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    一文讀懂石墨烯產業最新發展趨勢
    發表時間:2021-03-15     閱讀次數:     字體:【

    我國石墨烯企業以小微企業和初創企業為主,在2020年的疫情中承受了不小壓力,石墨烯產業規模增速整體放緩,但疫情之下也催生了石墨烯在醫療、健康領域的應用新需求。2021年作為“十四五”規劃的開局之年,我國經濟發展將更加注重科技創新和高質量發展,預計石墨烯領域也將進一步加快技術創新突破及成果轉化,但受制于下游遲遲無法實現大規模應用,產業規模增速繼續放緩。

    對2021年形勢的基本判斷

    (一)產業規模增速放緩

    2020年,我國石墨烯產業熱度有所下降,一方面新冠肺炎疫情突如其來,對企業生產、進出口等均帶來一定影響,再加上石墨烯企業多數為小微企業,資金、供應鏈等受影響更大;另一方面宏觀經濟下行壓力逐漸加大,國內、國際宏觀環境不確定性增多,石墨烯產業遲遲無法實現大規模商用,相關投資也變得更加謹慎。預計全年石墨烯市場規模達到135億元左右,增速明顯放緩。2020年,仍有一些石墨烯項目落地,如黑龍江石墨烯科創城項目落戶哈爾濱呼蘭開發區;陽煤集團與杭州高烯科技有限公司簽署合作框架協議,共同建設年產千噸的單層氧化石墨烯原料生產線及配套應用項目等。

    預計2021年,新冠疫情對石墨烯行業的影響仍將延續,再加上下游遲遲無法實現大規模應用,在產的企業也一直未能形成穩定的盈利模式,地方政府、企業等在石墨烯領域的投資也變得更加謹慎,石墨烯產業發展進入“平臺期”,產業規模增速可能繼續放緩。

    (二)科技創新成果不斷涌現

    2020年,我國石墨烯研究熱度依舊不減,各高校、研究機構、科研院所等石墨烯科技創新成果不斷涌現。其中中國科學院大學聯合大連理工大學,在高質量、大面積、單層石墨烯的可控合成及其生長激勵研究方面取得重要進展,實現了大面積高質量單層石墨烯的生長;廈門大學與英國蘭卡斯特大學合作,在基于石墨烯電極的單分子器件方面取得重要研究進展,對后續進一步研究和設計功能多樣的單分子電子器件具有重要的參考價值;中科院金屬所與倫敦大學合作,設立了基于石墨烯薄膜的全固態柔性電化學電容器,不僅保證了整個器件的柔性,還進一步發展了智能器件。此外,在石墨烯單晶晶圓制備、高品質石墨烯散熱膜等領域也取得多項突破。

    預計2021年,石墨烯作為我國重要的前沿新材料,在推動傳統產業轉型升級和新興產業發展方面將發揮更大的作用,國家及地方層面有望在石墨烯領域設立更多的科研專項,促進石墨烯領域加快科技創新及成果轉化。

    (三)石墨烯散熱材料迎來發展熱潮

    2020年,石墨烯在散熱領域大放異彩,5月份,華為發布的國內首款5G平板MatePadPro5G搭載了超厚3D石墨烯散熱技術,并在上半年投資了常州富烯科技(主導產品為石墨烯導熱膜、石墨烯導熱片等),布局石墨烯散熱技術,在一定程度上引領了電子設備散熱市場的發展趨勢。10月,小米宣布正式完成對黑?萍迹ǜ采w石墨烯原料生產到導熱膜制備全鏈條的公司)的追加投資,預計今年底將建成月產10萬平的是石墨烯導熱膜產線。此外,道明光學、貝特瑞等公司也紛紛在石墨烯導熱膜領域加大投資,建設石墨烯導熱膜生產線。

    預計2021年,隨著5G手機換機潮的到來,石墨烯在電子設備散熱方案中的應用有望迅速擴大。除了智能手機外,5G基站、服務器、筆記本電腦等許多領域的關鍵材料,在兼顧導熱性能和成本的同時,對石墨烯的導熱需求也越來越多。預計石墨烯導熱膜的市場規模在未來兩到三年內有望達到23億美元[ 國際數據公司(IDC)預測數據。]。尤其隨著華為、小米等頭部企業持續加碼石墨烯導熱膜的投資與應用,必將帶動其他廠商也加速在石墨烯散熱材料、散熱組件等領域的布局。

    (四)疫情催生石墨烯應用新需求

    2020年,新冠肺炎疫情當前,醫療衛生的重要性得到進一步凸顯,石墨烯基于其優越的性能,在醫療衛生領域展示了廣闊的應用前景,帶來了新的市場需求。烯旺新材料科技股份有限公司聯合清華大學長庚醫院、江蘇省石墨烯創新中心等多家單位研制出了石墨烯防霧光療護目鏡,獲得醫療器械備案證,并在多家一線醫院進行臨床應用。東南大學與常州碳星科技有限公司聯合昆山好六石墨烯技術有限公司、蘇州市好孩子集團等企業聯合研發出了一款兒童KN95級石墨烯防護口罩,并被批準上市。

