尔滨市建立石墨烯产业研发及应用研究平台，建设企业化运作、开放式的石墨烯研发、检测公共服务平台；三是省政府应给予石墨烯产业非常规、高强度支持，设立专项资金给予石墨烯产业园区定向支持，同时搭建融资平台优先支持石墨烯产业；四是设立专项资金，支持天然石墨制备粉体石墨烯产业化关键技术研究和薄膜石墨烯制备关键技术研究，支持石墨烯产品开发及应用技术研究；五是以黑龙江省石墨类新能源材料工程技术研究中心和贝特瑞—哈工大联合实验室为基础，建设和申报国家级石墨新材料工程技术研发中心；六是设立专项资金，鼓励企业参与相关石墨烯国家标准的制定工作，促进黑龙江省石墨烯产业标准化建设。

　　2 概念炒作帮倒忙

　　虽然三部委的《意见》出台时间不久，但石墨烯这一概念却早已深入人心。国内外各大媒体相继报道了石墨烯电池、手机屏等相关产品，一些企业纷纷把发展导向引向石墨烯。几年时间里，石墨烯就已在国内以迅猛之势发展起来，不觉让人们惊奇石墨烯产业发展速度之快、产品性能之好。但是在这些“光环”和惊奇的背后，一些业内专家对此提出了质疑。他们认为，目前石墨烯产业的这种“红火”现象并不正常，而且石墨烯产业目前来说是先导产业，还没真正形成自己的产业，发展背后还存在着一定困难和问题。

　　首先，炒作、急功近利现象明显。现在只要随意在互联网上搜索石墨烯，就会有大篇幅有关石墨烯、石墨烯电池的报道扑面而来。沈万慈认为，现在对石墨烯炒作得太厉害，有些东西不太真实。现在石墨烯产业确实正在发展，而且发展势头非常好，将来也会形成一个很大的产业。但是现在还没有真正形成产业。从产业发展情况看，目前制备石墨烯的技术基本具备，正在实现产业化，如宁波墨烯、常州第六元素公司等，建了每年百吨级生产线。不过真正的产量很有限，卖出去的产品更少，大多是送出去做实验用。

　　哈尔滨工业大学化工学院应用化学系教授袁国辉也认为，目前，国内的石墨烯研究存在太多急功近利的行为，也存在太多的炒作嫌疑。比如，我们经常可以在媒体上看到与石墨烯有关的研究进展和某种石墨烯产品的问世，但实际进展、产业化研发和市场情况并不乐观。在石墨烯产品的产业化技术发展上，存在一哄而上、炒作痕迹明显的现象。

　　那么，是什么原因造成这种现象？业内人士分析称，一是石墨烯概念炒得太火，某些新闻媒体对石墨烯应用的报道存在偏差或夸大，缺乏客观性，导致相关部门或企业对于石墨烯的认识存在误区，造成一种好像很简单，“短平快”一夜暴富的氛围。二是有个别企业想通过“引入”石墨烯，从而得到国家和政府的资金支持等。

　　沈万慈认为，不同于其他新材料产业，石墨烯是一个高速发展的领域，但同时也是处于成长过程中的新领域，不是短时间内就能立竿见影看到效益。而这种一哄而上的现象，造成的最大危害则是上一大批低端同质的项目，实际上技术、人才、资金都不靠谱，最终造成浪费，给石墨烯产业健康发展帮倒忙。

　　中国非金属矿工业协会石墨专业委员会副秘书长刘荣华也指出，目前全国有多个地方在规划石墨烯生产基地，功能性都差不多，未来会出现同质化竞争，最终导致价格竞争，不利于行业的发展。此外，目前大部分石墨烯企业经济实力很弱，基本都是科研院校的研究人员出来创业。而石墨烯产业是技术+资本密集型行业，这些企业持续投入研发，若没有外来资本介入，这些石墨烯企业最终会退出该行业。

　　其次，产业化制备技术还需要经受市场考验。沈万慈指出，没有长时间批量生产的生产线都是不稳定的，如果有市场连续生产都会有问题。所有产业都是这样，第一批样品出来以后，在运行过程中都会不断地出现问题，不断改进，最后才能形成成熟的技术及设备。

　　卢红斌认为，多数企业采用的规模化制备技术需进一步完善，这体现在多个方面，如产品质量、环保压力、工艺过程优化和批次稳定性以及下游创新性应用的开发与推广。虽然石墨烯产业链初步形成，但盈利能力不足，这往往和技术革新进步以及企业运营模式密切相关，研发投入普遍不足。

