就連石墨烯的發(fā)現(xiàn)者安德烈·海姆也曾一度承認(rèn)，中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)化水平處于國(guó)際領(lǐng)先水平。在今年9月剛剛落幕的石墨烯創(chuàng)新大會(huì)上，海姆卻改口稱，中國(guó)目前推出的石墨烯產(chǎn)品普遍呈低端化特點(diǎn)。

 

　　這一前一后巨大評(píng)價(jià)落差的背后，折射的或許是石墨烯在中國(guó)日漸淪為“工業(yè)味精”的現(xiàn)實(shí)命運(yùn)。

 

　　據(jù)報(bào)道，雖然根據(jù)中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年中國(guó)石墨烯相關(guān)專利受理數(shù)量力壓美韓穩(wěn)居榜首。然而與上述兩國(guó)申請(qǐng)主體以大型企業(yè)為主、且石墨烯應(yīng)用集中于高端產(chǎn)業(yè)相比，中國(guó)專利申請(qǐng)主體則為高校及科研機(jī)構(gòu)，且將石墨烯主要用作輔助材料，也就是海姆口中的“低端產(chǎn)業(yè)”。

 

　　報(bào)道分析稱，受制于高端應(yīng)用的長(zhǎng)期高投入及高風(fēng)險(xiǎn)，國(guó)內(nèi)中小型民營(yíng)企業(yè)在高端領(lǐng)域少有布局，實(shí)力雄厚的大型國(guó)企對(duì)石墨烯這一新材料也缺乏積極性。

 

　　中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長(zhǎng)李義春指出，與國(guó)外相比，中國(guó)企業(yè)在石墨烯高端應(yīng)用上的投入差距巨大，相關(guān)的高端研發(fā)技術(shù)落后三年，研發(fā)成果已落后五年。因此，李義春建議，政府應(yīng)在石墨烯高端領(lǐng)域的研發(fā)上加大資金支持力度。

 

　　不過(guò)，中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)奠基人馮冠平對(duì)此持有不同看法，他認(rèn)為“石墨烯作為一種新型材料，其應(yīng)用領(lǐng)域不存在高低端之分。”

 

　　去年9月，“中國(guó)制造2025”路線圖中提出中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)總體目標(biāo)是“2020年形成百億產(chǎn)業(yè)規(guī)模，2025年整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破千億”。有分析人士指出，今明兩年是中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)取得突破的關(guān)鍵之年。

 

　　以下為文章原文：

 

　　十六年前，當(dāng)科學(xué)家安德烈·海姆(Andre Geim)利用強(qiáng)磁場(chǎng)，使青蛙懸浮在空中獲得當(dāng)年“搞笑諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)”時(shí)，大概沒(méi)有人料到，十年后他因成功制備石墨烯而斬獲了真正的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

 

　　有“人類最強(qiáng)晶體”之稱的石墨烯于2004年被發(fā)現(xiàn)，成為了目前已知最薄最輕，強(qiáng)度最高，韌性最好，導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最佳，透光率最高的材料。

 

　　與其繁復(fù)多樣的性能和應(yīng)用領(lǐng)域所不相符的是，石墨烯最初的獲取方式竟意外的簡(jiǎn)單直接。其發(fā)現(xiàn)者海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)通過(guò)磨石墨的方法只獲得了數(shù)千個(gè)原子層厚的石墨片，后來(lái)偶然發(fā)現(xiàn)學(xué)生用來(lái)去除石墨表面臟物的透明膠帶上的石墨微片，僅有幾十個(gè)原子層厚，在對(duì)膠帶進(jìn)行反復(fù)粘撕后獲得了石墨烯。

 

　　石墨烯在中國(guó)落地已六年有余，有關(guān)石墨烯的身份角色及應(yīng)用場(chǎng)景的爭(zhēng)議從未停止過(guò)。

 

