全球石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究?

全球市場(chǎng)概況及預(yù)測(cè)  

氧化石墨烯是石墨烯的一種氧化形式，以粉末形式存在。當(dāng)沉積在任意基板之后，氧化石墨烯可以轉(zhuǎn)換為導(dǎo)體，從而可以制作導(dǎo)電膜、傳感傳感器、柔性電子設(shè)備和觸屏等。低廉的成本和制作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)使得氧化石墨烯是一種更受矚目的石墨烯類型，氧化石墨烯的很多物理特性（例如拉伸強(qiáng)度、高彈性、良好的導(dǎo)電性等）使得其在很多領(lǐng)域都有很重要的應(yīng)用，如醫(yī)藥、生物傳感器、疾病檢測(cè)、高分子材料、電池中的電子材料和納米濾膜等。

和其他石墨烯類型相比，氧化石墨烯因?yàn)樯a(chǎn)價(jià)格低廉因而在全球石墨烯市場(chǎng)中成長(zhǎng)最快。隨著對(duì)環(huán)保、穩(wěn)定、無(wú)毒和柔性碳材料的需求的增長(zhǎng)，石墨烯制造商在研發(fā)領(lǐng)域的投入也增加，以期能夠生產(chǎn)出符合需求的石墨烯。 

2014年和2015年，全球石墨烯市場(chǎng)規(guī)模估計(jì)分別為290萬(wàn)美元、336萬(wàn)美元。石墨烯正處于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化前夕，預(yù)計(jì)到2020年市場(chǎng)規(guī)?？梢赃_(dá)到3.85億美元。石墨烯將在散熱材料，高性能計(jì)算系統(tǒng)(晶體管材料)，透明顯示材料，超級(jí)電容器，鋰電，傳感器，結(jié)構(gòu)材料等領(lǐng)域取得實(shí)際突破。到2025年，石墨烯市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到21.03億美元。屆時(shí)，超級(jí)電容器、結(jié)構(gòu)材料、透明顯示材料、高性能計(jì)算材料將釋放更大的市場(chǎng)空間。

圖表1:全球石墨烯市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)（單位：百萬(wàn)美元）

資料來(lái)源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理

全球石墨烯產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)區(qū)域發(fā)展概況 

①英國(guó) 

英國(guó)是石墨烯的"誕生地"，但是相關(guān)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化卻落后于中國(guó)、韓國(guó)、日本和新加坡等亞洲一些國(guó)家。

為改變這種局面，近幾年，英國(guó)政府投入巨資加速石墨烯的研發(fā)。2011年，英國(guó)政府宣布投入5000萬(wàn)英鎊（1英鎊約合1.52美元）支持石墨烯研究，包括建立總投資達(dá)6100萬(wàn)英鎊的國(guó)家石墨烯研究院；2012年12月，英國(guó)政府增撥2150萬(wàn)英鎊用以資助石墨烯材料應(yīng)用領(lǐng)域的研究；2013年英國(guó)政府聯(lián)合歐洲研究與發(fā)展基金會(huì)共同出資6100萬(wàn)英鎊在曼徹斯特大學(xué)成立國(guó)家石墨烯研究院，由兩位諾貝爾獎(jiǎng)得主領(lǐng)銜，該研究院預(yù)計(jì)于2015年初建成。2014年，英國(guó)政府聯(lián)合馬斯達(dá)爾公司宣布繼續(xù)投資6000萬(wàn)英鎊在曼徹斯特大學(xué)成立石墨烯工程創(chuàng)新中心，作為國(guó)家石墨烯研究院的補(bǔ)充，加速石墨烯的應(yīng)用研究和開(kāi)發(fā)，維持英國(guó)在石墨烯及其他二維材料方面的世界領(lǐng)先地位。英國(guó)財(cái)政大臣奧斯本稱，英國(guó)政府將"致力于確保讓英國(guó)的發(fā)現(xiàn)在英國(guó)做出名堂來(lái)"。

不僅如此，英國(guó)還涌現(xiàn)了眾多致力于石墨烯生產(chǎn)和應(yīng)用的公司，比如英國(guó)著名的體育用品海德公司已于2013年起推出了添加石墨烯的網(wǎng)球拍，諾瓦克·德約科維奇等眾多網(wǎng)球明星都在使用這款球拍。

②美國(guó) 

