全球及中國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

1、全球及中國石墨烯產(chǎn)業(yè)進(jìn)呈現(xiàn)狀分析2022-08-29 11:41:41 來源： 北極星儲(chǔ)能網(wǎng)我要共享糾錯(cuò)評(píng)論投稿訂閱導(dǎo)讀： 2022 年英國曼徹斯特大學(xué)的安德烈海姆教授和康斯坦丁諾沃肖洛夫教授，在試驗(yàn)室成功從石墨片中剝離出了石墨烯，證明白石墨烯可以單獨(dú)存在，并在2022 年榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，從今石墨烯走入群眾的視野，在全球范圍里掀起了石墨烯制備和應(yīng)用的爭(zhēng)辯熱潮。OFweek 半導(dǎo)體照明網(wǎng)訊 石墨烯Graphene是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀構(gòu)造的材料，是一種由碳原子以sp2 雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個(gè)碳原子厚度的二維材料。石墨烯是碳的多種形態(tài)中的根本構(gòu)造，碳的其他形態(tài)為

2、石墨、金剛石、碳納米管、富勒烯。目前在能源產(chǎn)業(yè)，石墨烯可作石墨烯電池，備受儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)人員關(guān)注。1、石墨烯產(chǎn)業(yè)進(jìn)展概述2022 年英國曼徹斯特大學(xué)的安德烈海姆教授和康斯坦丁諾沃肖洛夫教授，在試驗(yàn)室成功從石墨片中剝離出了石墨烯，證明白石墨烯可以單獨(dú)存在，并在2022 年榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，從今石墨烯走入群眾的視野，在全球范圍里掀起了石墨烯制備和應(yīng)用的爭(zhēng)辯熱潮。石墨烯堪稱超級(jí)的物理特性主要包括：石墨烯的制備方法主要分為“自上而下”和“自下而上”兩類方法?！白陨隙隆狈ㄊ峭ㄟ^剝離 石墨材料來制備石墨烯層，如微機(jī)械剝離法、氧化石墨復(fù)原法、碳納米管軸向切割法、液相 分別法；而“自下而上”法是通過碳原子的重排

3、列來合成石墨烯，如化學(xué)氣相沉積法CVD、外延生長法、有機(jī)合成法等。2、全球石墨烯產(chǎn)業(yè)進(jìn)呈現(xiàn)狀全球市場(chǎng)概況及推測(cè)全球石墨烯市場(chǎng)可以分為兩大類：即氧化石墨烯GO、石墨烯納米片GNP和其 他。其他類型的石墨烯包括碳化硅石墨烯、復(fù)原氧化石墨烯rGO等，每一種類型都有不同的特點(diǎn)和用途。其中，氧化石墨烯在全球市場(chǎng)中份額最高，緊接著是石墨烯納米片。氧化石墨烯是石墨烯的一種氧化形式，以粉末形式存在。當(dāng)沉積在任意基板之后，氧化石墨烯可以轉(zhuǎn)換為導(dǎo)體，從而可以制作導(dǎo)電膜、傳感傳感器、柔性電子設(shè)備和觸屏等。低廉的本錢和制作簡(jiǎn)潔的特點(diǎn)使得氧化石墨烯是一種更受矚目的石墨烯類型，氧化石墨烯的很多物理特性例如拉伸強(qiáng)度、高彈性

4、、良好的導(dǎo)電性等使得其在很多領(lǐng)域都有很重要的應(yīng)用， 如醫(yī)藥、生物傳感器、疾病檢測(cè)、高分子材料、電池中的電子材料和納米濾膜等。和其他石墨烯類型相比，氧化石墨烯由于生產(chǎn)價(jià)格低廉因而在全球石墨烯市場(chǎng)中成長最快。隨著對(duì)環(huán)保、穩(wěn)定、無毒和柔性碳材料的需求的增長，石墨烯制造商在研發(fā)領(lǐng)域的投入也增加，以期能夠生產(chǎn)出符合需求的石墨烯。2022 年和 2022 年，全球石墨烯市場(chǎng)規(guī)模估量分別為290 萬美元、336 萬美元。石墨烯正處于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化前夕，估量到2022 年市場(chǎng)規(guī)?？梢缘竭_(dá) 3.85 億美元。石墨烯將在散熱材料，高性能計(jì)算系統(tǒng)(晶體管材料)，透亮顯示材料，超級(jí)電容器，鋰電，傳感器，構(gòu)造材料等領(lǐng)域取

