石墨烯市場應用情況如何？2020年全球石墨烯市場調研分析

• 2020年11月2日 ZhouXun來源：互聯網 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構的新材料。石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認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構的新材料。石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性，在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，被認為是一種未來革命性的材料。

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

2018年3月31日，中國首條全自動量產石墨烯有機太陽能光電子器件生產線在山東菏澤啟動。

石墨烯市場現狀及應用

石墨烯在復合材料等領域的應用已日益成熟，市場增長快速，如手機觸摸屏、鋰離子電池、超級電容器以及增強塑料、防腐涂料、石墨烯溫控材料等復合材料領域;石墨烯屬于非標產品，瞄準高端應用市場，需要滿足下游客戶定制化需求，與客戶關系密切，這也增加了市場的壁壘;近幾年來，圍繞石墨烯標準制定的工作也在緊鑼密鼓地進行著，標準的陸續出臺亦將對石墨烯產業的快速健康成長發揮有力促進作用。

由于石墨烯在能源、材料等各大領域都具有巨大的應用潛力，世界各國對石墨烯都給予了很高的關注。隨著石墨烯產業化方向的逐漸清晰，目前，全球已有80多個國家投入石墨烯的研發、生產。美國、歐盟、日本、韓國等相繼發布或資助了一系列相關研究計劃和項目。特別是歐盟制定了石墨烯旗艦計劃，計劃投入10億歐元。不僅如此，IBM、英特爾、陶氏化學、三星等國際知名跨國企業紛紛將石墨烯及其應用技術作為長期戰略發展方向，而且還涌現出了大批專門從事石墨烯研發、生產和應用的機構和企業。隨著石墨烯制備技術進一步推動規模化應用，2025年全球石墨烯規模有望達到21.03億美元。

據中國石墨烯產業聯盟預計，到2020年，石墨烯在新能源行業的鋰電池和超級電容市場規模將突破534億元;電子信息行業的柔性顯示和可穿戴領域，市場規模將突破267億元;在復合材料市場的塑料、橡膠、涂料、導電油墨四大領域，規模將突破372億元;在節能環保領域，將突破90億元;在熱管理領域，電子產品散熱膜、LED散熱材料、石墨烯發熱膜等市場規模將突破341億元;在生物醫藥領域方面，石墨烯應用于生物安全、納米載藥體系、基因治療、生物監測以及生物成像和診斷方面，市場規模將突破91億元。因此，柔性顯示、鋰電池和復合材料等領域是石墨烯未來產業化突破的重點領域。隨著“工業4.0”提升為國家戰略，石墨烯量產將加快石墨烯在智能終端、新能源汽車、復合材料加工、智能穿戴、潔凈能源、航天軍工、智能家居等領域的應用。

中國石墨烯產業聯盟預計，到2020年，石墨烯產業化規模將取得突破，全球石墨烯材料市場將達1000億元，分布在新能源、電子信息、復合材料、節能環保、熱管理、生物醫藥等各領域。未來10年內，石墨烯主要作為改性材料來提高傳統材料與功能器件的性能，主要應用領域包括動力電池/超級電容、防腐涂料、改性化纖、改性橡塑材料和導熱散熱材料等，其價值在于支撐傳統產業升級換代。未來10-20年，石墨烯將在柔性電子產業領域將發揮關鍵作用，在柔性顯示、柔性傳感、可穿戴設備等領域催生變革性技術和新興產業，預計到2030年，石墨烯相關材料和技術將可以直接轉換成為消費品，走到消費者身邊。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將走向成熟，由此在電子信息技術領域引發顛覆性技術革命。

未來中國的石墨烯市場將占據全球石墨烯市場份額的一半以上，成為全球石墨烯行業發展最強有力的推動力量，在全球石墨烯市場上占據主導地位。

2020全球石墨烯市場調研分析

石墨烯產業化在中國起步早，發展迅速，得益于科研單位和政府的政策支持，以及相關產業資金的大力投入，目前中國在石墨烯的研發上處于領先水平，已申請超過2200項專利，占世界的三分之一。不過盡管目前在低端領域生產及應用已初具規模，但量產成熟尚需5至10年。正如福建省石墨烯專項規劃指出的，目前石墨烯產業發展尚未形成完整鏈條，石墨烯低成本規模化綠色制備技術存在瓶頸，針對不同應用產品的修飾、改性、復合、集成、功能化等技術仍需要提高，下游應用產品低端化、種類較少、規模不大，缺乏殺手級應用。以石墨烯電池為例，當前石墨烯電池推向市場不僅受價格因素的制約，在生產工藝上、實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模統計情況及預測(美元)

資料來源：公開資料

1、國際石墨烯專利申請態勢

在各國政府及企業積極投入下，石墨烯的研究進展取得突飛猛進。數據顯示，2010年開始，石墨烯這種世界上最薄且最堅硬的材料激起了全世界的研發熱潮，專利申請數量開始持續大幅增長，2017年達到13240件，熱度至今不減。

圖表：2010-2019年全球石墨烯專利申請數量情況(單位：件)

資料來源：中研普華

2、國際石墨烯技術專利布局

全球已有80多個國家投入石墨烯的研發、生產。美國、歐盟、日本、韓國等相繼發布或資助了一系列相關研究計劃和項目。特別是歐盟制定了石墨烯旗艦計劃，計劃投入10億歐元。不僅如此，IBM、英特爾、陶氏化學、三星等國際知名跨國企業紛紛將石墨烯及其應用技術作為長期戰略發展方向，而且還涌現出了大批專門從事石墨烯研發、生產和應用的機構和企業。

現階段，各國的支持政策大多集中在石墨烯中游產業鏈上，歐美等發達國家前期支持政策主要集中于石墨烯基礎研究和高端應用產品開發。而未來的5到10年，隨著石墨烯產業化進程的加快及其展現市場價值的飆升，各國政府將進一步加大對石墨烯下游應用的政策支持，推動石墨烯產業化發展。可以預見，隨著石墨烯制備技術的逐步成熟和應用研發的逐步擴展，在各國政府和企業的大力推動下，研發成果轉化與產業化將發展迅速。

3、石墨烯專利國家/地區分布情況

世界范圍內石墨烯的相關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，中國處于技術原創國的首位，其專利受理數量大幅領先于隨后其他各國家/地區，占據了58%的份額;韓國、美國、日本緊隨其后，也是該項技術的主要技術原創國。

圖表：全球石墨烯專利最早優先國家/地區分布(單位：%)

資料來源：網上公開資料

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