任正非曾預(yù)言這個時代將來最大的顛覆,,是石墨烯時代顛覆硅時代,。2018年,石墨烯在華為mate 20手機上成功實現(xiàn)應(yīng)用,,標志著我國石墨烯熱管理材料的產(chǎn)業(yè)化步入了一個新階段,。盡管如此,石墨烯這個“材料之王”仍脫不掉“等待突破”的標簽,。 作者|小北校對|小如 集微網(wǎng)·愛集微APP,,各大主流應(yīng)用商店均可下載 集微網(wǎng)消息,任正非曾預(yù)言這個時代將來最大的顛覆,,是石墨烯時代顛覆硅時代,。2018年,石墨烯在華為mate 20手機上成功實現(xiàn)應(yīng)用,,標志著我國石墨烯熱管理材料的產(chǎn)業(yè)化步入了一個新階段,。盡管如此,石墨烯這個“材料之王”仍脫不掉“等待突破”的標簽,。 集萬千優(yōu)勢于一身曾遭過度熱捧,,2019值得期待 石墨烯是近十幾年來炙手可熱的二維材料,,最早由英國曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家于2004年成功制備,2010年諾貝爾物理學(xué)獎將其推成了納米材料的新貴,。集優(yōu)異的力學(xué),、熱學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)性能于一身,,可在復(fù)合材料,、觸摸屏、集成電路,、超級電容等多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用,,被譽為21世紀的神奇材料、萬能材料,、超級材料等,。 例如,市場主要使用2D硅基集成電路,,而隨著集成電路面積單純的2D縮小已經(jīng)逼近摩爾極限,,向3D發(fā)展成為趨勢,而3D集成電路存在散熱,、電路串擾及制造工藝等問題,,石墨烯在3D集成電路領(lǐng)域的應(yīng)用引起了研究人員的關(guān)注,提出具有石墨烯屏蔽效應(yīng)的3D集成電路,、石墨烯作為靜電阻抗器的3D集成電路,、在3D芯片中增加石墨烯層解決散熱問題等。 也正因此,,石墨烯自問世以來就被市場賦予了極高的期待,,導(dǎo)致了一哄而上、被過度熱捧的亂象,,隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,、市場的調(diào)整,目前石墨烯市場也更加理性,。 2019年,,我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢值得期待。賽迪智庫研究表明,,2019年我國石墨烯市場規(guī)模繼續(xù)擴大,、市場發(fā)展更加理性、全產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善,。 而其推動因素來自于多個方面,,例如標準制定、政策、資本,、研發(fā)等,。 在標準制定方面,據(jù)中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟統(tǒng)計,,截至2018年底,正在制定的石墨烯國家標準有7項,,地方標準5項,,行業(yè)/企業(yè)標準近40項,覆蓋了石墨烯的基礎(chǔ)通用,、表征與測量,、環(huán)境、產(chǎn)品規(guī)范,、應(yīng)用等多個領(lǐng)域,。 在政策方面,2018年多份政策都將石墨烯寫入其中,,例如國家統(tǒng)計局發(fā)布《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類(2018)》,,包括新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、新材料產(chǎn)業(yè),、節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè),、數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)、相關(guān)服務(wù)業(yè)等9大領(lǐng)域,,提及石墨烯粉體,、石墨烯薄膜入選;泉州市出臺《泉州市石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖(2018—2025年)》,;廣西省正式出臺《廣西石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展工作方案》等,。在工信部2018年公示的《2017年重點新材料首批次應(yīng)用保險補償試點工作擬補助項目》中有4個項目涉及到石墨烯。 在組織機構(gòu)方面,,2018年北京石墨烯研究院揭牌成立,、國家級石墨烯質(zhì)檢中心落戶無錫、西安絲路石墨烯創(chuàng)新中心揭牌成立,、西安絲路石墨烯創(chuàng)新中心揭牌成立等,。