石墨烯市場應(yīng)用情況如何？2020年全球石墨烯市場調(diào)研分析

• 2020年11月2日 ZhouXun來源：互聯(lián)網(wǎng) 375 17
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石墨烯是一種以sp2雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的新材料。石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是一種未來革命性的材料。

石墨烯是一種以sp2雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的新材料。石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是一種未來革命性的材料。

英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，用微機(jī)械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。石墨烯常見的粉體生產(chǎn)的方法為機(jī)械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法，薄膜生產(chǎn)方法為化學(xué)氣相沉積法(CVD)。

2018年3月31日，中國首條全自動(dòng)量產(chǎn)石墨烯有機(jī)太陽能光電子器件生產(chǎn)線在山東菏澤啟動(dòng)。

石墨烯市場現(xiàn)狀及應(yīng)用

石墨烯在復(fù)合材料等領(lǐng)域的應(yīng)用已日益成熟，市場增長快速，如手機(jī)觸摸屏、鋰離子電池、超級電容器以及增強(qiáng)塑料、防腐涂料、石墨烯溫控材料等復(fù)合材料領(lǐng)域;石墨烯屬于非標(biāo)產(chǎn)品，瞄準(zhǔn)高端應(yīng)用市場，需要滿足下游客戶定制化需求，與客戶關(guān)系密切，這也增加了市場的壁壘;近幾年來，圍繞石墨烯標(biāo)準(zhǔn)制定的工作也在緊鑼密鼓地進(jìn)行著，標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)出臺(tái)亦將對石墨烯產(chǎn)業(yè)的快速健康成長發(fā)揮有力促進(jìn)作用。

由于石墨烯在能源、材料等各大領(lǐng)域都具有巨大的應(yīng)用潛力，世界各國對石墨烯都給予了很高的關(guān)注。隨著石墨烯產(chǎn)業(yè)化方向的逐漸清晰，目前，全球已有80多個(gè)國家投入石墨烯的研發(fā)、生產(chǎn)。美國、歐盟、日本、韓國等相繼發(fā)布或資助了一系列相關(guān)研究計(jì)劃和項(xiàng)目。特別是歐盟制定了石墨烯旗艦計(jì)劃，計(jì)劃投入10億歐元。不僅如此，IBM、英特爾、陶氏化學(xué)、三星等國際知名跨國企業(yè)紛紛將石墨烯及其應(yīng)用技術(shù)作為長期戰(zhàn)略發(fā)展方向，而且還涌現(xiàn)出了大批專門從事石墨烯研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用的機(jī)構(gòu)和企業(yè)。隨著石墨烯制備技術(shù)進(jìn)一步推動(dòng)規(guī)?；瘧?yīng)用，2025年全球石墨烯規(guī)模有望達(dá)到21.03億美元。

據(jù)中國石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟預(yù)計(jì)，到2020年，石墨烯在新能源行業(yè)的鋰電池和超級電容市場規(guī)模將突破534億元;電子信息行業(yè)的柔性顯示和可穿戴領(lǐng)域，市場規(guī)模將突破267億元;在復(fù)合材料市場的塑料、橡膠、涂料、導(dǎo)電油墨四大領(lǐng)域，規(guī)模將突破372億元;在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域，將突破90億元;在熱管理領(lǐng)域，電子產(chǎn)品散熱膜、LED散熱材料、石墨烯發(fā)熱膜等市場規(guī)模將突破341億元;在生物醫(yī)藥領(lǐng)域方面，石墨烯應(yīng)用于生物安全、納米載藥體系、基因治療、生物監(jiān)測以及生物成像和診斷方面，市場規(guī)模將突破91億元。因此，柔性顯示、鋰電池和復(fù)合材料等領(lǐng)域是石墨烯未來產(chǎn)業(yè)化突破的重點(diǎn)領(lǐng)域。隨著“工業(yè)4.0”提升為國家戰(zhàn)略，石墨烯量產(chǎn)將加快石墨烯在智能終端、新能源汽車、復(fù)合材料加工、智能穿戴、潔凈能源、航天軍工、智能家居等領(lǐng)域的應(yīng)用。

中國石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟預(yù)計(jì)，到2020年，石墨烯產(chǎn)業(yè)化規(guī)模將取得突破，全球石墨烯材料市場將達(dá)1000億元，分布在新能源、電子信息、復(fù)合材料、節(jié)能環(huán)保、熱管理、生物醫(yī)藥等各領(lǐng)域。未來10年內(nèi)，石墨烯主要作為改性材料來提高傳統(tǒng)材料與功能器件的性能，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括動(dòng)力電池/超級電容、防腐涂料、改性化纖、改性橡塑材料和導(dǎo)熱散熱材料等，其價(jià)值在于支撐傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級換代。未來10-20年，石墨烯將在柔性電子產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?qū)l(fā)揮關(guān)鍵作用，在柔性顯示、柔性傳感、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域催生變革性技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)，預(yù)計(jì)到2030年，石墨烯相關(guān)材料和技術(shù)將可以直接轉(zhuǎn)換成為消費(fèi)品，走到消費(fèi)者身邊。未來20年之后，石墨烯作為下一代高頻晶體管核心材料的技術(shù)將走向成熟，由此在電子信息技術(shù)領(lǐng)域引發(fā)顛覆性技術(shù)革命。