　　石墨烯的發(fā)現(xiàn)者安德烈·海姆曾公開(kāi)表示，中國(guó)石墨烯的產(chǎn)業(yè)化水平處于國(guó)際領(lǐng)先地位。9月22-24日，在青島舉行的2016年中國(guó)國(guó)際石墨烯創(chuàng)新大會(huì)上，他卻指出，中國(guó)目前推出的石墨烯產(chǎn)品普遍呈低端化特點(diǎn)，還沒(méi)有發(fā)揮石墨烯的“真正能量”。

 

　　在2014-2016年間，國(guó)內(nèi)企業(yè)相繼推出了石墨烯內(nèi)衣褲、U形枕、輪胎、涂料、加熱片、移動(dòng)電源、保健用品等產(chǎn)品，多將石墨烯粉體添加至各類產(chǎn)品中改善性能，應(yīng)用領(lǐng)域極廣。但因用量較少且不發(fā)揮主要作用，石墨烯只能作為輔助材料使用，由此獲得了“工業(yè)味精”的稱號(hào)。

 

　　從專利申請(qǐng)數(shù)量這一指標(biāo)來(lái)看，中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2015年中國(guó)石墨烯相關(guān)專利受理數(shù)量為7522件，居全球首位，美、韓緊隨其后。

 

　　有別于外國(guó)的專利申請(qǐng)主體以大型企業(yè)為主，如韓國(guó)的三星集團(tuán)、LG集團(tuán)和美國(guó)的IBM，中國(guó)的專利申請(qǐng)主體是高校及科研機(jī)構(gòu)，為一家企業(yè)和五所大學(xué)，企業(yè)申報(bào)專利尚未形成規(guī)模。

 

　　對(duì)于一個(gè)相對(duì)成熟的行業(yè)或技術(shù)領(lǐng)域而言，專利申請(qǐng)的主體應(yīng)為企業(yè)。國(guó)內(nèi)石墨烯研究領(lǐng)域基本上被高校、科研機(jī)構(gòu)所壟斷，這也說(shuō)明石墨烯在中國(guó)仍是一個(gè)新興的技術(shù)產(chǎn)業(yè)，走出實(shí)驗(yàn)室仍需時(shí)間。唯一上榜的中國(guó)企業(yè)海洋王雖然前期的申請(qǐng)數(shù)量較多，但近年來(lái)申請(qǐng)數(shù)目劇減，且有逐步退出的趨勢(shì)。

 

　　中國(guó)的高校及科研院的數(shù)量在全球呈壓倒性的優(yōu)勢(shì)，介入石墨烯行業(yè)十分容易。從事化學(xué)、物理、材料等相關(guān)專業(yè)的人才或團(tuán)隊(duì)均可開(kāi)展研究發(fā)表專利，一般國(guó)家在專利總量上難以與中國(guó)相比。

 

　　“多”并不是界定石墨烯產(chǎn)業(yè)綜合發(fā)展水平的主要因素，關(guān)鍵是“誰(shuí)”。9月9日，江南石墨烯研究院院長(zhǎng)張朝暉，在位于西太湖科技產(chǎn)業(yè)園的辦公室里向記者表示，真正需要注意的是國(guó)外大型公司，“它們的研發(fā)成本是國(guó)內(nèi)中小型企業(yè)難以匹敵的，它們多根據(jù)自身企業(yè)的戰(zhàn)略方向和優(yōu)勢(shì)，來(lái)深入研究石墨烯的高端應(yīng)用，十分具有針對(duì)性。”

 

　　所謂“高端應(yīng)用”，是指具有高技術(shù)含量、高附加值的應(yīng)用。石墨烯極高的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、比表面積等優(yōu)良特性，使其成為儲(chǔ)能、電子、光電器件的首選材料，這些也是石墨烯最有可能發(fā)揮決定性作用，成為不可替代的“超級(jí)材料”的應(yīng)用場(chǎng)景。

 

