我國石墨烯產業發展的喜與憂

宋顯珠 肖勁松

為全面了解我國石墨烯產業發展現狀，摸清行業發展脈絡，為國家未來石墨烯戰略規劃和政策制定提供決策支撐，2019年2月由北京石墨烯研究院（BGI）牽頭，劉忠范院士任組長，聯合工信部賽迪研究院、《經濟》雜志社、中關村石墨烯產業聯盟、中國國際石墨烯資源產業聯盟等單位組成全國石墨烯產業發展戰略調研組。調研組歷時5個月（2019.2.27-7.24）、實地考察了9個省市、18座城市，深入74家企業和相關機構（研發機構、生產企業、平臺、檢測機構等），通過召開座談會、現場調研等形式，全面了解我國石墨烯產業的市場、技術、產品、企業等發展情況。

我國石墨烯產業發展“喜憂參半”

產業全球領先，總體規模不大。我國石墨烯產業化走在世界前列，初步形成了以新能源、涂料、大健康、節能環保、化工新材料、電子信息為主的六大應用領域，市場規模分別為65億、8億、6億、6億、5億和4億。

技術專利增速放緩，核心技術尚未突破。我國的石墨烯相關專利申請始于2004年，至2010年后開始增長迅速。2014年-2019年，我國石墨烯相關的專利數量始終位居全球首位，2019年占到全球的70%以上。近兩年雖然還保持快速增長態勢，但增長速度明顯放緩。2018年增速為7.4%，為歷史最低。不僅如此，我國石墨烯相關的論文引用率、國際發明專利等方面與發達國家相比還存在大而不強、多而不優等問題，行業認可度、成果影響力等有待進一步提升，核心技術并沒有取得突破性進展，石墨烯產業生態尚需由“量”到“質”逐漸轉變。

產品品種高度集中，同質化競爭嚴重。近八成下游產品集中在石墨烯加熱器、石墨烯理療產品、石墨烯可穿戴產品、石墨烯涂料、石墨烯導電添加劑等領域，技術門檻相對較低，同質化現象嚴重，產品附加值偏低，再加上石墨烯制備成本相比傳統材料仍然偏高，目前的應用產品并沒有市場競爭力，而且可替代性和同質性明顯。不僅企業的名稱上雷同，如企業名稱冠以烯旺/烯望、烯碳、墨烯等的不少，而且產品大都是保健品（護膝護腰護眼、面膜、保暖服飾），散熱器、地暖、電暖畫，電池負極材料、導電漿料等。

企業分化加劇，優勝劣汰的速度加快。近年來，石墨烯相關的企業、機構上萬家，但規模都不大，主要以初創期的中小微企業為主，尚未形成自我造血功能，也難以統計。截至2019年4月，在工商部門注冊，涉及石墨烯相關業務的企業及單位數量達到10474家。但實際開展業務的僅3000多家。2015年開始石墨烯相關企業死亡率上升，2018年接近3.03%，死亡企業中有一半以上存活時間不足2年。

我國石墨烯產業化全球領先，但是在標準制定方面僅僅是跟隨。目前正在制定國標7項，地方標準5項，行業/企業標準近40項，參與了2項國際標準的制定;標準制定牽頭單位包括冶金標準研究院、中國建材規劃院、國家納米中心、石墨烯相關聯盟等，力量分散，缺乏統籌，各自為陣;相關的檢測機構也不少，既有國家批準的國家石墨烯檢測中心，也有各類正規的質檢機構等，但由于產業整體規模不大，真正的檢測需求并不多。已經發布的兩項石墨烯相關標準還受到質疑，認為是翻譯了ISO的。

集聚態勢初現，集群優勢不突出。

我國石墨烯產業初步形成“一核兩帶多點”的總體空間格局。“一核”是指以北京為核心，打造國內石墨烯技術研發的重要引擎，主要有BGI、BGTI、清華、北大、中科院、北理、北化等研發機構。“兩帶”是指東部沿海地區（山東、江蘇、上海、浙江、福建、廣東等）及內蒙古-黑龍江地區，主要利用資源、產業、人才、市場優勢，促進產業聚集。“多點”是指四川、重慶、湖南、陜西、廣西等的一些地區依托其資源、人才優勢，發展石墨烯產業。通過調研，調研組對主要省市的石墨烯產業發展狀況進行了概括。

