近幾年，我國(guó)石墨烯領(lǐng)域研發(fā)成果數(shù)量穩(wěn)步增長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐步擴(kuò)大。石墨烯在下游市場(chǎng)的應(yīng)用主要包括新能源、大健康、電子信息、節(jié)能環(huán)保、生物醫(yī)藥、化工、航空航天七大領(lǐng)域。目前，石墨烯對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的帶動(dòng)作用日益顯著，其區(qū)域集聚初步成形。
中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟在2017年發(fā)布的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T-CGIA001-2017“石墨烯材料的術(shù)語(yǔ)、定義和代號(hào)”中提到：石墨烯材料是由石墨烯單獨(dú)或堆垛而成、層數(shù)不超過10層的碳納米材料。石墨烯是人類已知強(qiáng)度最高、韌性最好、質(zhì)量最輕、透光率最高、導(dǎo)電性最佳的材料。單層的石墨烯是由一層密集的碳六元環(huán)構(gòu)成，它的厚度為0.335 nm左右，是目前為止最薄的二維納米碳材料。由于其結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性，石墨烯的各類性質(zhì)也非常優(yōu)異。
我國(guó)政府高度重視石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展，發(fā)布了一系列相關(guān)政策進(jìn)行系統(tǒng)布局，并將石墨烯列入我國(guó)“十三五規(guī)劃”的165項(xiàng)重大工程。相關(guān)政策的實(shí)施對(duì)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新、支撐戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展、加快走中國(guó)特色新型工業(yè)化道路具有重要戰(zhàn)略意義。
近年，石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)跑國(guó)際，上市公司表現(xiàn)搶眼，企業(yè)合作動(dòng)作連連，產(chǎn)業(yè)格局初具雛形；企業(yè)合力打通終端渠道，應(yīng)用市場(chǎng)遍地開花，石墨烯技術(shù)逐步“走近生活”；國(guó)家層面的政策引導(dǎo)、系統(tǒng)規(guī)劃明顯加速，產(chǎn)學(xué)研合作貫通產(chǎn)業(yè)鏈條，品牌競(jìng)爭(zhēng)格局即將形成。石墨烯作為新材料產(chǎn)業(yè)的先導(dǎo)，在帶動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，培育新興產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)點(diǎn)，推動(dòng)大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新的作用越來(lái)越顯著。
2004年，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家Andre和KonstantinNovoselov在實(shí)驗(yàn)室中成功將石墨烯從石墨中分離出來(lái)，并因此共同獲得了2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。2010年以后，石墨烯材料引發(fā)了全球范圍內(nèi)的研究熱潮，石墨烯相關(guān)專利、論文數(shù)量迅速增加，至今熱度不減。
通過對(duì)石墨烯中國(guó)專利、論文進(jìn)行檢索，共檢索到石墨烯中國(guó)專利申請(qǐng)43988件，論文累計(jì)發(fā)表6萬(wàn)余篇，總體而言，我國(guó)石墨烯專利論文數(shù)量呈指數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。從專利論文趨勢(shì)圖可以看出，我國(guó)石墨烯專利的申請(qǐng)與受理始于本世紀(jì)初，從2009年開始，我國(guó)石墨烯專利申請(qǐng)數(shù)量一直處于快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。中國(guó)政府、科研機(jī)構(gòu)以及相關(guān)企業(yè)近年來(lái)對(duì)石墨烯相關(guān)技術(shù)一直保持高度的重視，國(guó)內(nèi)石墨烯研發(fā)的高潮持續(xù)不減。2016年石墨烯專利申請(qǐng)數(shù)量已達(dá)到12420件，2017年專利申請(qǐng)量略有減少為11430件。目前，石墨烯專利申請(qǐng)技術(shù)方向主要集中在：以石墨為原料制備石墨烯的技術(shù)及工藝；石墨烯在儲(chǔ)能、涂料、傳感器等領(lǐng)域的應(yīng)用：CVD制備石墨烯及其轉(zhuǎn)移技術(shù)。
目前，我國(guó)石墨烯專利TOP 20的申請(qǐng)人中有16個(gè)來(lái)自高校和科研院所，4個(gè)來(lái)自企業(yè)。申請(qǐng)量前五位的申請(qǐng)人為：浙江大學(xué)（434件）、海洋王（424件）、深圳海洋王（404件）、清華大學(xué)（362件）、哈爾濱工業(yè)大學(xué)（330件）。海洋王、京東方、成都新柯化工是中國(guó)石墨烯專利TOP 20的申請(qǐng)人中的企業(yè)代表。海洋王照明從2012年開始在石墨烯制備、摻雜技術(shù)及在復(fù)合材料、超級(jí)電容器等領(lǐng)域展開布局；京東方在傳感器、顯示裝置、有機(jī)電致發(fā)光器件、晶體管等石墨烯高端應(yīng)用領(lǐng)域展開布局；成都新柯化工主要生產(chǎn)石墨烯微片，用于增強(qiáng)增韌材料、導(dǎo)電導(dǎo)熱材料等。三家企業(yè)生產(chǎn)研發(fā)不同的石墨烯產(chǎn)品，在不同的石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域已展開布局。
據(jù)全球石墨烯產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略研究院（CGIA Research）統(tǒng)計(jì)，2017年，我國(guó)石墨烯材料粉體產(chǎn)能達(dá)到3000噸，已經(jīng)有數(shù)家企業(yè)具備了年產(chǎn)百噸以上的生產(chǎn)能力，如常州第六元素、寧波墨西、鴻納（東莞）、青島昊鑫、青島德通、寶泰隆等；石墨烯薄膜產(chǎn)能約350萬(wàn)平方米。石墨烯粉體和薄膜材料在汽車、紡織、軍工等工業(yè)和民生消費(fèi)品上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
