石墨烯作为颠覆性新材料,市场前景广阔,有望创造出巨大的经济效益。全球各大研究机构纷纷对石墨烯市场前景和规模进行了预测:未来5~10年将是全球石墨烯产业的高速发展期,各行业对石墨烯的需求量不断增加。对石墨烯的近期需求主要来自复合材料和涂层,集中在汽车、塑料、涂层、建筑、金属、电池、航空以及能源和储能领域。对石墨烯的中长期需求主要集中在电子和光电领域及储能领域。
(一)国家综合竞争力
2015年5月,国家金融信息中心指数研究院发布全球首个石墨烯指数,从竞争潜力、竞争行为和竞争绩效三个维度综合评价全球10个国家石墨烯产业的综合发展实力,美国、日本和中国排名前三位,韩国、英国、德国和新加坡处在第二梯队,加拿大、澳大利亚和巴西位于第三梯队。从竞争潜力看,中国和德国具有巨大的竞争潜力,日本、美国、英国属于第二梯队。从竞争实力看,美国和中国表现出很强的竞争实力,日本、英国属于第二梯队。从竞争绩效看,韩国、美国和日本的石墨烯研究深度和创新能力较强,英国、新加坡、德国和中国属于第二梯队。
(二)相关企业概况
目前,石墨烯处于产业化初期,主要应用在锂电池导电添加剂、涂料、导热膜等低端产品,预计全球所需石墨不会超过2000吨。
不完全统计,业务涉及石墨烯的公司有近300家。国外一些公司已具备提供石墨烯的能力,但主要应用于试验和应用研究,真正实现高端应用的较少,且相关企业的年产能大多不超过百吨级,并以石墨烯粉体为主。随着政策支持力度加大、资本投入以及宏量制备技术的突破,未来5~10年,多数企业年产能将达到千吨级,少部分大型企业年产能有望达到万吨级。目前国内的石墨烯企业多为处于成长期的中小企业,尽管企业数量初具规模,但龙头企业数量不多、规模相对较小,制约着整个产业链的发展和完善。
国外石墨烯主要生产企业有英国Applied Graphene Materials、Graphene Industries等,美国的Angstron Materials、Vorbeck Materials、XG Science、Carbon Science、Graphene Frontiers、CVD equipment等,韩国的Graphenen Square、三星电子等,以及日本东丽、东芝、索尼产研和信越化学等公司。
(三)区域产业化概况
美国拥有IBM、英特尔、波音等众多大型企业,良好的创业环境也催生了众多小型石墨烯企业,产业化和应用进展较快;其石墨烯产业布局呈多元化,已形成相对完整的产业链,覆盖从制备及应用研究到石墨烯产品生产直至石墨烯产品下游应用整个环节。
欧盟拥有诺基亚等大型企业以及众多小型专业化石墨烯企业,对石墨烯技术的开发各有侧重;欧盟各成员国从国家战略高度发展石墨烯产业,政产学研通力合作,且资金支持力度大,但目前主要是从事石墨烯粉体、石墨烯薄膜、石墨烯复合材料制备,涉足下游应用的企业较少,未形成完整的产业链。
英国有多家大型企业从事石墨烯开发及商业化推广,同时涌现出众多专业从事石墨烯研发的新兴企业,来自政府的支持力度很大,其产业化和应用进程加快,但其产业格局与欧洲整体相似。
韩国和日本石墨烯产业主要集中CVD石墨烯薄膜制备及其在电子器件领域中的应用。韩国石墨烯产业发展产学研结合紧密,主要集中在CVD薄膜宏量制备及其在半导体、触摸屏、柔性显示、可穿戴设备等领域应用。
表:国外主要石墨烯企业产品及应用