美國(guó)作為科技強(qiáng)國(guó)，研發(fā)實(shí)力強(qiáng)，對(duì)石墨烯的研究投入開(kāi)始較早，投入力度也相對(duì)較大。美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃署2008年7月就發(fā)布了總投資2200萬(wàn)美元的碳電子射頻應(yīng)用項(xiàng)目，旨在開(kāi)發(fā)超高速和超低能量應(yīng)用的石墨烯基射頻電路。2006年-2011年間，美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金關(guān)于石墨烯的資助項(xiàng)目有200項(xiàng)左右，涵蓋了石墨烯研究和應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域。2014年，國(guó)家自然科學(xué)基金投入1800萬(wàn)美元、美國(guó)空軍科研辦公室投入1000萬(wàn)美元對(duì)石墨烯及相關(guān)的二維材料開(kāi)展基礎(chǔ)研究。

美國(guó)良好的創(chuàng)業(yè)環(huán)境也促使了眾多小型石墨烯企業(yè)的誕生，產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用進(jìn)程相對(duì)較快。美國(guó)具有眾多研發(fā)實(shí)力強(qiáng)勁的大型企業(yè)，如國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司（IBM）、英特爾、波音等投入大量的科研力量進(jìn)行石墨烯的研發(fā)。2012年，美國(guó)IBM公司成功研制出首款由石墨烯圓片制成的集成電路，使石墨烯特殊的電學(xué)性能彰顯出應(yīng)用前景，預(yù)示著未來(lái)可用石墨烯圓片來(lái)替代硅晶片。2014年10月，IBM研究人員發(fā)現(xiàn)石墨烯材料能大幅降低藍(lán)光LED成本，而這種技術(shù)有機(jī)會(huì)催生高頻晶體管、光探測(cè)器、生物傳感器以及其他"后硅時(shí)代"組件，為此，該公司計(jì)劃未來(lái)5年內(nèi)投入30億美元研究下一代芯片技術(shù)。

③歐盟 

歐盟近年來(lái)對(duì)石墨烯的研發(fā)也投入較大。截至2011年，歐盟總共投入了約1.5億歐元推動(dòng)石墨烯的相關(guān)研發(fā)。歐盟現(xiàn)有50余家公司在開(kāi)展石墨烯的研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化以及應(yīng)用的推進(jìn)。除了政府推動(dòng)的學(xué)術(shù)研究，許多工業(yè)巨頭，如巴斯夫及拜耳公司等，也投入了相當(dāng)?shù)娜肆拓?cái)力加強(qiáng)對(duì)石墨烯相關(guān)應(yīng)用的研發(fā)。

2013年1月，歐盟委員會(huì)更是將石墨烯列為"未來(lái)新興技術(shù)旗艦項(xiàng)目"之一，計(jì)劃10年內(nèi)提供10億歐元資助，將石墨烯研究提升至戰(zhàn)略高度，旨在把石墨烯和其他二維材料從實(shí)驗(yàn)室推向社會(huì)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)革命和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)。該項(xiàng)目由瑞典查爾姆斯理工大學(xué)牽頭、歐盟15個(gè)成員國(guó)的100多個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)組成，其中包括4名諾貝爾獎(jiǎng)得主。 

目前，在歐盟"第七框架計(jì)劃（FP7）"下的過(guò)渡階段（2013年10月1日至2016年3月31日）已經(jīng)完美收官。這8項(xiàng)研究成果分別是：石墨烯神經(jīng)元研究、石墨烯壓力傳感器、無(wú)摩擦石墨烯、石墨烯皮劃艇、攪拌法生產(chǎn)石墨烯、石墨烯柔性顯示屏、石墨烯光纖、石墨烯可充電電池。

作為歐盟的重要成員國(guó)，德國(guó)于2010年啟動(dòng)了石墨烯優(yōu)先研究計(jì)劃，包括38個(gè)研究項(xiàng)目，前3年預(yù)算經(jīng)費(fèi)為1060萬(wàn)歐元；德國(guó)聯(lián)邦教研部也于當(dāng)年投入了700萬(wàn)歐元資助相關(guān)研究，旨在加深對(duì)石墨烯性能的理解和操控，為新型石墨烯基電子產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。2012年10月，德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家成功制成石墨烯光電探測(cè)器，石墨烯制成的光電探測(cè)器能非常快速地處理和引導(dǎo)光電信號(hào)。