5、得實(shí)際突破。到2025 年，石墨烯市場(chǎng)規(guī)模將到達(dá)21.03 億美元。屆時(shí)，超級(jí)電容器、構(gòu)造材料、透亮顯示材料、高性能計(jì)算材料將釋放更大的市場(chǎng)空間。全球石墨烯產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)展概況英國英國是石墨烯的“誕生地”，但是相關(guān)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化卻落后于中國、韓國、日本和加坡等亞洲一些國家。為轉(zhuǎn)變這種局面，近幾年，英國政府投入巨資加速石墨烯的研發(fā)。2022 年，英國政府宣布投入 5000 萬英鎊1 英鎊約合 1.52 美元支持石墨烯爭(zhēng)辯，包括建立總投資達(dá)6100 萬英鎊的國家石墨烯爭(zhēng)辯院；2022 年 12 月，英國政府增撥 2150 萬英鎊用以資助石墨烯材料應(yīng)用領(lǐng)域的爭(zhēng)辯；2022 年英國政府聯(lián)合歐洲爭(zhēng)辯與進(jìn)展

6、基金會(huì)共同出資6100 萬英鎊在曼徹斯特大學(xué)成立國家石墨烯爭(zhēng)辯院，由兩位諾貝爾獎(jiǎng)得主領(lǐng)銜，該爭(zhēng)辯院估量于2022 年初建成。2022 年，英國政府聯(lián)合馬斯達(dá)爾公司宣布連續(xù)投資6000 萬英鎊在曼徹斯特大學(xué)成立石墨烯工程創(chuàng)中心，作為國家石墨烯爭(zhēng)辯院的補(bǔ)充，加速石墨烯的應(yīng)用爭(zhēng)辯和開發(fā)， 維持英國在石墨烯及其他二維材料方面的世界領(lǐng)先地位。英國財(cái)政大臣奧斯本稱，英國政府 將“致力于確保讓英國的覺察在英國做知名堂來”。不僅如此，英國還涌現(xiàn)了眾多致力于石墨烯生產(chǎn)和應(yīng)用的公司，比方英國有名的體育用品海德公司已于 2022 年起推出了添加石墨烯的網(wǎng)球拍，諾瓦克德約科維奇等眾多網(wǎng)球明星都在使用這款球拍。美國美國

7、作為科技強(qiáng)國，研發(fā)實(shí)力強(qiáng)，對(duì)石墨烯的爭(zhēng)辯投入開頭較早，投入力度也相對(duì)較大。美國國防部高級(jí)爭(zhēng)辯打算署 2022 年 7 月就公布了總投資 2200 萬美元的碳電子射頻應(yīng)用工程，旨在開發(fā)超高速和超低能量應(yīng)用的石墨烯基射頻電路。2022 年-2022 年間，美國國家 自然科學(xué)基金關(guān)于石墨烯的資助工程有200 項(xiàng)左右，涵蓋了石墨烯爭(zhēng)辯和應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域。2022 年，國家自然科學(xué)基金投入 1800 萬美元、美國空軍科研辦公室投入 1000 萬美元對(duì)石墨烯及相關(guān)的二維材料開展根底爭(zhēng)辯。美國良好的創(chuàng)業(yè)環(huán)境也促使了眾多小型石墨烯企業(yè)的誕生，產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用進(jìn)程相對(duì)較快。美國具有眾多研發(fā)實(shí)力強(qiáng)勁的大型企業(yè)，如國際商

8、業(yè)機(jī)器公司IBM、英特爾、波音等投 入大量的科研力氣進(jìn)展石墨烯的研發(fā)。2022 年，美國IBM 公司成功研制出首款由石墨烯圓片制成的集成電路，使石墨烯特別的電學(xué)性能彰顯出應(yīng)用前景，預(yù)示著將來可用石墨烯圓片 來替代硅晶片。2022 年 10 月，IBM 爭(zhēng)辯人員覺察石墨烯材料能大幅降低藍(lán)光 LED 本錢， 而這種技術(shù)有時(shí)機(jī)催生高頻晶體管、光探測(cè)器、生物傳感器以及其他“后硅時(shí)代”組件，為此， 該公司打算將來 5 年內(nèi)投入 30 億美元爭(zhēng)辯下一代芯片技術(shù)。歐盟歐盟近年來對(duì)石墨烯的研發(fā)也投入較大。截至2022 年，歐盟總共投入了約1.5 億歐元推動(dòng)石墨烯的相關(guān)研發(fā)。歐盟現(xiàn)有50 余家公司在開展石墨烯的