根據Gartner技術成熟度曲線來看，我國石墨烯產業發展整體上仍然處于產業化初期階段，在這一階段，需要政府的支持、企業遠見與不懈堅持以及加強資源整合。

雖然石墨烯產業的發展并不樂觀，但是經過10多年的發展，我們也看到了一些可“喜”的地方：一是不論企業、研究機構、投資機構，都開始趨于理性。經過多年的發展和大浪淘沙，留下一些真心想做石墨烯、在持之以恒地做石墨烯的企業和機構，這是產業發展的寶貴資源，有助于產業健康持續發展。石墨烯企業開始調整產品結構，縮減利潤低的業務和方向，不斷升級、優化產品系列。如第六元素縮減了石墨烯觸摸傳感器業務，剝離了石墨烯加熱膜業務，聚焦主業石墨烯粉體;二維碳素轉向溫控產品。一些蹭熱點的企業退出石墨烯行業。從事石墨烯的研究機構數量也在減少，有的退出石墨烯研究。從投資機構來說，2018年投資并購金額僅15.32億元，相比2017年的42.9億元，大幅下降。二是涌現出了一批堅持不懈的研究者、企業家。一些研究人員（包括院士）、企業家堅持10多年，持之以恒地在推動，初步凸顯工匠精神。三是更加注重協作。各地紛紛成立創新中心，由企業、科研院所和高等院校等各類創新主體自主結合，開展協同創新;專利合作也不斷加強，如清華大學有29%的專利是與其他企業合作申請的，合作的企業不僅有國家電網等大型國企，也包括寧波墨西、杭州高烯等中小型企業。

在調研中，我們也看到了一些值得憂慮的地方：一是至今仍未能找到真正體現石墨烯特性的應用，石墨烯的高性能和價值難以體現;二是絕大多數企業遲遲沒有收入，能堅持多久，有多少能堅持下來，是一個很大的問題;三是以初創型的中小微企業為主，缺乏龍頭企業，特別是下游龍頭企業的參與，難以得到市場的認可，應用市場難以打開;四是產業發展環境有待優化。同質化、低水平重復現象突出、產業園區盲目建設、檢測標準尚未建立，市場產品魚龍混雜，經費投入分散且嚴重不足，缺少整體布局和統籌規劃。

發展石墨烯產業的3點建議

做好材料，避免成為資源和初級原材料的供應國。目前很多石墨烯企業陷入傳統產業的發展套路：使勁地拼價格，降低成本，而材料的品質沒有真正做好。用心做好材料的企業和研究機構不多，大都在開發應用產品，企圖替代原有已經很成熟的材料，或者拼價格。一些企業成為其他國家企業和研發機構初級產品的供應商。

加強資源整合，包括跨區域和產業鏈上下游整合。同其他新材料一樣，石墨烯也面臨著推廣應用難的問題。工信部在石墨烯“一條龍”應用計劃中，也提出要立足石墨烯材料的獨特性能，針對戰略性新興產業發展需要，引導生產、應用企業和終端用戶跨行業聯合驗證功能齊備、可靠性好、性價比優的各類石墨烯應用產品。按照工信部《制造業2025》的部署，建立1個國家級石墨烯制造業創新中心。解決高品質石墨烯粉體與石墨烯薄膜的可控與規模化制備共性技術難題，設計研發規模化制備關鍵設備，打造不低于5個石墨烯示范應用產業鏈。但是，目前各方提出的建設方案對國家建設制造業創新中心的意圖理解不到位、資源整合力度不夠，下游應用企業參與積極性不高、運作機制不明晰。

加快突破關鍵技術，推行“石墨烯+”。目前制約石墨烯產業快速發展仍然是技術問題，包括大規模低成本宏量制備技術、分散技術、復合技術和應用技術等，需要整合資源，加大攻關。同時，充分發揮石墨烯材料的獨特性能，與傳統產業結合，推動“石墨烯+”，促進傳統產業轉型升級，培育新興產業。此外，規范產業園區建設、完善標準體系、加強國際交流合作。