　　2014年，全球芯片制造巨頭美國(guó)IBM公司推出了世界首個(gè)多級(jí)石墨烯射頻接收器，是迄今為止最先進(jìn)的全功能石墨烯芯片，其傳輸速度是硅制芯片的千倍;同年7月，IBM宣布將在未來(lái)五年內(nèi)，對(duì)石墨烯碳芯片技術(shù)投資30億美元的研發(fā)資金。

 

　　此外，韓國(guó)三星、LG集團(tuán)近年也在柔性顯示器、觸控屏等領(lǐng)域與高校合作研發(fā)出了成果，相較于目前市場(chǎng)上最成熟的透明導(dǎo)電薄膜材料氧化銦錫(ITO)，石墨烯的成本更低，柔韌性更佳，在柔性電子器件及可穿戴設(shè)備等應(yīng)用十分具有發(fā)展?jié)摿Α?/span>

 

　　受制于高端應(yīng)用的長(zhǎng)期高投入及高風(fēng)險(xiǎn)，國(guó)內(nèi)中小型民營(yíng)企業(yè)在高端領(lǐng)域少有布局，實(shí)力雄厚的大型國(guó)企對(duì)石墨烯這一新材料也缺乏積極性。

 

　　目前國(guó)內(nèi)約有400多家經(jīng)營(yíng)石墨烯業(yè)務(wù)的企業(yè)，將石墨烯作為主營(yíng)業(yè)務(wù)的約70家，多呈小型、初創(chuàng)等特點(diǎn)。按經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)劃分，還可進(jìn)一步分為粉材企業(yè)和膜材企業(yè)，前者數(shù)量約50家，后者約10家。

 

　　“中國(guó)的石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要依托于民營(yíng)企業(yè)、中小企業(yè)以及上市公司的投入，主要目的是為了解決現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)提升轉(zhuǎn)型。”中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長(zhǎng)李義春向記者指出，國(guó)內(nèi)的石墨烯產(chǎn)品多為針對(duì)兩三年以內(nèi)可以形成產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用。

 

　　“例如將石墨烯添加到現(xiàn)有材料里提升其性能。”他說(shuō)，“石墨烯的高端應(yīng)用需要大量資金投入，三五年后才可能形成產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，民營(yíng)企業(yè)很難有實(shí)力去進(jìn)行布局。”

 

　　石墨烯民用產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成為主流，是中國(guó)石墨烯行業(yè)現(xiàn)階段的特點(diǎn)之一。該類產(chǎn)品直接面向個(gè)人消費(fèi)者，產(chǎn)品的市場(chǎng)驗(yàn)證時(shí)間不長(zhǎng);工業(yè)類產(chǎn)品因?yàn)橄掠慰蛻魧?duì)材料的應(yīng)用需要很多工程化的驗(yàn)證，則需要相對(duì)較長(zhǎng)的驗(yàn)證時(shí)間，所以目前市場(chǎng)占比并不大。

 

　　9月9日下午，常州二維碳素科技有限公司(下稱二維碳素)總裁金虎，在常州市武進(jìn)(經(jīng)發(fā)區(qū))西太湖科技產(chǎn)業(yè)園二維碳素的總裁辦公室接受記者采訪時(shí)表示，粉材是作為輔助材料添加于儲(chǔ)能、漿料等多個(gè)領(lǐng)域，應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛，很少的用量就可極大改善產(chǎn)品性能。“粉材是傳統(tǒng)企業(yè)轉(zhuǎn)型的契機(jī)，特別是材料行業(yè)如鋼鐵、鋁材、復(fù)合材料等，大型企業(yè)，尤其是國(guó)企應(yīng)多關(guān)注石墨烯在自身領(lǐng)域帶來(lái)的性能改善。”他說(shuō)。

 

　　不過(guò)，輔材的定位使石墨烯粉材企業(yè)在拓展自身業(yè)務(wù)時(shí)有不小的難度。因?yàn)榉鄄挠昧亢苌伲谀硞€(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用對(duì)企業(yè)的銷售貢獻(xiàn)有限，粉材企業(yè)需要開(kāi)拓的下游領(lǐng)域范圍廣，需要企業(yè)自己逐個(gè)做商業(yè)推廣，難度較大。