9、研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化以及應(yīng)用的推動(dòng)。除了政府推動(dòng)的學(xué)術(shù)爭(zhēng)辯，很多工業(yè)巨頭，如巴斯夫及拜耳公司等，也投入了相當(dāng)?shù)娜肆拓?cái)力加強(qiáng)對(duì)石墨烯相關(guān)應(yīng)用的研發(fā)。2022 年 1 月，歐盟委員會(huì)更是將石墨烯列為“將來興技術(shù)旗艦工程”之一，打算 10 年內(nèi)供給 10 億歐元資助，將石墨烯爭(zhēng)辯提升至戰(zhàn)略高度，旨在把石墨烯和其他二維材料從實(shí)驗(yàn)室推向社會(huì)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)革命和經(jīng)濟(jì)增長，制造就業(yè)時(shí)機(jī)。該工程由瑞典查爾姆斯理工大學(xué)牽頭、歐盟 15 個(gè)成員國的 100 多個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)組成，其中包括4 名諾貝爾獎(jiǎng)得主。目前，在歐盟“第七框架打算FP7”下的過渡階段2022 年 10 月 1 日至 2022 年 3 月 31 日已經(jīng)完善收官

10、。這 8 項(xiàng)爭(zhēng)辯成果分別是：石墨烯神經(jīng)元爭(zhēng)辯、石墨烯壓力傳感器、無摩擦石墨烯、石墨烯皮劃艇、攪拌法生產(chǎn)石墨烯、石墨烯柔性顯示屏、石墨烯光纖、石墨烯可充電電池。作為歐盟的重要成員國，德國于2022 年啟動(dòng)了石墨烯優(yōu)先爭(zhēng)辯打算，包括38 個(gè)爭(zhēng)辯工程，前 3 年預(yù)算經(jīng)費(fèi)為 1060 萬歐元；德國聯(lián)邦教研部也于當(dāng)年投入了700 萬歐元資助相關(guān)爭(zhēng)辯，旨在加深對(duì)石墨烯性能的理解和操控，為型石墨烯基電子產(chǎn)品奠定根底。2022 年 10 月，德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家成功制成石墨烯光電探測(cè)器，石墨烯制成的光電探測(cè)器能格外快速地處理和引導(dǎo)光電信號(hào)。韓國韓國石墨烯相關(guān)爭(zhēng)辯與產(chǎn)業(yè)進(jìn)展迅猛，這不但得益于韓國政府近年來

11、不連續(xù)的支持，也 得益于本國大型公司的巨大投入。韓國原學(xué)問經(jīng)濟(jì)部估量2022 至 2022 年間向石墨烯領(lǐng)域供給總額為 2.5 億美元的資助，其中 1.24 億美元用于石墨烯技術(shù)研發(fā)，1.26 億美元用于石墨烯商業(yè)化應(yīng)用爭(zhēng)辯。2022 年，韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部宣布整合韓國國內(nèi)爭(zhēng)辯機(jī)構(gòu)與企業(yè)力氣推動(dòng)石墨烯商業(yè)化進(jìn)展，包括韓國科學(xué)技術(shù)院在內(nèi)的41 家爭(zhēng)辯機(jī)構(gòu)將與 6 家企業(yè)形成石墨烯聯(lián)盟，合作攻關(guān)，政府將在將來 6 年投入 4230 萬美元，期望打造每年 153 億美元的市場(chǎng)，形成 25 家全球領(lǐng)先企業(yè)。韓國留意保護(hù)和申請(qǐng)石墨烯專利，專利量居全球第三，僅次于美國和中國，遠(yuǎn)高于歐洲其他國家。產(chǎn)業(yè)企業(yè)層

12、面，韓國三星投入了巨大研發(fā)力氣，保證了其在石墨烯應(yīng)用于柔性顯示、觸 摸屏以及芯片等領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位，在 2022 年研發(fā)出 40 英寸的石墨烯觸摸屏面板。2022 年，三星先進(jìn)技術(shù)爭(zhēng)辯院與韓國成均館大學(xué)聯(lián)合宣布合成了一種能在更大尺度內(nèi)保持導(dǎo)電性的石墨烯晶體，是一種可以用在柔性顯示屏和可穿戴設(shè)備上的屏幕顯示技術(shù)。韓國科學(xué)家也 于去年 11 月宣布制造最的石墨烯超級(jí)手機(jī)電池，可存儲(chǔ)與傳統(tǒng)電池等量的電量，但充電時(shí)間只需 16 秒。日本日本作為碳材料產(chǎn)業(yè)最興旺的國家之一，從2022 年起就對(duì)石墨烯的開發(fā)進(jìn)展資助。例如：日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)2022 年就對(duì)石墨烯材料和器件的技術(shù)開發(fā)工程進(jìn)展資助；經(jīng)濟(jì)產(chǎn)