未來中國的石墨烯市場將占據(jù)全球石墨烯市場份額的一半以上，成為全球石墨烯行業(yè)發(fā)展最強(qiáng)有力的推動(dòng)力量，在全球石墨烯市場上占據(jù)主導(dǎo)地位。

2020全球石墨烯市場調(diào)研分析

石墨烯產(chǎn)業(yè)化在中國起步早，發(fā)展迅速，得益于科研單位和政府的政策支持，以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)資金的大力投入，目前中國在石墨烯的研發(fā)上處于領(lǐng)先水平，已申請超過2200項(xiàng)專利，占世界的三分之一。不過盡管目前在低端領(lǐng)域生產(chǎn)及應(yīng)用已初具規(guī)模，但量產(chǎn)成熟尚需5至10年。正如福建省石墨烯專項(xiàng)規(guī)劃指出的，目前石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚未形成完整鏈條，石墨烯低成本規(guī)?；G色制備技術(shù)存在瓶頸，針對不同應(yīng)用產(chǎn)品的修飾、改性、復(fù)合、集成、功能化等技術(shù)仍需要提高，下游應(yīng)用產(chǎn)品低端化、種類較少、規(guī)模不大，缺乏殺手級應(yīng)用。以石墨烯電池為例，當(dāng)前石墨烯電池推向市場不僅受價(jià)格因素的制約，在生產(chǎn)工藝上、實(shí)用性等方面也還有很長的路要走。

圖表：2014-2025年全球石墨烯市場規(guī)模統(tǒng)計(jì)情況及預(yù)測(美元)

資料來源：公開資料

1、國際石墨烯專利申請態(tài)勢

在各國政府及企業(yè)積極投入下，石墨烯的研究進(jìn)展取得突飛猛進(jìn)。數(shù)據(jù)顯示，2010年開始，石墨烯這種世界上最薄且最堅(jiān)硬的材料激起了全世界的研發(fā)熱潮，專利申請數(shù)量開始持續(xù)大幅增長，2017年達(dá)到13240件，熱度至今不減。

圖表：2010-2019年全球石墨烯專利申請數(shù)量情況(單位：件)

資料來源：中研普華

2、國際石墨烯技術(shù)專利布局

全球已有80多個(gè)國家投入石墨烯的研發(fā)、生產(chǎn)。美國、歐盟、日本、韓國等相繼發(fā)布或資助了一系列相關(guān)研究計(jì)劃和項(xiàng)目。特別是歐盟制定了石墨烯旗艦計(jì)劃，計(jì)劃投入10億歐元。不僅如此，IBM、英特爾、陶氏化學(xué)、三星等國際知名跨國企業(yè)紛紛將石墨烯及其應(yīng)用技術(shù)作為長期戰(zhàn)略發(fā)展方向，而且還涌現(xiàn)出了大批專門從事石墨烯研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用的機(jī)構(gòu)和企業(yè)。

現(xiàn)階段，各國的支持政策大多集中在石墨烯中游產(chǎn)業(yè)鏈上，歐美等發(fā)達(dá)國家前期支持政策主要集中于石墨烯基礎(chǔ)研究和高端應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)。而未來的5到10年，隨著石墨烯產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加快及其展現(xiàn)市場價(jià)值的飆升，各國政府將進(jìn)一步加大對石墨烯下游應(yīng)用的政策支持，推動(dòng)石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?？梢灶A(yù)見，隨著石墨烯制備技術(shù)的逐步成熟和應(yīng)用研發(fā)的逐步擴(kuò)展，在各國政府和企業(yè)的大力推動(dòng)下，研發(fā)成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化將發(fā)展迅速。

3、石墨烯專利國家/地區(qū)分布情況

世界范圍內(nèi)石墨烯的相關(guān)研究成果主要集中在以英法德為代表的歐洲、中日韓為代表的東亞和以美國為主的北美洲。其中，中國處于技術(shù)原創(chuàng)國的首位，其專利受理數(shù)量大幅領(lǐng)先于隨后其他各國家/地區(qū)，占據(jù)了58%的份額;韓國、美國、日本緊隨其后，也是該項(xiàng)技術(shù)的主要技術(shù)原創(chuàng)國。

圖表：全球石墨烯專利最早優(yōu)先國家/地區(qū)分布(單位：%)

資料來源：網(wǎng)上公開資料

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  2020-2025年版石材項(xiàng)目融資商業(yè)計(jì)劃書

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