2016年度石墨烯产业发展白皮书_18页_2mb
报告摘要
2016年度石墨烯产业发展白皮书总结
核心内容概述
石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维材料,具有优异的物理特性,如高导电性、高拉伸强度、良好的柔韧性和热传导性能。自2004年被成功剥离以来,石墨烯在全球范围内引发了广泛的研究和应用热潮。2010年,其发现者安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因这一发现获得诺贝尔物理学奖。
石墨烯的制备方法主要分为“自上而下”和“自下而上”两类。“自上而下”法包括微机械剥离法、氧化石墨还原法等,而“自下而上”法则包括化学气相沉积法(CVD)、外延生长法等。不同方法在产品尺寸、质量、产业化潜力等方面各有优劣。
全球产业发展现状
市场概况及预测
全球石墨烯市场主要分为氧化石墨烯(GO)、石墨烯纳米片(GNP)和其他类型。其中,氧化石墨烯因成本低廉和制作简便,占据最大市场份额,预计到2020年全球市场规模将达3.85亿美元,2025年进一步增长至21.03亿美元。主要应用领域包括散热材料、高性能计算系统、透明显示材料、超级电容器、锂电池、传感器和结构材料等。
重点区域发展概况
- 英国:石墨烯的诞生地,但产业化进展相对缓慢。政府投入大量资金支持研发,如国家石墨烯研究院和石墨烯工程创新中心。已有企业将石墨烯应用于体育用品,如海德公司推出的石墨烯网球拍。
- 美国:科技实力强,早期投入较多,IBM、英特尔等企业积极参与研发。2012年IBM成功研制出石墨烯集成电路,2014年计划投入30亿美元用于下一代芯片技术。
- 欧盟:2011年投入1.5亿欧元推动石墨烯研发,2013年将其列为“未来新兴技术旗舰项目”,计划10年内投入10亿欧元。德国、瑞典等国在石墨烯应用方面取得显著成果。
- 韩国:政府与企业共同推动石墨烯发展,三星等企业在柔性显示、触摸屏、电池等领域处于领先地位。韩国专利数量全球第三,产业化进展迅速。
- 日本:碳材料产业发达,政府自2007年起资助石墨烯研究,索尼等企业也取得技术突破,如透明薄膜化学气相生长技术。
中国石墨烯行业发展分析
行业发展概况
中国石墨烯研究起步较晚,但近年来发展迅速,文献发表量和专利数量位居全球首位。2015年,中国石墨烯产业综合发展实力位列全球第三。国家和地方政府大力扶持石墨烯产业,推动技术发展和产业链建设。目前,国内石墨烯企业主要集中在中小型,且尚未形成完整的产业链。
行业生命周期分析
根据行业生命周期理论,石墨烯行业仍处于导入期。该阶段产品尚未成熟,市场增长率较快,但行业利润率较低。技术进步是主要驱动力,需大量资金投入。随着技术发展和下游应用成熟,行业有望进入成长期,先发企业将获得竞争优势。
波特五力模型分析
- 潜在进入者威胁:石墨烯行业技术壁垒较高,尤其是宏量制备技术。但部分应用对材料质量要求不高,为新进入者提供了机会,整体威胁较温和。
- 购买者议价能力:市场分散,购买者可自由选择供应商,议价能力较温和。
- 替代品威胁:目前尚无合适的替代品,替代威胁较小。
- 供应商议价能力:供应商分散,产品应用领域广泛,议价能力较温和。
- 行业内部竞争:市场分散且无组织,竞争激烈,企业间专利争夺加剧。部分企业通过合作开发高质量低成本产品以增强竞争力。
中国石墨烯行业重点企业概况
中国石墨烯行业以中小型企业和初创公司为主,部分企业已实现规模化生产。以下为部分重点企业简介:
| 序号 | 名称 | 简介 |
|---|---|---|
| 1 | 常州第六元素材料科技股份有限公司 | 专业从事石墨烯粉体研发、生产、销售,是国内产能最大的石墨烯粉体企业之一。 |
| 2 | 常州二维碳素科技股份有限公司 | 专注于大面积石墨烯透明导电薄膜及触控模组的研发与制造。 |
| 3 | 青岛华高墨烯科技股份有限公司 | 专注于高品质石墨烯研发与应用,业务涵盖新能源、新材料等领域。 |
| 4 | 厦门凯纳石墨烯技术有限公司 | 中国首家石墨烯改性材料企业,形成以石墨烯为核心的产业链。 |
| 5 | 宁波墨西科技有限公司 | 引进中科院技术,建成首期年产300吨石墨烯生产线。 |
| 6 | 深圳市贝特瑞纳米科技有限公司 | 主营石墨烯及应用产品,涉及新能源、新材料等多个领域。 |
| 7 | 重庆墨希科技有限公司 | 国内首条石墨烯生产线建设者,专注于薄膜材料规模化生产及产品开发。 |
总结
石墨烯作为一种具有广阔应用前景的新材料,正逐步从实验室走向产业化。全球各国在技术研发和产业布局上各有侧重,中国虽起步较晚,但发展迅速,已形成一定产业基础和企业集群。未来,随着技术突破和下游应用拓展,石墨烯有望成为推动新材料产业革命的重要力量。
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