    預計2021年,隨著疫情常態化,人們對健康保健的意識更加強烈,石墨烯在大健康和醫療領域的應用有望繼續拓展,石墨烯口罩、石墨烯采暖產品、石墨烯醫療器械、石墨烯炭包等產品市場容量有望繼續擴大,且隨著技術的不斷突破,成本也有望繼續降低,但現在這些石墨烯產品是否比傳統的如活性炭吸附劑等同類產品更具有競爭力,也有待市場的進一步檢驗。

    需要關注的三個問題

    (一)關鍵技術未突破,制約下游大規模應用

    經過多年的自主研發,石墨烯在規;a技術、工藝裝備等方面均取得重大進展,但低成本規;苽浼夹g、下游應用技術、綠色制備技術等方面仍存在技術瓶頸。目前雖然國內石墨烯粉體及薄膜材料都已經建成生產線,并基本實現量產,但產品普遍存在尺寸和層數不均勻、質量不穩定等問題,材料的各項性能指標遠不及實驗室水平,難以滿足大規模工業化量產的需求。

    從應用場景看,目前石墨烯粉體主要以添加劑的形式加入基體材料以提升相關性能,但結構完整的石墨烯表面不含有任何基團,與其它介質的相互作用較弱,很難與其它有機或無機材料實現均勻復合。因此如何在保證石墨烯結構完整的情況下,提高粉體材料與基體材料間的相容性、均勻分散性仍然成為制約石墨烯下游大規模產業化應用的關鍵問題。

    (二)以材料生產企業為主導,下游應用企業參與度偏低

    石墨烯作為一種新材料,只有實現大規模成功應用才能真正體現其價值,因此產業發展必須以應用為牽引,重視下游應用企業參與。但目前我國石墨烯參與發展以科研院所和石墨烯生產企業為主,受制于部分關鍵技術未突破、生產成本高、應用效果不確定等因素,下游應用企業普遍呈觀望態度,參與度偏低。反觀美、日、韓等國家,則均有一批應用領域的領軍企業參與石墨烯研發及產業化,如美國的IBM、波音,日本的松下、韓國的三星等,從應用需求入手,推動本國石墨烯產業化進程。

    (三)標準、檢測體系不完善,產品魚龍混雜

    目前我國石墨烯標準化方面雖然取得了一定進展,但是在下游具體應用產品、檢測標準、使用標準等方面仍是空白。從上游材料制備來看,石墨烯材料有粉體、微片、漿料、薄膜等多種類別,由于缺乏統一的標準,市場上每種材料品種差異較大、等級規格各異、命名規則不一。由于沒有明確的標準,目前對石墨烯產品的檢測報告多以材料性能的客觀描述為主,再加上不同應用領域對石墨烯材料的性能要求也不同,故沒有統一的標準來區分材料質量的好壞,且目前的檢測手段僅僅對來樣原料當時的狀態負責,造成市場上各說各話,產品魚龍混雜。

    應采取的對策建議

    (一)推動關鍵核心技術突破

    充分發揮各地石墨烯制造業創新中心、科研院所和高等院校等的創新力量,制定石墨烯產業技術創新目錄和技術突破路線圖,組織優勢力量開展重大項目和重點應用的技術攻關,對石墨烯材料規;苽、清潔生產等關鍵技術和成套設備加強攻關,加快關鍵技術成果的轉化。圍繞新一代信息技術、新能源汽車、高端裝備等新興產業領域發展需求,堅持需求引導,開展石墨烯前沿性和戰略性方向、核心技術、專利和產品的布局,培育未來市場。盡快研究制定石墨烯技術成熟度路線圖,對重點企業技術成熟度、經營狀況、產品銷售等進行評估,科學評判其產業化發展階段和發展前景。

    (二)強化產業融合發展

    繼續深化石墨烯對傳統產業轉型升級的推動作用,從傳統產品改性入手,選擇目前技術較為成熟、量大面廣、下游用戶認可度偏高的石墨烯散熱材料、增強復合材料、儲能材料等產品開展應用示范,充分利用首批次保險補償機制等相關政策,降低下游用戶使用風險,有效激活石墨烯下游應用市場需求,推動大規模產業化應用。圍繞新一代信息技術、新能源汽車、5G、高端裝備等新興產業領域發展需求,堅持需求引導,開展石墨烯前沿性和戰略性方向、核心技術、專利和產品的布局,培育未來市場。

    (三)加強公共服務平臺建設

    圍繞石墨烯產業發展特點,依托產業鏈上下游骨干企業、科研院所等,優化配置資金、技術、裝備等資源,建設一批石墨烯產業科技服務、檢驗檢測、質量認證、人才培訓、創新孵化等公共服務平臺。公共服務平臺建設要嚴格按照“政府引導、市場運作”原則運作,積極拓展融資渠道。通過制定風險補償等優惠政策,引導社會資本進入支持,對于地方運行良好的公共服務平臺積極申請國家支持。

    (四)做好國家級制造業創新中心的籌備

    整合目前國內石墨烯創新中心的優勢力量,盡快組織籌備國家石墨烯制造業創新中心,加強對行業關鍵技術的前瞻性布局,做好石墨烯技術轉移擴散和首次商業化。創新中心的成員單位要注重下游應用企業尤其是大型企業的參與,建議對下游應用領域企業的占比及業內排名提出明確要求,F有省級創新中心要繼續加強對下游應用企業(尤其是龍頭企業)的資源集聚,充分發揮應用企業的市場優勢,以市場需求為導向,加快推動石墨烯的大規模應用。


    ——轉自騰訊網


     
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