CGIA Research 通過數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、實(shí)地調(diào)研等方式對(duì)石墨烯相關(guān)企業(yè)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，近年來(lái)石墨烯相關(guān)企業(yè)數(shù)量急劇增加。截止到 2017 年 12 月底，石墨烯企業(yè)數(shù)量呈現(xiàn)快速上漲趨勢(shì)。研究發(fā)現(xiàn)，近兩年企業(yè)數(shù)量增加速度明顯加快，2016 年凈增 948 家，同比增長(zhǎng) 33.91%；2017 年凈增1041 家，同比增長(zhǎng) 27.80%，2018 年石墨烯相關(guān)企業(yè)數(shù)量仍在迅速增長(zhǎng)。目前涉及石墨烯相關(guān)業(yè)務(wù)的上市公司總數(shù)有 58 家，其中主營(yíng)業(yè)務(wù)為石墨烯的上市公司共有 5 家。
截止到2017年12月31日，全國(guó)擁有石墨烯相關(guān)研發(fā)、設(shè)備、制備、銷售、應(yīng)用、投資、檢測(cè)、技術(shù)服務(wù)的單位數(shù)量達(dá)到4800多家，經(jīng)CGIA Research 篩選實(shí)際開展石墨烯業(yè)務(wù)的單位約2600多家。其中從事技術(shù)服務(wù)、銷售、投資及檢測(cè)的企業(yè)（機(jī)構(gòu)）有1477家，占據(jù)近一半的比例，從事石墨烯相關(guān)研究的研發(fā)機(jī)構(gòu)有217家，設(shè)備和制備的企業(yè)（機(jī)構(gòu)）有340家，下游應(yīng)用方向的企業(yè)數(shù)量為623家。
近年，中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用取得了一定進(jìn)展，上下游產(chǎn)業(yè)鏈已初步打通、下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范逐步完善，據(jù) CGIA Research 統(tǒng)計(jì)，石墨烯市場(chǎng)規(guī)模從2015年的6億元、2016年的40億元，直到2017年增長(zhǎng)至70億元。其中石墨烯在新能源領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 50 億元，石墨烯涂料市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 8 億元，復(fù)合材料和大健康產(chǎn)業(yè)均達(dá)到 5億元，節(jié)能環(huán)保和電子信息領(lǐng)域均達(dá)到 1 億元，石墨烯產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出快速發(fā)展趨勢(shì)。石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)模占比如圖 4 所示。
中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)主要集中在提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面，目前石墨烯對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的帶動(dòng)作用日益顯著，尤其是在涂料、輕量化材料、橡膠輪胎、LED散熱材料等方向的應(yīng)用有突破性進(jìn)展，石墨烯以“工業(yè)味精”的形式添加到各種傳統(tǒng)材料以提升傳統(tǒng)材料的性能。青島瑞利特新材料科技有限公司研制的抗甲醛和殺菌智能內(nèi)墻涂料已經(jīng)投入市場(chǎng)。該智能內(nèi)墻涂料采用具有甲醛分解性能的石墨烯納米復(fù)合材料，結(jié)合光催化的原理，通過吸收可見光光能達(dá)到分解空氣中游離甲醛的目的，并且具有抗菌效果。東旭光電發(fā)布石墨烯散熱大功率LED模組，相比傳統(tǒng)LED燈具，它的節(jié)能效率提升20%，散熱器體積減少3/4，重量減少2/3。
石墨烯在新興產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用主要是在新能源、電子信息、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域，充分發(fā)揮石墨烯高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱、高強(qiáng)度等優(yōu)異性能，“烯”的作用越來(lái)越顯著，2017年石墨烯在新能源和電子信息領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模分別為40億和1億元。南京百杰騰物聯(lián)科技有限公司利用石墨烯體系導(dǎo)電油墨的特性，做出防偽、防撕、無(wú)法重復(fù)使用的RFID標(biāo)簽，在文件安全、食品安全、各種防偽管理應(yīng)用上開創(chuàng)了有別于金屬刻蝕標(biāo)簽的新應(yīng)用，為物聯(lián)網(wǎng)等各種應(yīng)用場(chǎng)景所需天線提供了整體系統(tǒng)方案。超威電源將石墨烯鉛基合金首次應(yīng)用于鉛酸蓄電池的正極板柵，成功生產(chǎn)出新型耐高低溫高能量黑金石墨烯電池，使用壽命提高了90%以上，截至2017年底該電池累計(jì)銷售量突破2000萬(wàn)只，銷售額達(dá)30億元。
得益于政策的支持和石墨烯極為廣闊的應(yīng)用范圍與前景。中國(guó)的石墨烯產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出多點(diǎn)開花，集聚初現(xiàn)的特點(diǎn)。東部沿海地區(qū)起步早，政策支持力度大，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程領(lǐng)先其他地區(qū)，據(jù)CGIA Research統(tǒng)計(jì)，東部沿海地區(qū)集中了70%以上的企業(yè)，集聚效應(yīng)初步顯現(xiàn)。隨著石墨烯上下游產(chǎn)業(yè)鏈的不斷成形，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范逐步完善，現(xiàn)在初步形成三個(gè)集聚區(qū)，包括長(zhǎng)三角石墨烯產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，珠三角石墨烯產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)和山東石墨烯產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。
石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展整體呈現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)將更偏向石墨烯綠色、高質(zhì)量、規(guī)?；苽?，多級(jí)次多功能組裝集成，未來(lái)產(chǎn)業(yè)資源將進(jìn)一步整合，應(yīng)用在新能源、生物醫(yī)藥、電子信息、航空航天等領(lǐng)域繼續(xù)深化。
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