石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜，厚度在一個(gè)納米以下，最早是由諾貝爾獎(jiǎng)獲得者-英國曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家AndreGeim和Konstantin Novoselov用微機(jī)械剝離法從石墨中分離得到的。石墨烯具有非常良好的抗拉強(qiáng)度及透光、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，被譽(yù)為新世紀(jì)的“材料之王”。

近年來，石墨烯概念在全球受到追捧，各國政府、科研院所、企業(yè)和金融機(jī)構(gòu)等都對(duì)此給予了較大關(guān)注。根據(jù)BCC Research最新研究報(bào)告預(yù)測(cè)：2018年全球石墨烯市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1.95億美元，到2023年將超過13億美元。

中國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展也較快，2015年全國石墨烯市場(chǎng)規(guī)模約610萬美元，同比增長超過336%，初步統(tǒng)計(jì)2016年已突破2000萬美元。然而在快速發(fā)展的同時(shí)，中國的石墨烯產(chǎn)業(yè)也飽受爭(zhēng)議，業(yè)界有人質(zhì)疑其將“淪為下一個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)”，給產(chǎn)業(yè)的后續(xù)發(fā)展構(gòu)成障礙。

1、中國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

由于技術(shù)進(jìn)步和成本下降速度不夠快的原因，目前中國的石墨烯行業(yè)還沒有出現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，政府的產(chǎn)業(yè)扶持政策體系也在完善過程中。但依據(jù)目前的市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)，中國的石墨烯產(chǎn)業(yè)化將會(huì)在較短時(shí)間內(nèi)取得突破。

中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟發(fā)布的2016年數(shù)據(jù)顯示：到2020年，全球石墨烯市場(chǎng)規(guī)模將超過1000億元，新能源行業(yè)的鋰電池和超級(jí)電容市場(chǎng)規(guī)模將突破534億元，其中中國占比50%-80%。

(1)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展現(xiàn)狀

按照產(chǎn)品屬性進(jìn)行劃分，石墨烯產(chǎn)業(yè)可分為上游、中游和下游三個(gè)部分。

上游：石墨烯的原材料產(chǎn)業(yè)，包括石墨開采和烴類物質(zhì)加工等;

中游：石墨烯的生產(chǎn)加工產(chǎn)業(yè)，包括石墨烯薄膜、石墨烯粉體等產(chǎn)品的加工等;

下游：石墨烯的應(yīng)用，主要包括半導(dǎo)體、柔性電子、生物醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域。

①石墨產(chǎn)業(yè)

上游的石墨等產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為成熟。首先，資源儲(chǔ)量較大。據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局的報(bào)告，中國是世界第二大石墨資源國，石墨基礎(chǔ)儲(chǔ)量約占世界總儲(chǔ)量的33%，已查明資源儲(chǔ)量2.6億噸，預(yù)測(cè)資源潛力18.7億噸，主要分布在黑龍江、內(nèi)蒙古和山東等省區(qū)。

中國是世界第一大石墨生產(chǎn)國，2015年全國石墨產(chǎn)量達(dá)到86萬噸，占世界總產(chǎn)量的67.7%。目前國內(nèi)有石墨礦山194座，其中大型礦山40座，中型19座，小型135座，主要分布在內(nèi)蒙古、黑龍江、河北、山東、湖南及四川等地。

中國同時(shí)也是世界第一大石墨出口國和消費(fèi)國，2015年出口量為25.1萬噸，占世界貿(mào)易量的79.0%;消費(fèi)量約為61.4萬噸，占世界消費(fèi)總量的53.4%。

②石墨烯生產(chǎn)加工業(yè)

目前，中國從事石墨烯研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用的相關(guān)企業(yè)數(shù)量超過400家，約占全球石墨烯從業(yè)企業(yè)總量的3/4。

從企業(yè)地理分布來看：北部以山東青島為主，東部以江蘇的常州、無錫為主，南部以廣東省的深圳、東莞為主，在中西部地區(qū)和東北各省份有零星的石墨烯從業(yè)企業(yè)，但未形成產(chǎn)業(yè)集群。典型的從業(yè)企業(yè)有江南石墨烯研究院、常州二維碳素科技有限公司、上海南江集團(tuán)、中科重慶綠色智能技術(shù)研究院等。

從企業(yè)類型上看：目前將石墨烯作為主營業(yè)務(wù)的企業(yè)有近70家，其中包括石墨烯粉體相關(guān)企業(yè)50多家，石墨烯薄膜相關(guān)企業(yè)近10家。

從企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)來看：在石墨烯的生產(chǎn)技術(shù)方法上，采用微機(jī)械剝離法、化學(xué)氣相沉積法(CVD)、外延生長法等傳統(tǒng)技術(shù)的企業(yè)較多，采用乙氧鈉裂解法和切割碳納米管法等復(fù)雜技術(shù)的較少。