石墨烯研究院、產(chǎn)業(yè)園,、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等成立,,可促使產(chǎn)業(yè)上下游聯(lián)動發(fā)展的格局更加深化,著力打通石墨烯基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)需求間缺失的環(huán)節(jié),,使石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈也將更加完善,。 這為石墨烯2019年發(fā)展之路,起到了引領(lǐng)、促進及規(guī)范的作用,。 此外,,值得注意的是,投資市場對石墨烯的認識從狂熱到趨于冷靜,。 我國石墨烯版圖 據(jù)中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟統(tǒng)計,,我國石墨烯單位已經(jīng)超過4800家,涉及石墨烯材料制備,、應(yīng)用開發(fā),、終端應(yīng)用等各個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在材料制備領(lǐng)域,,石墨烯粉體和薄膜兩類企業(yè)超300家,;應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)超過600家。 從產(chǎn)業(yè)集聚度來看,,目前我國大多數(shù)石墨烯公司分布在東部沿海一帶,,尤其是長三角、珠三角,、京津冀魯聚合區(qū),。 江蘇是我國較早發(fā)展石墨烯的省份,擁有江蘇省石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟(產(chǎn)學(xué)研合作載體),、江南石墨烯研究院,、江蘇省產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院石墨烯材料研究所等。常州石墨烯小鎮(zhèn)是江蘇省最具代表,、領(lǐng)航作用的石墨烯產(chǎn)業(yè)聚集地,,相關(guān)企業(yè)超過100家,其中石墨烯原材料制備企業(yè)數(shù)量約占全國總數(shù)一半,,甚至在業(yè)內(nèi)有“全國石墨烯產(chǎn)業(yè)一半天下在常州”的說法,。 據(jù)常州石墨烯小鎮(zhèn)官方介紹,常州市在石墨烯粉體和透明薄膜兩大基礎(chǔ)性原材料上率先實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn),,其中粉體產(chǎn)量約占全國50%以上,,薄膜產(chǎn)量約占全國80%以上。全球第一條年產(chǎn)100噸石墨烯粉體生產(chǎn)線,、全球第一條3萬平方米CVD法石墨烯透明導(dǎo)電薄膜生產(chǎn)線等,,多個全球或全國第一的紀錄在這里誕生。 京津冀于2015年便成立了京津冀石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,,旨在整合三地資源,,加速推進低成本石墨烯及裝備技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進程,形成京津冀戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)高地,。2016年,,中國最頂尖的石墨烯研究機構(gòu)——北京石墨烯研究院(BGI)也成立了,,發(fā)展布局為掌控石墨烯材料制備與產(chǎn)業(yè)化裝備核心技術(shù)、面向企業(yè)需求開展高端研發(fā)代工,、打造石墨烯眾創(chuàng)空間推動協(xié)同創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)培育,,定位于引領(lǐng)石墨烯產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)策源地、高科技產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新機制與創(chuàng)新文化示范區(qū),、全球石墨烯高端人才匯聚地,、石墨烯產(chǎn)業(yè)資源協(xié)同聚集體及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)高地等。 