中國石墨烯行業的優勢
一、政策利好
2015年11月30日,工信部、發改委和科技部等三部委發布了《關于加快石墨烯產業創新發展的若干意見》,欲在2020年形成完善的石墨烯產業體系,實現石墨烯材料標準化、系列化和低成本化,在多領域實現規模化應用。
二、應用領域廣泛
石墨烯是一種碳基新材料,具有非常好的導熱性、電導性、透光性,而且具有高強度、超輕薄、超大比表面積等特性,廣泛應用于鋰離子電池電極材料、太陽能電池電極材料、薄膜晶體管制備、傳感器、半導體器件、復合材料制備、透明顯示觸摸屏、透明電極等方面。石墨烯在電子信息、新材料、新能源、生物醫藥等領域也顯現廣闊的應用前景。
三、性能優勢
由于碳原子之間化學鍵的特性,使得石墨烯既是最薄的材料,也是最強韌的材料,斷裂強度比最好的鋼材還要高200倍。同時它又有很好的彈性,拉伸幅度能達到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、強度最高的材料。而因為只有一層原子,電子的運動被限制在一個平面上,為它帶來了全新的電學屬性。石墨烯在可見光下透明,但不透氣。這些特征使得它非常適合作為保護層和透明電子產品的原料。
四、硅的替代材料
硅基材料集成電路主頻越高,熱量也隨之提高,并最終撞上功耗墻。目前硅基芯片最高的頻率是在液氮環境下實現的8.4G,日常使用的桌面芯片主頻基本在3G到4G,筆記本電腦為了控制CPU功耗,主頻普遍控制在2G到3G之間。
相對于現在普遍使用的硅基材料,石墨烯在室溫下擁有10倍的高載流子遷移率,同時具有非常好的導熱性能,芯片的主頻理論上可以達到300G,并且有比硅基芯片更低的功耗。早在幾年前,IBM在實驗室中的石墨烯場效應晶體管主頻達155G。石墨烯是替代硅的理想材料。
五、產業集群逐步擴大
在政策的扶持鼓勵下,我國石墨烯產業近年迎來大發展,常州石墨烯產業園、無錫石墨烯產業應用示范基地、青島石墨烯產業創新示范基地等相繼成立。隨著產業化的提速,石墨烯產業集群持續壯大。
中國石墨烯的行業劣勢
一、產業化初期
目前石墨烯仍處于產業化初期,尚未完全實現石墨烯的規模化應用,沒有形成完整的、成熟的產業鏈上下游,對石墨烯產品最大的需求市場仍然是科研院校和少量生產廠商,大部分石墨烯企業目前仍無法找到穩定的商業模式和盈利模式。
目前,石墨烯技術的研究還處于前沿階段,從成本和產量方面來看,石墨烯距離市場化的應用還有一段時間
二、成本高
目前,石墨烯在許多研究中展示的驚人特征,都以樣品質量非常高為基礎。而要想獲得電學和機械性能都最佳的石墨烯樣品,需要最費時費力費錢的手段-機械剝離法。
生產石墨烯還有許多能增加產量、降低成本的方法,如液相剝離法、化學氣相沉積法、直接生長法、化學氧化還原法等。但使用這些方法的同時,產品的質量又會掉下去。迄今為止還沒有真的能適合工業化大規模推廣生產的技術。
三、潛在環境風險
石墨烯產業目前最成熟的產品之一是“氧化石墨烯納米顆粒”,它很便宜,雖不能用在電池、可彎折觸屏等高端領域,作為電子紙等用途倒是相當不錯。可是它對人體很可能是有毒的。而且,經研究發現,它在地表水里非常穩定、極易擴散。雖然現在對它的環境影響下斷言還為時太早,但這的確是個潛在問題。
綜合以上因素,我們預計,2017年中國石墨烯市場規模將達到30億元,未來五年(2017-2021)年均復合增長率約為141.83%,2021年中國石墨烯市場規模將達到1,026億元。