　　再次，目前石墨烯生产企业多是小企业，且融资困难，在很大程度上制约着企业的快速发展。资本介入现阶段仍存疑虑，观望中居多。“从产业技术研发的企业看，国外长期系统性石墨烯研究的大多是具有雄厚实力的大企业，或者是在政府支持下进行的系统性研发，如三星、LG、IBM等国际大公司都投入大量的人力和物力，对石墨烯进行长期的系统研究。欧盟更是投入巨资，将石墨烯研究列入未来新兴旗舰技术项目，并设立专项研发计划，该计划将在未来10年内获得10亿欧元的经费。而国内多是小作坊式的企业，真正有雄厚科研实力的大型上市公司的直接参与还较少，缺乏龙头企业的引导以及雄厚的人力、物力和财力基础来支撑。”袁国辉这样表示。

　　因此，石墨烯产业化还需要一段时间才能实现。沈万慈认为，去年年末出台的《意见》中指出把石墨烯打造成先导产业，但还没有形成产业。当前是从实验室走向产业化的关键时期，并没有走向产业化，短期内成支柱产业还不太可能。

　　卢红斌也分析称，石墨烯制备技术虽已成熟，但是在石墨烯陆续投放市场时，还会经受市场的考验；针对下游应用领域，科研人员还要进一步完善和优化技术，针对每一个应用领域的要求，优化每一个石墨烯产品的性能和稳定性。但这个过程不是短暂就能实现的，而是需要若干年的积累。

4. 石墨烯的产业化应用范围大吗

石墨烯堪比材料领域的互联网，与不同材料、技术结合起来能够形成具备特殊性能、满足特定应用的新型“材料”。2014年我国从事石墨烯产业的企业已突破千家，石墨烯产业链市场规模达到233.3亿元，产业化应用已在不断推进。根据导电添加剂、超级电容器、电子设备散热材料、透明导电膜以及军工材料市场的估算，石墨烯前期市场空间在50亿以上，未来导电添加剂市场将突破50亿元，透明导电膜和军工材料市场空间均在百亿以上。未来石墨烯的发展思路将是以应用创新为切入点推动传统行业向高性能材料升级，消费电子、锂电池、超级电容、橡塑、涂料等细分行业出现部分优势企业通过添加石墨烯材料大幅提升传统产品性能，从而重新建立行业壁垒，推进产业洗牌的变化。

5. 石墨烯的产业化应用范围大吗？

2014年，石墨烯国内市场规模高达233.2亿元。资料显示，石墨烯在化学传感器、生物传感器和生物界面，GRM和半导体集成，面向射频应用的无源组件，硅光子学的集成，高频电子学，光电子学，传感器和柔性电子学等领域均有应用。石墨烯一旦产业化应用技术突破，市场需求将是巨大的。石墨烯在诸多领域应用较为广泛，其前景广阔这也是毋庸置疑的。据了解，新材料产业作为战略性新兴产业的重点之一，也是未来高新技术产业发展的基石和先导，是我国成为世界制造业强国的重要基础。石墨烯作为先进碳材料，它是当今发现的世界上最优质的材料。而石墨烯具有超薄、超轻、超高强度、超强导电性、优异的室温导热和透光性，几乎完全透明，结构稳定，应用非常广泛，发展前景巨大，是推动战略高技术发展的关键材料。
石墨烯具有无限广阔的应用前景，虽然现在还是潜在阶段，普遍应用与产业化还没有打开局面，但是从科学预测的角度来看，已经成为不可忽视的重点领域。石墨烯可替代和解决传统锂电池充电速度慢、蓄电能力差、寿命短、污染等弊端，可解决电动汽车发展的关键难题，使新能源电动汽车蓬勃发展。再比如可以替代硅，制造未来新一代超级计算机；替代ITO透明导电薄膜，应用于触摸屏、柔性显示、太阳能电池等电子工业领域；还可应用于海水淡化、可降解塑料(10150, 100.00, 1.00%)、散热膜、防腐涂层、生物材料、复合材料、平板电脑、手表日历、移动电话、光电探测器、石墨烯纸、石墨烯布以及航天军工、超轻防弹衣、超薄超轻飞机、超薄折叠手机、甚至有想象力的天空电梯等。