13、業(yè)省 2022 年實(shí)施的“低碳社會(huì)實(shí)現(xiàn)之超輕、高輕度創(chuàng)融合材料”工程，重點(diǎn)支持了碳納米管和石墨烯的批量合成技術(shù)。除了日本政府的相關(guān)投入外，日本眾多企業(yè)，如日立、索尼、東芝等投入了大量資金和人力從事石墨烯的根底爭(zhēng)辯以及應(yīng)用開發(fā)，并取得了顯著進(jìn)展。日本索尼公司2022 年就研發(fā)出了可以生成長度達(dá) 120 米的石墨烯的透亮薄膜化學(xué)氣相生長技術(shù)。3、中國石墨烯行業(yè)市場(chǎng)分析行業(yè)進(jìn)展概況我國在石墨烯領(lǐng)域的爭(zhēng)辯起步與興旺國家相比較晚，但在近些年的努力下，文獻(xiàn)發(fā)表量和專利數(shù)量都已經(jīng)位居全球首位，在石墨烯爭(zhēng)辯領(lǐng)域正和興旺國家一樣處于起跑階段。2022 年 5 月，國家金融信息中心指數(shù)爭(zhēng)辯院公布了全球首個(gè)石墨烯指

14、數(shù)指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，我國全球石墨烯產(chǎn)業(yè)綜合進(jìn)展實(shí)力位列全球第3 位前 2 位分別為美國和日本。從宏觀政策看，我國石墨烯的進(jìn)展得到了國家和各級(jí)地方政府的大力扶持，國內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)制備技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)均取得了長足發(fā)。國家在“十二五”規(guī)劃中間明確將材料列為重要的戰(zhàn)略興產(chǎn)業(yè)；國家自然科學(xué)基金委員會(huì)已經(jīng)間續(xù)撥款超過3 億元資助石墨烯相關(guān)工程； 國家引導(dǎo)石墨烯產(chǎn)業(yè)成立了中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)戰(zhàn)略聯(lián)盟，聯(lián)盟成員已達(dá)53 家，6 位聯(lián)盟常務(wù)理事單位分別對(duì)石墨烯技術(shù)路線、標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略、專利布局、國際合作和產(chǎn)業(yè)促進(jìn)進(jìn)展支持和合理引導(dǎo)。鑒于石墨烯的將來寬闊的應(yīng)用前景，民間資本紛紛介入石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈。在產(chǎn)業(yè)園和創(chuàng)業(yè) 基金等的樂觀

15、引導(dǎo)下，一些創(chuàng)業(yè)者以技術(shù)為資本成立公司，一些上市公司以資金為優(yōu)勢(shì)介入 石墨烯領(lǐng)域。上市公司通過引進(jìn)石墨烯技術(shù)、與科研機(jī)構(gòu)簽訂合作協(xié)議、設(shè)立產(chǎn)業(yè)技術(shù)投資 基金或從戰(zhàn)略角度構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈等方式參與石墨烯研發(fā)生產(chǎn)。目前局部石墨烯公司具備生產(chǎn)石 墨烯粉體、漿液、導(dǎo)熱膜、功能涂料、導(dǎo)電油墨和觸控屏的力量，但在產(chǎn)品質(zhì)量提升和下游市場(chǎng)開發(fā)方面仍存在巨大的提升空間，國內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)尚未形成完整的、成熟的產(chǎn)業(yè)鏈。總的來看，2022 年，我國的石墨烯市場(chǎng)規(guī)模約為150 萬美元。隨著石墨烯量產(chǎn)的解決和石墨烯下游的拓展，2022 年中國石墨烯產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模到達(dá) 1630 萬美元，估量 2022 年其市場(chǎng)規(guī)模將到達(dá) 2 億美元

16、，并成為全球最大的石墨烯消費(fèi)國家。隨著整個(gè)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)展及下游應(yīng)用的成熟，雖然還未消滅具有“顛覆性”的 應(yīng)用方向，但是在一些相對(duì)成熟的領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)越來越明朗，如復(fù)合材料、防腐涂料、顯示產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域都有著格外不錯(cuò)的進(jìn)展勢(shì)頭。石墨烯產(chǎn)業(yè)波特五力模型分析波特五力分析對(duì)于企業(yè)是否進(jìn)入或者退出這個(gè)市場(chǎng)有肯定指導(dǎo)意義。該分析模型從五個(gè) 方面來爭(zhēng)辯了石墨烯市場(chǎng)，即供給商的議價(jià)力量，購置者的議價(jià)力量，潛在進(jìn)入者的威逼， 替代品的威逼，以來自目前在同一行業(yè)的公司間的競(jìng)爭(zhēng)。潛在進(jìn)入者的威逼進(jìn)入者的威逼指的是行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手對(duì)目前已經(jīng)有的企業(yè)所產(chǎn)生的威逼。石墨烯行業(yè)屬于典型的技術(shù)密集型行業(yè)。行業(yè)潛在進(jìn)入者將

