全球石墨烯产业分析,全球石墨烯研发进展不断加快
石墨烯正处于大规模产业化前夕,发达国家聚焦石墨烯功能器件研发和应用,未来5至10年全球石墨烯市场将进入高速发展期。美、欧、日、韩等地区密集发布政策,扶持石墨烯功能器件研发和产业化应用。欧美企业占据全球石墨烯产业链关键环节,石墨烯制备技术,复合材料、核心电子元件等应用产品保持领先优势,亚洲石墨烯应用市场前景向好。2014年以来,全球石墨烯市场规模呈现爆发性增长;2017年,全球石墨烯市场规模达到1346万美元。
石墨烯将在散热材料,高性能计算系统(晶体管材料),透明显示材料,超级电容器,锂电,传感器,结构材料等领域取得实际突破。届时,超级电容器、结构材料、透明显示材料、高性能计算材料将释放更大的市场空间。随着石墨烯制备技术进一步推动规模化应用,2025年全球石墨烯规模有望达到21.03亿美元。
全球石墨烯研发进展不断加快
石墨烯不仅是已知材料中最薄、最坚硬的物质,而且具备极好的透光性、导电性和导热性,是理想的电极和半导体材料。从全球石墨烯创新成果上来看,从2010年起全球石墨烯发表论文及申请专利数量呈不断增长的趋势,说明自因石墨烯获得诺贝尔奖以来,石墨烯在研发层面热度不减。而中国无论是在发表论文和申请专利数量上都是遥遥领先。
石墨烯本身具有较高的热导率,产生的热量也会很快散掉,因此石墨烯电子产品比硅具有更高的运行速率。石墨烯由于具有很好的导电性和透明性,可弯折且机械强度好,使其在柔性显示领域有着广阔的应用前景。而石墨烯的电子特性使得石墨烯对吸附到其表面上的气体分子影响明显,因此可利用石墨烯的该特性制备高灵敏度石墨烯气体传感器,用来检测。且石墨烯相较于活性炭更加适合作能量存储与转换的电极材料。
此外,石墨烯在生物医药领域的应用潜力巨大,如在药物载体、基因测序、生物传感器等方面;未来,石墨烯会在大气污染的治理与防治、水污染处理、土壤污染治理、节能环保以及海水淡化等领域具有非常广阔的应用前景。石墨烯作为极佳的散热材料,可用于硅基芯片散热、LED灯散热、石墨烯导热胶、石墨烯导热复合材料等诸多领域。
世界各国踊跃布局石墨烯产业
由于石墨烯在能源、材料等各大领域都具有巨大的应用潜力,世界各国对石墨烯都给予了很高的关注。近年来,随着石墨烯产业化方向的逐渐清晰,美国、欧盟、日本、韩国等许多国家和地区都进行了一系列相关研究,支持了许多项目,对推动石墨烯产业发展做出了战略部署。
图表:世界各国石墨烯布局图
资料来源:锐观咨询整理
石墨烯集多种优异性能于一身,是主导未来高科技竞争的超级材料。据国土资源部统计,我国石墨储量占全球已探明储量的70%以上,具有较为明显的资源优势。为了充分发挥石墨烯的各项优异性能,将潜在的资源优势转化为技术优势和经济优势,我国政府、企业、科研机构和高校均高度重视石墨烯技术基础研究和产业化应用,国内石墨烯产业发展步伐不断加快。
从专利申请数量来看,2010年以来,国内石墨烯相关专利申请数量呈现爆发式增长。2016年,石墨烯相关专利申请数量达到12197件,为近年来最大值。2017年,我国石墨烯相关专利申请数量仍保持在1万件以上,热度不减。
在石墨烯产业化方面,我国的推进速度同样惊人。目前,国内石墨烯企业已涉足石墨烯薄膜、粉体和浆料等的制备及下游应用环节。其中,石墨烯应用环节的企业数量最多,占比达39%;石墨烯研发环节的企业数量其次,所占比重为19%;技术服务、制备环节比重也超过10%,其他则在10%以下。
从空间上看,我国石墨烯企业大多分布在上海、江苏、浙江、福建、广东等东南沿海一带,尤其是"长三角"区域,其次是四川盆地和山东地区,此外,天津、山西、内蒙古等地也略有分布,基本形成以"长三角"为聚集区,其他多地碎片化发展的产业格局。其中,无锡、常州、德阳、重庆、上海等地已形成初具规模的石墨烯产业集群。
总的来说,我国石墨烯研发应用水平与发达国家基本同步,并已在石墨烯粉体和薄膜的规模化制备上取得了举世瞩目的成绩,部分石墨烯产品已经在动力电池导电添加剂、防腐涂料、抗静电塑料、触摸屏等领域率先进入市场。我国石墨烯产业在短短几年时间内就成功实现从实验室迈向产业化应用的"三级跳"。