 

　　“粉材企業(yè)一定是應(yīng)用型企業(yè)才具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，純靠出售粉材無(wú)法存活。企業(yè)一定要做應(yīng)用，應(yīng)用產(chǎn)品對(duì)企業(yè)銷售的貢獻(xiàn)非常大。”金虎對(duì)記者說(shuō)。

 

　　由于近兩年粉材企業(yè)的迅速崛起，相關(guān)粉材生產(chǎn)線陸續(xù)投產(chǎn)，業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了“石墨烯上游產(chǎn)能過(guò)剩”的說(shuō)法。據(jù)中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟估計(jì)，目前國(guó)內(nèi)石墨烯產(chǎn)能約2000噸，但下游應(yīng)用卻不到200噸。上游的產(chǎn)能過(guò)剩主要集中在粉體材料。

 

　　“目前市場(chǎng)上99%的粉體材料都是微米級(jí)的石墨片，并不是納米級(jí)的石墨烯，兩者不能混為一談，國(guó)內(nèi)納米級(jí)的粉體生產(chǎn)線不超過(guò)五條。”9月7日，在無(wú)錫石墨烯發(fā)展示范區(qū)中，從事上游粉體制備的無(wú)錫納盾科技有限公司總裁凌海林對(duì)記者說(shuō)，“目前廣泛使用的氧化還原法所生產(chǎn)出的石墨烯粉體層數(shù)較高，甚至有的都不在10層之內(nèi)，所謂的產(chǎn)能過(guò)剩水分較多。”

 

　　據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)的規(guī)定，石墨烯按層數(shù)可分為單層石墨烯(1層)、雙層石墨烯(2層)和多層石墨烯(3-10層)，石墨烯的性能隨著層數(shù)的疊加而逐步遞減，一般超出10層之后幾乎喪失了性能優(yōu)勢(shì)。

 

　　不同于石墨烯粉材，膜材可以獨(dú)立承擔(dān)主體材料的角色。這一差異使得膜材企業(yè)可以按量出產(chǎn)，薄膜與應(yīng)用產(chǎn)品是一對(duì)一的，在找準(zhǔn)一兩項(xiàng)穩(wěn)定的下游應(yīng)用方向后，很容易實(shí)現(xiàn)膜材的規(guī)模化量產(chǎn)。

 

　　盡管如此，膜材企業(yè)的下游拓展也不是一帆風(fēng)順。二維碳素董秘張章對(duì)界面新聞?dòng)浾弑硎荆芟掠蝹鹘y(tǒng)行業(yè)的工藝局限，還沒(méi)有成熟的下游客戶了解如何去使用或加工膜材，因此產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)速度遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到預(yù)期。

 

　　“膜材企業(yè)未來(lái)的商業(yè)路線，首先是要將膜材制成功能部件，直接為下游客戶呈現(xiàn)成品，才能解決上下游銜接的技術(shù)問(wèn)題。”他說(shuō)。

 

　　“與國(guó)外相比，中國(guó)企業(yè)在石墨烯高端應(yīng)用上的投入差距巨大，相關(guān)的高端研發(fā)技術(shù)落后三年，研發(fā)成果已落后五年。政府應(yīng)在石墨烯高端領(lǐng)域的研發(fā)上加大資金支持力度。”李義春說(shuō)。

 

　　石墨烯

 

　　深圳石墨烯協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)、中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)奠基人馮冠平對(duì)此持有不同看法，“石墨烯作為一種新型材料，其應(yīng)用領(lǐng)域不存在高低端之分。”9月8日下午，在“石墨烯走進(jìn)常州市民”體驗(yàn)日活動(dòng)上，馮冠平對(duì)記者表示，首先要讓大眾認(rèn)識(shí)到其與自身的緊密關(guān)系，將來(lái)才能有生命力滲入民用、工業(yè)用、軍用等各個(gè)領(lǐng)域。對(duì)企業(yè)而言，目前的首要任務(wù)是滿足市場(chǎng)需求并且存活下去。

