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石墨烯產(chǎn)業(yè)化之路有多遠(yuǎn)

石墨烯產(chǎn)業(yè)的虛假繁榮 石墨烯自誕生之日起就受到資本市場追捧，甚至被認(rèn)為將替代硅材料，從而開啟全新的微電子時代,。 這背后一方面源于石墨烯自身優(yōu)越的性能，另一方面是資本逐利的本質(zhì)使然,。但實際上,，中國現(xiàn)有的石墨烯產(chǎn)業(yè)化呈兩極分化現(xiàn)象，以石墨烯粉末為原料的低端產(chǎn)品,，如功能涂料,、復(fù)合材料、電極材料和結(jié)構(gòu)增強型材料等,，雖然部分已初步產(chǎn)業(yè)化,，但規(guī)模小、技術(shù)含量與附加值均比較低,。以石墨烯薄膜為原料的高端產(chǎn)品,，比如微電子材料和顯示屏薄膜材料等，或處于實驗室階段,，或處于中試階段,，短時間內(nèi)均不能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,。 目前，國內(nèi)能夠量產(chǎn)的石墨烯項目,，大多并非真正的石墨烯,，而是石墨烯粉體，一種不具備石墨烯薄膜優(yōu)良理化性能的“類石墨烯”,，并不具備前者最好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性,、最堅硬的強度等特質(zhì)，一般只作為添加劑用于功能涂料,、復(fù)合材料,、散熱材料、電池等領(lǐng)域,。 另一個現(xiàn)實的問題是,，現(xiàn)階段下，石墨烯投資與回報還難以成正比,。石墨烯產(chǎn)業(yè)化背后的研發(fā)成本,、生產(chǎn)成本、人力成本以及資源成本都很高,。 例如,，僅有寧波墨西科技可以將石墨烯粉末售價控制在每克一元錢，一臺生產(chǎn)石墨烯薄膜的化學(xué)氣相沉積法生產(chǎn)儀器售價高達(dá)數(shù)百萬,。對于復(fù)合材料,、功能涂料和結(jié)構(gòu)增強型材料等產(chǎn)值規(guī)模較小的領(lǐng)域，如果使用石墨烯,，就可能存在投資與回報不匹配的現(xiàn)象,。 資本市場將石墨烯過度渲染為引領(lǐng)第三次產(chǎn)業(yè)革命的關(guān)鍵材料，卻未對當(dāng)前應(yīng)用石墨烯的低投資回報率問題給予重視甚至有意回避,，導(dǎo)致現(xiàn)階段石墨烯的產(chǎn)業(yè)地位被夸大,。 產(chǎn)業(yè)化三大短板 制約中國石墨烯產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的因素主要包括三個方面： 其一，研發(fā)成果缺產(chǎn)業(yè)化平臺?，F(xiàn)階段,，中國石墨烯的研發(fā)主體為高校和研究機構(gòu)，研發(fā)偏重于基礎(chǔ)科學(xué)而非實用技術(shù),，產(chǎn)業(yè)化主體則是企業(yè),，它更強調(diào)市場應(yīng)用。高校,、科研機構(gòu)與企業(yè)之間缺乏合作溝通,，企業(yè)和企業(yè)之間因為利益競爭，也不可能通過合作共促石墨烯產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，因此研發(fā)主體和產(chǎn)業(yè)化主體之間,，以及產(chǎn)業(yè)化主體內(nèi)部均呈現(xiàn)出封閉式的“自產(chǎn)自銷”現(xiàn)象,，導(dǎo)致石墨烯的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程緩慢，潛在市場需求不能充分挖掘,。 在石墨烯產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程發(fā)展較快的美國和韓國,，其研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化主體都以企業(yè)為主，各企業(yè)的研發(fā)部門通過建立聯(lián)盟實現(xiàn)技術(shù)共享,，企業(yè)既掌握核心技術(shù),，又洞悉市場需求，從而可有效推動石墨烯的研發(fā)進(jìn)程,、研發(fā)成果轉(zhuǎn)化進(jìn)程和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,。