任正非曾預(yù)言這個(gè)時(shí)代將來(lái)最大的顛覆，是石墨烯時(shí)代顛覆硅時(shí)代。2018年，石墨烯在華為mate 20手機(jī)上成功實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，標(biāo)志著我國(guó)石墨烯熱管理材料的產(chǎn)業(yè)化步入了一個(gè)新階段。盡管如此，石墨烯這個(gè)“材料之王”仍脫不掉“等待突破”的標(biāo)簽。
任正非曾預(yù)言這個(gè)時(shí)代將來(lái)最大的顛覆，是石墨烯時(shí)代顛覆硅時(shí)代。2018年，石墨烯在華為mate 20手機(jī)上成功實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，標(biāo)志著我國(guó)石墨烯熱管理材料的產(chǎn)業(yè)化步入了一個(gè)新階段。盡管如此，石墨烯這個(gè)“材料之王”仍脫不掉“等待突破”的標(biāo)簽。
集萬(wàn)千優(yōu)勢(shì)于一身曾遭過(guò)度熱捧，2019值得期待
石墨烯是近十幾年來(lái)炙手可熱的二維材料，最早由英國(guó)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(jiǎng)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(jí)電容等多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用，被譽(yù)為21世紀(jì)的神奇材料、萬(wàn)能材料、超級(jí)材料等。
例如，市場(chǎng)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(shì)，而3D集成電路存在散熱、電路串?dāng)_及制造工藝等問(wèn)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(wèn)題等。
也正因此，石墨烯自問(wèn)世以來(lái)就被市場(chǎng)賦予了極高的期待，導(dǎo)致了一哄而上、被過(guò)度熱捧的亂象，隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、市場(chǎng)的調(diào)整，目前石墨烯市場(chǎng)也更加理性。
2019年，我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)值得期待。賽迪智庫(kù)研究表明，2019年我國(guó)石墨烯市場(chǎng)規(guī)模繼續(xù)擴(kuò)大、市場(chǎng)發(fā)展更加理性、全產(chǎn)業(yè)鏈不斷完善。
而其推動(dòng)因素來(lái)自于多個(gè)方面，例如標(biāo)準(zhǔn)制定、政策、資本、研發(fā)等。
在標(biāo)準(zhǔn)制定方面，據(jù)中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，截至2018年底，正在制定的石墨烯國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有7項(xiàng)，地方標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)，行業(yè)/企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)近40項(xiàng)，覆蓋了石墨烯的基礎(chǔ)通用、表征與測(cè)量、環(huán)境、產(chǎn)品規(guī)范、應(yīng)用等多個(gè)領(lǐng)域。
在政策方面，2018年多份政策都將石墨烯寫(xiě)入其中，例如國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類(lèi)（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(tái)《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(tái)《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(diǎn)新材料首批次應(yīng)用保險(xiǎn)補(bǔ)償試點(diǎn)工作擬補(bǔ)助項(xiàng)目》中有4個(gè)項(xiàng)目涉及到石墨烯。
在組織機(jī)構(gòu)方面，2018年北京石墨烯研究院揭牌成立、國(guó)家級(jí)石墨烯質(zhì)檢中心落戶無(wú)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(dòng)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(jìn)及規(guī)范的作用。
此外，值得注意的是，投資市場(chǎng)對(duì)石墨烯的認(rèn)識(shí)從狂熱到趨于冷靜。
我國(guó)石墨烯版圖
據(jù)中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，我國(guó)石墨烯單位已經(jīng)超過(guò)4800家，涉及石墨烯材料制備、應(yīng)用開(kāi)發(fā)、終端應(yīng)用等各個(gè)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(lèi)企業(yè)超300家；應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)超過(guò)600家。
從產(chǎn)業(yè)集聚度來(lái)看，目前我國(guó)大多數(shù)石墨烯公司分布在東部沿海一帶，尤其是長(zhǎng)三角、珠三角、京津冀魯聚合區(qū)。
江蘇是我國(guó)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(guò)100家，其中石墨烯原材料制備企業(yè)數(shù)量約占全國(guó)總數(shù)一半，甚至在業(yè)內(nèi)有“全國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)一半天下在常州”的說(shuō)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(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)，其中粉體產(chǎn)量約占全國(guó)50%以上，薄膜產(chǎn)量約占全國(guó)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(wàn)平方米CVD法石墨烯透明導(dǎo)電薄膜生產(chǎn)線等，多個(gè)全球或全國(guó)第一的紀(jì)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(jìn)低成本石墨烯及裝備技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，形成京津冀戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)高地。2016年，中國(guó)最頂尖的石墨烯研究機(jī)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(kāi)展高端研發(fā)代工、打造石墨烯眾創(chuàng)空間推動(dòng)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(jī)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(biāo)號(hào)石墨烯材料研究等3項(xiàng)課題順利通過(guò)北京市科委驗(yàn)收，標(biāo)志著B(niǎo)GI在石墨烯材料標(biāo)號(hào)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(zhǎng)、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(jiàn)，京津冀發(fā)展石墨烯優(yōu)勢(shì)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(jì)寧等地。經(jīng)過(guò)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(bào)的“國(guó)家火炬青島石墨烯及先進(jìn)碳材料特色產(chǎn)業(yè)基地”于2015年獲批建設(shè)，標(biāo)志青島以石墨烯為引領(lǐng)的先進(jìn)碳材料產(chǎn)業(yè)正式進(jìn)入國(guó)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(gè)市級(jí)石墨烯專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃，青島將大力推進(jìn)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(guò)百億級(jí)的石墨烯產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈。
青島發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)有資源方面的優(yōu)勢(shì)，它是我國(guó)石墨資源三大主要產(chǎn)地之一，占全國(guó)石墨礦產(chǎn)儲(chǔ)量的20%以上，并且品質(zhì)高、開(kāi)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(dān)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(yàn)檢測(cè)、標(biāo)準(zhǔn)研究制定、項(xiàng)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(shì)在于廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)，能源、新材料、電子信息、可穿戴設(shè)備、電動(dòng)汽車(chē)等諸多領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)集群發(fā)達(dá)。
此外，南京、無(wú)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(guó)家集成電路石墨烯新材料基因組計(jì)劃
美國(guó)于2011率先提出“材料基因組計(jì)劃”。我國(guó)科學(xué)家立即捕捉到該計(jì)劃所釋放出的重要信息，并于2012年在中國(guó)工程院和中國(guó)科學(xué)院的推動(dòng)下，啟動(dòng)了“中國(guó)版材料基因組計(jì)劃”。
國(guó)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(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)趙猛博士曾在2018年創(chuàng)造性地提出國(guó)家集成電路石墨烯新材料基因組計(jì)劃，并透露國(guó)家集成電路石墨烯新材料基因組計(jì)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(pán)、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(jí)電池、石墨烯太陽(yáng)能電池。
夢(mèng)想實(shí)現(xiàn)過(guò)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?yàn)?，石墨烯產(chǎn)業(yè)化進(jìn)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(wèn)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(wèn)題、薄膜材料存在結(jié)構(gòu)缺陷及轉(zhuǎn)移過(guò)程帶來(lái)表面污染的情況。此外，由于石墨烯產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)并不是很完善，并受限于檢測(cè)方式有限等原因，造成石墨烯材料市場(chǎng)出現(xiàn)以次充好、魚(yú)龍混雜的現(xiàn)象。
不過(guò)，可以相信的是，隨著技術(shù)的成熟度越來(lái)越高以及資本市場(chǎng)、政府政策的大力推動(dòng)，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(chǎng)革命。