6. 石墨烯产业化该怎样加速

2013年初，中科院重庆研究院制成国内首片15英寸单层石墨烯和7英寸石墨烯触摸屏，未来可用于手机和电脑等电子产品。研究院制备15英寸铜箔衬底均匀单层石墨烯，并成功将其完整地转移到柔性PET衬底和其他基底表面。
　　上海南江集团与中科院重庆研究院共同推进大面积单层石墨烯产业化项目，前期投资达2.67亿元。石墨烯产业基地已成功落户重庆，将力争尽快建成首期生产线并投产，形成1000万片石墨烯产能。
　　2013年5月，常州二维碳素科技、无锡格菲电子薄膜科技、深圳力合光电传感联合江南石墨烯研究院宣布，国内首条年产3万平方米的石墨烯薄膜生产线正式投产。常州二维碳素科技率先将石墨烯薄膜应用于手机电容式触摸屏，并实现4英寸石墨烯触摸屏手机小批量生产。无锡格菲电子薄膜科技表示，公司计划生产50万件石墨烯手机触摸屏，并计划再融资1亿元，扩大石墨烯手机触摸屏生产规模。

7. 石墨烯产业爆发到底还需要多久

当前准市场化的石墨烯产品成批出现。无锡某公司生产的石墨烯润滑油，可节油6%-8%，今年投入市场，收入已逾百万元；常州某公司生产的石墨烯分离膜，应用于环保，7月份量产，预计今年效益700万-800万元。国内有约百家企业已经过2-3年的孵化，目前产品具备或部分具备投放市场的条件。刚刚结束的中国国际石墨烯创新大会上，就有超过70家企业展示了他们的产品。
欧盟23国主导的、投资逾10亿欧元的石墨烯旗舰项目，第一阶段从2013年10月至2016年3月，任务为科研；第二阶段从2016年4月份开始，任务是推广石墨烯的应用，每年的资助经费相当于第一阶段的总和。
综合种种现象分析，石墨烯产业已步入成长期，但尚未形成清晰的产业格局。
“爆点”还有多远?
加拿大工程院院士、皇家科学院院士、纳米和能源技术首席科学家孙学良，中国科学院成都有机化学有限公司魏志凯等专家认为2-3年或更长；安德烈˙海姆、江南石墨烯研究院副院长贾宝平等则认为，大略需要1-2年，甚至更短。“爆点”来临前是窗口期，如果抓不住，随着资本纷纷涌入，“后来者”将成“落后者”。一位不愿透露姓名的专家表示，碳纤维产业可为前车之鉴。上世纪七八十年代我国错过其窗口期，至今产业水平落后国外30-40年，每年需花高价大量进口。
(2) 全国多个省份大力发展石墨烯产业
江苏：2011年10月，常州成立了江南石墨烯研究院；2013年，无锡出台2013—2020年石墨烯产业发展规划纲要，并成立无锡石墨烯产业发展示范区；同年，国内首条石墨烯薄膜生产线在常州投产。5年时间常州聚集了69家企业，无锡聚集了40余家企业。
山东：2014年青岛高新区成立青岛国际石墨烯创新中心，5年时间聚集企业近30家。
广东：2014年3月广东鸿纳吨级石墨烯生产线在东莞投产；深圳石墨烯专利申请量与美国、以色列相近，5年时间聚集企业超过30家。
北方以青岛为主，东部以江苏的常州、无锡为主，南部以广东省的深圳、东莞为主的石墨烯产业格局已形成。中西部地区尚未出现优势明显的石墨烯产业基地。
科技部、工信部等部委正在加紧制定新材料领域相关“十三五”规划，或将对石墨烯产业进行全国配置。

8. 石墨烯的发展前景

很有发展前景。
石墨烯电池分为两块，一是传统锂电池上，二是利用石墨烯制造颠覆性的“超级电池”
锂电池的强国是日本和韩国，韩国是发明充电16秒的石墨烯超级手机电池。日本则是研究锂电池外，再研究燃料电池技术，这个是涉及到了使用石墨烯材料的催化剂而制成的。

特性（括号里面的是用途）：
超强导电性：电子迁移率是硅的100倍，电阻小于铝、银等金属（集成电路、导电添加剂）
透光率极佳：透光率97.7%（电容屏、太阳能电池板）
超强导热性：导热系数5300W/mk，强于碳纳米管、铜铝等（导热膜、超大规模纳米集成电路散热材料）
面积极大：比普通活性炭高出1130平方米（超级电容、锂电池、传感器）
超强硬度：硬度超过金刚石，断裂度是钢铁的100倍（防弹衣、飞机超轻材料）
除了以上特性外，其衍生出来的氧化石墨烯具有强载体和靶向性，能够用作肿瘤诊断和治疗。