 

　　金虎則認(rèn)為，對(duì)石墨烯應(yīng)用產(chǎn)品“高低端”應(yīng)用的評(píng)判，實(shí)際上是由科研思維和產(chǎn)業(yè)化思維的差異造成的。在石墨烯產(chǎn)業(yè)推進(jìn)的過(guò)程中，科學(xué)家與企業(yè)家這兩類群體各自扮演了不同的角色。

 

　　“業(yè)內(nèi)對(duì)石墨烯產(chǎn)品低端化的評(píng)價(jià)，是典型的科學(xué)家思維。但產(chǎn)業(yè)化必須要知道市場(chǎng)需要什么，然后最快地予以滿足，這才是推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化的金科玉律。”金虎說(shuō)。

 

　　2014-2016年間，中國(guó)國(guó)家主席習(xí)近平先后到訪江蘇省、英國(guó)、黑龍江市調(diào)研石墨烯，期間國(guó)家發(fā)改委、工信部、科技部等部門密集推出相關(guān)利好政策。但在業(yè)內(nèi)呼吁啟動(dòng)石墨烯高端應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ｍ?xiàng)資金的背景下，相關(guān)部委在資金扶持方面并沒(méi)有實(shí)質(zhì)性動(dòng)作。李義春認(rèn)為，相比于國(guó)外在高端應(yīng)用上的資金投入，國(guó)內(nèi)目前做得明顯不夠。

 

　　“政府在這方面能做的有限。”江南石墨烯研究院院長(zhǎng)張朝暉表示，“國(guó)內(nèi)外政府都出臺(tái)了不少政策扶持產(chǎn)業(yè)，但高端應(yīng)用還是要靠大型企業(yè)解決。國(guó)內(nèi)的高端科研多散落在各個(gè)科研院所，沒(méi)有具備實(shí)力的大型企業(yè)來(lái)主導(dǎo)。”

 

　　一位不愿具名的業(yè)內(nèi)人士則指出，政府在資金方面遲遲沒(méi)有動(dòng)作是由于“十二五”重大專項(xiàng)的“前車之鑒”。“十二五”重大專項(xiàng)將大量資金投給了高校和科研機(jī)構(gòu)，希望能通過(guò)它們孵化出企業(yè)，做出高端產(chǎn)業(yè)化的成績(jī)，結(jié)果并不盡如人意，事實(shí)證明這也是一條錯(cuò)誤的道路。

 

　　去年9月，國(guó)家制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)發(fā)布了《〈中國(guó)制造2025〉重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線圖(2015版)》，提出中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)總體目標(biāo)是“2020年形成百億產(chǎn)業(yè)規(guī)模，2025年整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破千億”。

 

　　盡管國(guó)內(nèi)石墨烯應(yīng)用還存在很多問(wèn)題，但一位機(jī)構(gòu)分析師表示，今年以來(lái)，國(guó)內(nèi)石墨烯應(yīng)用已經(jīng)取得一定突破。例如，通過(guò)石墨烯粉末制備手機(jī)導(dǎo)熱膜，取代原有以炭黑為材料的導(dǎo)熱膜，以及石墨烯薄膜在加熱膜領(lǐng)域的應(yīng)用都是產(chǎn)業(yè)化前沿的成果。

 

　　“2016-2017年是石墨烯產(chǎn)業(yè)能否取得突破的關(guān)鍵之年。如果這兩年沒(méi)有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用突破，現(xiàn)有的石墨烯產(chǎn)業(yè)規(guī)劃目標(biāo)很難實(shí)現(xiàn)。一兩年后沒(méi)有成果，政策支持力度也會(huì)下降。”在談到石墨烯應(yīng)用前景時(shí)，該分析師謹(jǐn)慎地回答。

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