中國亟需建立連接研發(fā)主體和產(chǎn)業(yè)化主體的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)換平臺,，推動研發(fā)成果向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用轉(zhuǎn)化,。 其二，高端應(yīng)用缺技術(shù),。實際上,，能夠體現(xiàn)石墨烯核心價值、打造萬億級產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用領(lǐng)域是半導(dǎo)體和微電子產(chǎn)業(yè),，屬于石墨烯的高端應(yīng)用領(lǐng)域,，同時也是對石墨烯生產(chǎn)工藝要求最高、尚不能實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的領(lǐng)域,。本文來源：瞭望觀察網(wǎng) 目前中國能夠克服高端石墨烯產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)瓶頸并掌握石墨烯規(guī)?；a(chǎn)技術(shù)的單位還微乎其微。中科院重慶研究院制備出的國內(nèi)首片15英寸單層石墨烯,，以及中科院上海微系統(tǒng)所信息功能材料國家重點實驗室用化學(xué)氣相沉積法制備出的鍺襯底單層石墨烯等研發(fā)成果,，都因生產(chǎn)工藝不成熟導(dǎo)致生產(chǎn)成本高昂，也就無法實現(xiàn)低成本和規(guī)?；a(chǎn),。 常州二維碳素科技有限公司2013年投產(chǎn)的年產(chǎn)3萬平方米的全球最大規(guī)模石墨烯透明導(dǎo)電薄膜生產(chǎn)線，也因未克服生產(chǎn)大尺寸單晶石墨烯薄膜的技術(shù)瓶頸,，以及高昂的化學(xué)氣相沉積法的生產(chǎn)成本,，導(dǎo)致下游生產(chǎn)商缺乏購買積極性。華為和中興等目標(biāo)客戶普遍持觀望態(tài)度,，并沒有將石墨烯透明導(dǎo)電薄膜正式應(yīng)用于其產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中,，因此也就無法形成規(guī)模化的產(chǎn)業(yè)鏈,。 其三,，低端應(yīng)用缺市場。對于石墨烯的低端應(yīng)用，最大瓶頸仍在于缺市場,，下游應(yīng)用市場發(fā)展緩慢制約了石墨烯的推廣應(yīng)用,。本文來源：瞭望觀察網(wǎng) 目前，還沒有一個應(yīng)用領(lǐng)域可以實現(xiàn)石墨烯的規(guī)?；a(chǎn),。以動力電池用石墨烯為例，寧波于2012年建成全球首條年產(chǎn)300噸的石墨烯生產(chǎn)線,，并可以實現(xiàn)電動汽車用高容量鋰離子電池和高性能磷酸鐵鋰動力電池的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),。但是，受我國現(xiàn)有電動車的配套服務(wù),、基礎(chǔ)裝置等不健全影響,，該產(chǎn)業(yè)鏈至今尚未完全市場化。 此外,，石墨烯散熱器件是另一個技術(shù)門檻低,、產(chǎn)業(yè)化前景好的應(yīng)用領(lǐng)域，但由于石墨烯只有幾個原子厚,，無法用于大型器件的散熱,，因此下游產(chǎn)業(yè)化市場只能被局限在微小器件的散熱配件中。現(xiàn)階段,，一個年產(chǎn)量400公斤的石墨烯生產(chǎn)商,，平均每年只能賣出200公斤，需求主要來自高校和研究機構(gòu),，且采購量多以克計,，不足以支撐石墨烯的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。 高端升級技術(shù)低端加快應(yīng)用 中國石墨烯產(chǎn)業(yè)化之路不可能一蹴而就,，需要逐步推進(jìn),。從宏觀上而言，要搭建政產(chǎn)學(xué)研用互促合作的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)換平臺,。 一是加強“政產(chǎn)學(xué)研用”合作創(chuàng)新體系建設(shè),，提升產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力和核心競爭力。