2月25日,,北京石墨烯研究院標號石墨烯材料研究等3項課題順利通過北京市科委驗收,,標志著BGI在石墨烯材料標號規(guī)則研制及高品質(zhì)石墨烯薄膜制備、石墨烯玻璃低溫快速生長,、石墨烯粉體綠色制備等石墨烯核心材料研究領(lǐng)域取得了重要的技術(shù)突破,。 可見,,京津冀發(fā)展石墨烯優(yōu)勢在于“科研資源”豐富,。 山東地區(qū)的石墨烯產(chǎn)業(yè)主要集中在青島和濟寧等地。經(jīng)過幾年的發(fā)展,,山東已初步形成從石墨烯原材料,、設(shè)備到應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)鏈雛形。 青島申報的“國家火炬青島石墨烯及先進碳材料特色產(chǎn)業(yè)基地”于2015年獲批建設(shè),,標志青島以石墨烯為引領(lǐng)的先進碳材料產(chǎn)業(yè)正式進入國家產(chǎn)業(yè)布局版圖,。2018年,《青島市石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2018-2025)》發(fā)布,,成為首個市級石墨烯專項規(guī)劃,,青島將大力推進石墨烯的技術(shù)攻關(guān)與產(chǎn)業(yè)化,到2025年打造成北方領(lǐng)先的石墨烯應(yīng)用示范城市,、打造超過百億級的石墨烯產(chǎn)業(yè)價值鏈,。 青島發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)有資源方面的優(yōu)勢,它是我國石墨資源三大主要產(chǎn)地之一,,占全國石墨礦產(chǎn)儲量的20%以上,,并且品質(zhì)高、開采難度低,。 珠三角地區(qū)石墨烯產(chǎn)業(yè)以深圳為核心,。2018年深圳石墨烯制造業(yè)創(chuàng)新中心正式投入使用,示范基地承擔了深圳市在石墨烯產(chǎn)業(yè)上共性技術(shù)研發(fā),、產(chǎn)品檢驗檢測,、標準研究制定、項目孵化培育等公共服務(wù)職能,。光明區(qū)是深圳石墨烯產(chǎn)業(yè)的重要空間承載地,,貝特瑞新能源材料有限公司和華星光電是該區(qū)的石墨烯示范性企業(yè)。 深圳發(fā)展石墨烯的優(yōu)勢在于廣闊的應(yīng)用市場,能源,、新材料,、電子信息、可穿戴設(shè)備,、電動汽車等諸多領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)集群發(fā)達,。 此外,南京,、無錫,、泰州、寧波,、重慶,、贛州等地在石墨烯領(lǐng)域也有相應(yīng)的布局。 國家集成電路石墨烯新材料基因組計劃 美國于2011率先提出“材料基因組計劃”,。我國科學(xué)家立即捕捉到該計劃所釋放出的重要信息,,并于2012年在中國工程院和中國科學(xué)院的推動下,啟動了“中國版材料基因組計劃”,。 國家石墨烯應(yīng)用產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟常務(wù)副理事長兼秘書長趙猛博士曾在2018年創(chuàng)造性地提出國家集成電路石墨烯新材料基因組計劃,,并透露國家集成電路石墨烯新材料基因組計劃一期首推十七大工程,即石墨烯半導(dǎo)體晶圓,、石墨烯芯片,、石墨烯載帶、全功能石墨烯集成電路,、石墨烯觸摸屏,、石墨烯材料閃存原型、石墨烯U盤,、石墨烯量子晶體管,、石墨烯處理器、石墨烯濕度傳感器,、石墨烯圖像傳感器,、石墨烯導(dǎo)電漿料、石墨烯復(fù)合膜,、石墨烯LED燈,、石墨烯超級電池、石墨烯太陽能電池,。 夢想實現(xiàn)過程仍有攔路石 盡管石墨烯產(chǎn)業(yè)看似繁華,,但背后卻滿是傷感。 因為,,石墨烯產(chǎn)業(yè)化進程卻不盡人意,。在規(guī)?;a(chǎn)方面技術(shù)成熟度不高,存在不同批次石墨烯產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,、性能差異性大等問題,,產(chǎn)品質(zhì)量難以保障;粉體材料產(chǎn)品存在尺寸和層數(shù)不均勻等問題,、薄膜材料存在結(jié)構(gòu)缺陷及轉(zhuǎn)移過程帶來表面污染的情況,。此外,由于石墨烯產(chǎn)品標準并不是很完善,,并受限于檢測方式有限等原因,,造成石墨烯材料市場出現(xiàn)以次充好、魚龍混雜的現(xiàn)象,。 不過,,可以相信的是,隨著技術(shù)的成熟度越來越高以及資本市場,、政府政策的大力推動,,或許不用很久石墨烯將可以掀起電子科技領(lǐng)域的下一場革命。 圖源|網(wǎng)絡(luò) |
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