中國粉體網10月23日訊 被譽為“萬能材料”的石墨烯，在電子、航天軍工、新能源、新材料等領域有著潛在的巨大應用空間，近年頗受學界、政府、資本的重視與追捧。
2004年，石墨烯首次從石墨中分離得到。十年來，發(fā)達國家對于石墨烯研究的支持力度不斷增強。據(jù)科技部消息，近期，英國將投資6000萬英鎊成立石墨烯工程創(chuàng)新中心（GEIC）。而在此之前，英國已投資6100萬英鎊創(chuàng)建國家石墨烯研究院。
中國對石墨烯技術的投入也不菲。2007-2012年，中國國家自然科學基金委員會對石墨烯項目累計資助經費達到3.30億元，科技部和中國科學院對石墨烯的累計資助經費分別達到了5915萬元和4605萬元。
地方政府對石墨烯產業(yè)的興趣也日漸升溫，寧波、常州、無錫、青島、重慶等地紛紛設立石墨烯產業(yè)園區(qū)。寧波市政府設立3年共9000萬元財政資金，支持石墨烯產業(yè)初期發(fā)展。
石墨烯問世已十年，梳理當前國內石墨烯產業(yè)前景及產業(yè)化過程存在的問題，21世紀宏觀研究院認為，其產業(yè)化之路仍停留在導入階段，未實現(xiàn)量產，主要難點在于制備技術局限、應用領域需求未開。
前景：顛覆硅時代？
石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料，是世界上已知最薄、最堅硬的納米材料，加上出眾的韌性、導電性及導熱性，石墨烯在復合材料、觸摸屏、電子器件、儲能電池、顯示器、傳感器、半導體、航天、軍工、生物醫(yī)藥等多個領域具有廣闊的發(fā)展空間。就現(xiàn)狀來看，最有望在觸摸屏、柔性電子器件等領域取得突破。
由于石墨烯應用領域廣泛，一旦實現(xiàn)產業(yè)化，下游應用領域已有的產業(yè)規(guī)模基礎將帶動石墨烯產業(yè)快速增長，全面開花。據(jù)2012年Graphene Live會議預測：到2018年全球石墨烯規(guī)模約329億美元，其中能源存儲領域約122億美元，柔性透明電極、柔性導線打印領域約83億美元，散熱管領域約64億美元，太陽能薄膜領域約46億美元，生物醫(yī)藥、催化劑領域約14億美元。算上全產業(yè)鏈市場規(guī)模，未來石墨烯有望達到萬億級產能規(guī)模。
華為創(chuàng)始人任正非在接受媒體采訪時曾聲稱，這個時代將來最大的顛覆，是石墨烯時代顛覆硅時代。
石墨烯有望打破半導體產業(yè)流傳的摩爾定律，即芯片的集成度每18個月至2年提高一倍，即加工線寬縮小一半。目前通用材料硅的加工極限一般為10納米線寬，而石墨烯尺寸更小，且導電性能更好，電子遷移率更高。由于集成電路的技術水平和發(fā)展規(guī)模已成為衡量一個國家產業(yè)競爭力和綜合國力的重要標志之一，發(fā)展石墨烯產業(yè)在國家戰(zhàn)略層面的意義重大。
目前在石墨烯研究領域，新興經濟體與發(fā)達國家同處起跑階段。從專利申請數(shù)量來看，中國還具有相當?shù)目萍紕?chuàng)新優(yōu)勢。一旦抓住機遇，我國有望在石墨烯的產業(yè)化進程方面領先他國，甚至主導這場技術革命，有利于我國從制造大國轉型制造強國。中國知識產權網（CNIPR）數(shù)據(jù)顯示，截至2014年7月，中國有關石墨烯專利申請數(shù)量為5442，處于世界首位，是第2名美國申請數(shù)量（2196）的近2.5倍。
現(xiàn)狀：產業(yè)化“攻堅”緩慢
目前石墨烯制備還無法實現(xiàn)達到產業(yè)化要求的大規(guī)模量產。制備方法的局限導致石墨烯層數(shù)增加、內部缺陷的累積，石墨烯的各種優(yōu)異性能將無法體現(xiàn)，因而實現(xiàn)高質量、大規(guī)模的石墨烯生產是石墨烯產業(yè)化的基石�！ �
當前石墨烯制備有四種主流方法：微機械剝離法、外延生長法、化學氣相沉淀CVD法和氧化石墨還原法。其中CVD法被認為是產業(yè)化生產石墨烯薄膜最具潛力的方法。該方法的生產原料為廣泛存在的碳氫化合物（甲烷、乙醇等）。三星[微博]已運用CVD法成功獲得對角長度為30英寸的單層石墨烯。
不過，目前CVD法制備出的石墨烯厚度難以控制，良品率無法保證。此外，CVD法雖然原料廉價，但設備價格高昂（價格在30-100多萬美元/臺之間），對于一個尚在產業(yè)化初期的領域來說是一大筆成本。
21世紀宏觀研究院認為，石墨烯的“產業(yè)化困境”在于，一方面，因為受制于制備過程中的高成本和低質量，石墨烯目前未實現(xiàn)量產；另一方面，產業(yè)鏈下游的應用領域還未實現(xiàn)突破，尚未產生規(guī)�；枨�。
當前我國石墨烯產品主要在科研單位及企業(yè)研發(fā)部門中“自產自銷”�？蒲袉挝慌c企業(yè)對接不暢，研發(fā)機構與下游企業(yè)缺乏溝通，石墨烯研發(fā)重基礎科學而輕實用技術，導致石墨烯的應用領域市場需求未開，沒有一個領域可以實現(xiàn)石墨烯的規(guī)模化應用。