出臺扶植石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策,，加強政策引導(dǎo),，營造良好的發(fā)展環(huán)境；整合高校和研發(fā)機構(gòu)等創(chuàng)新資源,，加強技術(shù)研發(fā)和人才培養(yǎng),，推動石墨烯重點關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)突破；鼓勵企業(yè)創(chuàng)新,，加強企業(yè)與高校,、科研機構(gòu)的緊密合作,，成立企業(yè)技術(shù)中心，搭建產(chǎn)學(xué)研合作平臺,，形成以企業(yè)為主體,、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系。 二是鼓勵地方創(chuàng)立石墨烯專業(yè)園區(qū),，建設(shè)完善的公共服務(wù)平臺,，發(fā)揮專業(yè)園區(qū)在產(chǎn)學(xué)研合作中的載體作用，進(jìn)而形成產(chǎn)業(yè)孵化培育體系,，推動科研成果的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,。 具體部署中，一方面,，穩(wěn)步進(jìn)行高端應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)升級,。可以從三個方向突進(jìn),，一要推動單層石墨烯薄膜的研發(fā)進(jìn)程,，實現(xiàn)高純度和無夾雜單層石墨烯的可控微操作，滿足下游半導(dǎo)體和微電子產(chǎn)業(yè)的研發(fā)和工業(yè)生產(chǎn)要求,，推動半導(dǎo)體和微電子產(chǎn)業(yè)的改革升級,，為即將到來的“后摩爾時代”進(jìn)行研發(fā)和產(chǎn)業(yè)儲備。 二需推動石墨烯薄膜生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)進(jìn)程,，降低化學(xué)氣相生產(chǎn)法的生產(chǎn)成本，突破技術(shù)瓶頸實現(xiàn)石墨烯薄膜的連續(xù)化和規(guī)?；a(chǎn),。 三則搭建薄膜領(lǐng)域研發(fā)主體和產(chǎn)業(yè)化主體的合作平臺，有針對性地穩(wěn)步推進(jìn)下游廠商所需的石墨烯透明導(dǎo)電薄膜的研發(fā)進(jìn)程,，突破大尺寸石墨烯薄膜的生產(chǎn)瓶頸,，調(diào)動下游廠商促進(jìn)石墨烯薄膜產(chǎn)業(yè)化的積極性。 另一方面,，合理加快低端應(yīng)用領(lǐng)域的市場化進(jìn)程,。石墨烯電極領(lǐng)域要拓市場，重點要突破下游廠商所需石墨烯電極生產(chǎn)瓶頸,，加快重點產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,。提高電動汽車和電動公交車等的市場認(rèn)知度和接受度，建立健全電動車的配套裝置設(shè)施,，搭建平坦暢通的石墨烯粉末-石墨烯電極-超級電容(或鋰離子電池)的產(chǎn)業(yè)化通道,。 同時，石墨烯粉末應(yīng)用領(lǐng)域要重規(guī)劃,。合理規(guī)劃現(xiàn)有產(chǎn)能和發(fā)展路徑,，避免重復(fù)碳纖維和稀土產(chǎn)業(yè)那樣的盲目發(fā)展,、產(chǎn)能過剩、淘汰落后的“三步走”老路,。 還有要進(jìn)一步加快石墨烯粉末的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,，加快相關(guān)企業(yè)從中試到產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化速度，淘汰小批量小作坊式的生產(chǎn)工藝,，形成大規(guī)模生產(chǎn),，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，形成價格優(yōu)勢,，刺激下游企業(yè)的購買和應(yīng)用欲望,。 對于功能涂料、散熱材料,、復(fù)合材料等領(lǐng)域要重升級,。應(yīng)加強與科研機構(gòu)、高校的合作,，加快技術(shù)升級進(jìn)程,，克服低投資回報率的障礙；搭建生產(chǎn)廠商,、下游廠商和研發(fā)機構(gòu)的合作橋梁,，聚焦重點產(chǎn)品，完善重點產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈,，刺激重點產(chǎn)品的市場需求,，加快重點產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，努力打造石墨烯市場化的產(chǎn)業(yè)鏈,。