從企業(yè)規(guī)模上看：目前從事石墨烯生產(chǎn)的企業(yè)80%以上為中小型企業(yè)，年銷售額多數(shù)在百萬元級(jí)別。不過已有一些上市企業(yè)開始涉足石墨烯產(chǎn)業(yè)。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，截至2016年9月14日，共有18家上市公司參與石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈布局，其中包括主板的東旭光電、力合股份等6家公司，中小板的康得新等5家企業(yè)以及創(chuàng)業(yè)板、新三板的其他7家中小企業(yè)。

從企業(yè)盈利情況來看：目前石墨烯生產(chǎn)企業(yè)的總體盈利能力很弱。一些宣稱具備百噸年產(chǎn)能的生產(chǎn)企業(yè)，企業(yè)產(chǎn)值和盈利能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有預(yù)期的高，多數(shù)企業(yè)處于虧損狀態(tài)。根據(jù)2016年年中的企業(yè)業(yè)績報(bào)告，上半年常州第六元素材料科技股份有限公司凈利潤為-1367.27萬元，常州二維碳素材料凈利潤為-521.4萬元，青島華高墨烯凈利潤為-283.8萬元。

③下游應(yīng)用業(yè)

石墨烯特殊的平面二維結(jié)構(gòu)，有利于電子的傳輸，因而有多方面的應(yīng)用。

作導(dǎo)電添加劑，可進(jìn)一步降低電池的內(nèi)阻，提高電池倍率性能和循環(huán)壽命;

作導(dǎo)熱材料，對(duì)熱導(dǎo)纖維和導(dǎo)熱塑料等進(jìn)行改性，可提升材料的散熱能力;

作新型導(dǎo)電油墨和塑料主填充料，可調(diào)節(jié)導(dǎo)電油墨的電阻率和附著性能;

作防腐漆膜骨架，可提高膜的抗腐蝕效能。

另外，石墨烯優(yōu)異的抗靜電、防輻射功能和溶脹性、吸濕性、抗菌性等其他方面特性，使之可以為生物醫(yī)用紡織材料、抗菌醫(yī)用材料、柔性傳感器等提供新材料。

目前來看，中國在復(fù)合材料、鋰電池、超級(jí)電容等方面的石墨烯應(yīng)用已開始起步，而在柔性顯示、傳感器、超級(jí)電容器、散熱材料、半導(dǎo)體器件及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用還處在探索階段。

近兩年來，國內(nèi)一些科研機(jī)構(gòu)在石墨烯材料的應(yīng)用上取得了一些突破。

江南石墨烯研究院等實(shí)現(xiàn)了石墨烯薄膜材料和現(xiàn)有ITO模組工藝線的對(duì)接，在全球成功制成電容觸摸屏手機(jī)樣機(jī);

中國科技大學(xué)利用石墨烯精確快速篩選離子的功能，制成用于海水淡化的石墨烯氧化薄膜;

中科院上海硅酸鹽所研制出氮摻雜有序介孔石墨烯，用作高性能超級(jí)電容器電極材料，使汽車只需充電7s，續(xù)航就能達(dá)到35km。

不過從整體來看，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈還很脆弱，完整的、成熟的上下游產(chǎn)業(yè)鏈有待鞏固。目前可以這么說，大部分從業(yè)企業(yè)把資金和精力都投在石墨烯的材料生產(chǎn)上，而下游應(yīng)用集中于低附加值產(chǎn)品上，一些高附加值產(chǎn)品因?yàn)槿狈ο嚓P(guān)人才和技術(shù)，進(jìn)展甚微。

(2)石墨烯技術(shù)與專利

目前，國際上關(guān)于石墨烯的技術(shù)研究熱點(diǎn)是導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、制備方法優(yōu)化以及納米材料制備等;

中國關(guān)于石墨烯的技術(shù)研究熱點(diǎn)則集中在石墨烯制備、石墨烯納米材料及復(fù)合材料、石墨烯在鋰離子與太陽能電池電極材料及光電器件等方面。

中國的科研管理機(jī)構(gòu)較為重視對(duì)石墨烯相關(guān)技術(shù)研究的資助。從2009年開始，中國科學(xué)院、科技部、國家自然科學(xué)基金委等相繼啟動(dòng)了多個(gè)石墨烯研究項(xiàng)目，其中包括863計(jì)劃課題“石墨烯的控制制備及其在光電領(lǐng)域的應(yīng)用”和973計(jì)劃課題“石墨烯的可控制備、物性與器件研究”，以及一系列的自然科學(xué)基金項(xiàng)目等。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，國家自然科學(xué)基金委已陸續(xù)撥款超過3億元，用于資助石墨烯相關(guān)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目，其中2014年資助石墨烯相關(guān)研究項(xiàng)目385項(xiàng)，2015年資助石墨烯相關(guān)研究項(xiàng)目396項(xiàng)。

在技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，中國石墨烯領(lǐng)域的專利申請(qǐng)也很火熱。根據(jù)《2017石墨烯技術(shù)專利分析報(bào)告》，石墨烯中國專利申請(qǐng) 18931 件，發(fā)明數(shù)量 17306，實(shí)用新型 1616件，外觀 9 件。其中 PCT 發(fā)明專利 737 件，數(shù)據(jù)檢索時(shí)間為 2017 年 3 月 1 日。