17、面臨較高的行業(yè)技術(shù)壁壘，主要是宏量制備技術(shù)壁壘和應(yīng)用技術(shù)壁壘。石墨烯制備技術(shù)主要包括化學(xué)氣相沉積法、氧化復(fù)原法、微機(jī)械剝離法和外延生長法等。在生產(chǎn)過程中，不同的制備技術(shù)存在不同程度的技術(shù)劣勢(shì)，如承受 CVD 法生長石墨烯薄膜， 生長和轉(zhuǎn)移過程中的污染、破損問題都回帶來缺陷和成品率的下降。抑制制備技術(shù)的劣勢(shì)并 規(guī)?；a(chǎn)出品質(zhì)全都的石墨烯產(chǎn)品需要借助于強(qiáng)大的爭(zhēng)辯團(tuán)隊(duì)，并經(jīng)過長期的技術(shù)、閱歷 積存。從另外一個(gè)角度看，高質(zhì)量的石墨烯高質(zhì)量的石墨烯產(chǎn)品需要高投入和長時(shí)間，但是一 些方面的應(yīng)用并不要求石墨烯的質(zhì)量格外高，這就為很多的企業(yè)進(jìn)入該市場(chǎng)制造了條件。針對(duì)這一現(xiàn)象，很多企業(yè)在連續(xù)進(jìn)展研發(fā)投資的同時(shí)

18、，也在進(jìn)展投資生產(chǎn)有效的且低價(jià)的石 墨烯產(chǎn)品。此外，在石墨烯生產(chǎn)設(shè)施安裝的過程中，工廠的位置和地域掩蓋范圍也是需要考 量的因素。因此，對(duì)于進(jìn)入該行業(yè)的企業(yè)來說，要想處理好上面提到的全部因素并不簡(jiǎn)潔。潛在進(jìn)入者的威逼對(duì)石墨烯市場(chǎng)的影響整體還比較溫存。購置者議價(jià)力量買家的議價(jià)力量指的是買家可以施加給制造商的壓力。就石墨烯而言，買家的議價(jià)力量力量還比較溫存，這是由于石墨烯市場(chǎng)是一個(gè)分散市場(chǎng)，有很多規(guī)模不等的企業(yè)和買家。此外，石墨烯產(chǎn)品的在很多方面都有應(yīng)用，使得進(jìn)入的企業(yè)越來越多，購置者可以依據(jù)自己的需求來選擇賣家。替代品的威逼替代品的威逼指的是可替代產(chǎn)品替換目前市場(chǎng)上產(chǎn)品的可能性。石墨烯是一種無毒、

19、環(huán) 境友好的材料，可以取代硅材料和其他現(xiàn)有材料。然而，目前市面上并沒有適宜的可替代石 墨烯的材料，因此對(duì)于石墨烯材料市場(chǎng)的增長并沒有構(gòu)成影響。因此，就石墨烯市場(chǎng)而言， 替代品的威逼格外小。供給協(xié)商價(jià)力量供給協(xié)商價(jià)力量指的是供給商可以對(duì)石墨烯制造商施加的壓力。石墨烯在全球市場(chǎng)中都 有分散的供給商。然而，依據(jù)石墨烯價(jià)格和類型的不同，每一位供給商都會(huì)有不同的石墨烯 應(yīng)用。這就為購置者選擇供給商的時(shí)候供給了多種選擇。石墨烯可以依據(jù)行業(yè)不同而有不同 應(yīng)用，這也導(dǎo)致了供給商的分散，削減了制造商的議價(jià)力量。公司的品牌價(jià)值和石墨烯產(chǎn)品 的質(zhì)量在建立長期的買家供給商關(guān)系方面也有著格外重要的作用。不僅如此，石墨烯研發(fā) 公司和供給商之間也有很強(qiáng)的合作關(guān)系，從而使得石墨烯市場(chǎng)中供給商的議價(jià)力量比較溫存。行業(yè)內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)由于石墨烯市場(chǎng)中不斷有競(jìng)爭(zhēng)者的參加，老公司的存在