2004年，石墨烯首次從石墨中分離得到。十年來，發(fā)達國家對于石墨烯研究的支持力度不斷增強。據(jù)科技部消息，近期，英國將投資6000萬英鎊成立石墨烯工程創(chuàng)新中心（GEIC）。而在此之前，英國已投資6100萬英鎊創(chuàng)建國家石墨烯研究院。
中國對石墨烯技術的投入也不菲。2007-2012年，中國國家自然科學基金委員會對石墨烯項目累計資助經費達到3.30億元，科技部和中國科學院對石墨烯的累計資助經費分別達到了5915萬元和4605萬元。
地方政府對石墨烯產業(yè)的興趣也日漸升溫，寧波、常州、無錫、青島、重慶等地紛紛設立石墨烯產業(yè)園區(qū)。寧波市政府設立3年共9000萬元財政資金，支持石墨烯產業(yè)初期發(fā)展。
石墨烯問世已十年，梳理當前國內石墨烯產業(yè)前景及產業(yè)化過程存在的問題，21世紀宏觀研究院認為，其產業(yè)化之路仍停留在導入階段，未實現(xiàn)量產，主要難點在于制備技術局限、應用領域需求未開。
前景：顛覆硅時代？
石墨烯是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料，是世界上已知最薄、最堅硬的納米材料，加上出眾的韌性、導電性及導熱性，石墨烯在復合材料、觸摸屏、電子器件、儲能電池、顯示器、傳感器、半導體、航天、軍工、生物醫(yī)藥等多個領域具有廣闊的發(fā)展空間。就現(xiàn)狀來看，最有望在觸摸屏、柔性電子器件等領域取得突破。
由于石墨烯應用領域廣泛，一旦實現(xiàn)產業(yè)化，下游應用領域已有的產業(yè)規(guī)模基礎將帶動石墨烯產業(yè)快速增長，全面開花。據(jù)2012年Graphene Live會議預測：到2018年全球石墨烯規(guī)模約329億美元，其中能源存儲領域約122億美元，柔性透明電極、柔性導線打印領域約83億美元，散熱管領域約64億美元，太陽能薄膜領域約46億美元，生物醫(yī)藥、催化劑領域約14億美元。算上全產業(yè)鏈市場規(guī)模，未來石墨烯有望達到萬億級產能規(guī)模。
華為創(chuàng)始人任正非在接受媒體采訪時曾聲稱，這個時代將來最大的顛覆，是石墨烯時代顛覆硅時代。
石墨烯有望打破半導體產業(yè)流傳的摩爾定律，即芯片的集成度每18個月至2年提高一倍，即加工線寬縮小一半。目前通用材料硅的加工極限一般為10納米線寬，而石墨烯尺寸更小，且導電性能更好，電子遷移率更高。由于集成電路的技術水平和發(fā)展規(guī)模已成為衡量一個國家產業(yè)競爭力和綜合國力的重要標志之一，發(fā)展石墨烯產業(yè)在國家戰(zhàn)略層面的意義重大。
目前在石墨烯研究領域，新興經濟體與發(fā)達國家同處起跑階段。從專利申請數(shù)量來看，中國還具有相當?shù)目萍紕?chuàng)新優(yōu)勢。一旦抓住機遇，我國有望在石墨烯的產業(yè)化進程方面領先他國，甚至主導這場技術革命，有利于我國從制造大國轉型制造強國。中國知識產權網（CNIPR）數(shù)據(jù)顯示，截至2014年7月，中國有關石墨烯專利申請數(shù)量為5442，處于世界首位，是第2名美國申請數(shù)量（2196）的近2.5倍。
現(xiàn)狀：產業(yè)化“攻堅”緩慢
目前石墨烯制備還無法實現(xiàn)達到產業(yè)化要求的大規(guī)模量產。制備方法的局限導致石墨烯層數(shù)增加、內部缺陷的累積，石墨烯的各種優(yōu)異性能將無法體現(xiàn)，因而實現(xiàn)高質量、大規(guī)模的石墨烯生產是石墨烯產業(yè)化的基石�！ �
當前石墨烯制備有四種主流方法：微機械剝離法、外延生長法、化學氣相沉淀CVD法和氧化石墨還原法。其中CVD法被認為是產業(yè)化生產石墨烯薄膜最具潛力的方法。該方法的生產原料為廣泛存在的碳氫化合物（甲烷、乙醇等）。三星[微博]已運用CVD法成功獲得對角長度為30英寸的單層石墨烯。
不過，目前CVD法制備出的石墨烯厚度難以控制，良品率無法保證。此外，CVD法雖然原料廉價，但設備價格高昂（價格在30-100多萬美元/臺之間），對于一個尚在產業(yè)化初期的領域來說是一大筆成本。
21世紀宏觀研究院認為，石墨烯的“產業(yè)化困境”在于，一方面，因為受制于制備過程中的高成本和低質量，石墨烯目前未實現(xiàn)量產；另一方面，產業(yè)鏈下游的應用領域還未實現(xiàn)突破，尚未產生規(guī)�；枨�。
當前我國石墨烯產品主要在科研單位及企業(yè)研發(fā)部門中“自產自銷”�？蒲袉挝慌c企業(yè)對接不暢，研發(fā)機構與下游企業(yè)缺乏溝通，石墨烯研發(fā)重基礎科學而輕實用技術，導致石墨烯的應用領域市場需求未開，沒有一個領域可以實現(xiàn)石墨烯的規(guī)模化應用。
