作為石墨烯研究最為活躍的國家之一，我國石墨烯技術創新成果頻出，產業化發展勢頭迅猛，走在了世界前列。但與美、日、韓等發達國家相比，我國石墨烯研究和產業發展基本處于產業鏈和價值鏈的低端，雖然資本界、學術界、媒體界等“熱情高漲”，但無法掩蓋其以材料生產為主，下游應用集中在附加值低的產品、低端產能擴張過快、產品同質化嚴重等問題。在石墨烯產業發展如火如荼的同時，一定要警惕石墨烯產業陷入“低端陷阱”。

 

　　一、我國石墨烯產業低端化發展苗頭初顯

 

　　石墨烯因其優異的性能，在電子信息、新材料、新能源、生物醫藥等領域都將帶來革命性的變革，世界各國也在加緊研發和部署，以期占領石墨烯領域的制高點，通過對我國石墨烯產業專利申請、下游應用和制備技術等方面的分析，發現產業正面臨著陷入“低端陷阱”的風險。

 

　　1.專利“重量輕質”

 

　　截止2015年10月，我國石墨烯專利申請量達到13 427件，約占全球申請總量的一半左右，穩居全球首位。但存在實用新型專利多、原創基礎專利少，國內專利多、國際專利少，高校專利多、企業專利少的情況。由于我國石墨烯專利申請主體以高校和科研機構為主，企業的專利申請量僅占36%左右，導致技術創新更關注于理論基礎和科學研究，與產業化嚴重脫節，有的甚至為了專利而專利，申請的專利往往以在國外先進成果的基礎上進行改進或者延伸者居多，研發成果呈現出碎片化、同質化的現象，真正原創性、技術影響力大的專利很少，造成我國石墨烯專利數量眾多但實際應用價值偏低的現狀。

 

　　2. 下游“優材低用”

 

　　目前我國石墨烯下游應用多集中在粉體(類石墨烯)領域，即將石墨烯作為改性添加劑應用于涂料、復合材料、動力電池等規模大但對石墨烯的品質要求并不高的領域，產品附加值不高，無法真正體現石墨烯作為高性能、高品質材料的特性和價值。由于這些應用技術門檻較低，再加上資本市場的熱捧，很多企業紛紛涉足其中，甚至盲目擴大產能，產品的低端同質化現象十分嚴重。而在真正能夠體現石墨烯特性和價值、價值鏈高端環節的集成電路、晶體管、芯片等應用領域，由于關鍵技術尚未突破，需要長期持續的研發資金投入，投資回報周期也較長，國內鮮有企業涉足其中。

 

　　3.環保“隱患猶存”

 

　　雖然石墨烯粉體和薄膜材料的制備已經能夠初步實現量產，但目前的制備技術普遍存在能耗、水耗大和工藝不環保等問題。如目前公認的最容易實現石墨烯工業化生產的氧化還原制備法，其生產過程中會涉及一系列化學反應，需要添加鹽酸、硫酸等強酸物質，以及水合肼、乙二胺等具有毒性的還原劑，產生的廢水和固廢若處理不當會通過地表水迅速傳播，對生態環境造成很大影響，而目前以這種工藝進行石墨烯制備的企業并不在少數，再加上環保設施缺失、監管不到位，對生態環境保護存在較大隱患。

 

　　二、原因探析

 

　　1.頂層設計不足

 

　　石墨烯作為新興產業發展時間短、理論體系不成熟、企業創新能力弱，要搶占行業制高點，必須從國家層面去加強布局、引導和資源整合。目前雖然國家對石墨烯產業的發展高度重視，出臺了一系列的政策文件、給予一定的資金加以支持和引導，但總體較為分散，在關鍵技術研發、成果轉化、產業布局、上下游銜接、配套措施等方面缺乏統籌協調。從事石墨烯生產的企業80%以上為中小型企業，年銷售額大多不超過百萬量級，號稱石墨烯的上市公司中只有4家新三板企業將石墨烯作為主營業務，且全部處于虧損狀態，亟待國家加強統籌協調、頂層設計、基礎性研究和前瞻性戰略布局，重點培育領軍企業。

 

　　2.產業化關鍵技術尚未突破

 

　　雖然我國石墨烯產業化步伐走在世界前列，但產業發展總體上仍然處于概念導入階段、產業化突破前期，在原料規模化制備技術、高端應用技術、綠色制備技術等方面均存在瓶頸。尤其是如何實現低成本、批量化、穩定的制備大面積、雜質缺陷可控、層數可控的石墨烯材料仍未解決的難題，這就直接制約石墨烯產品在高端領域的應用。在關鍵技術尚未突破的情況下，應重點加強基礎研發和中試，不適合激進地大規模低端產業化。否則，會對戰略性石墨資源、資金造成破壞和浪費，也可能會挫傷推進高端應用的積極性。

 

　　3.產業標準體系匱乏

 

　　行業標準是引領石墨烯產業創新發展的前提。目前，我國雖然已經啟動了石墨烯國家標準的制定工作，但也僅以石墨烯材料的術語、定義和制備方法等為主，而在下游應用、產品認證、檢測、使用標準等方面仍是空白，嚴重制約了石墨烯的高端應用和產業化進程。以目前石墨烯下游應用較為成熟的復合材料為例，究竟如何界定、檢測石墨烯復合材料尚未有一個統一的標準，導致企業自說自話、市場魚龍混雜，下游應用企業不會用也不敢用，應用市場瓶頸難以突破。

 

　　三、對策建議

 

　　1.加強頂層設計

 

　　制定我國石墨烯產業發展總體規劃，明確石墨烯的發展戰略，從中長期發展目標、產業布局、重點企業培育、關鍵技術突破、下游應用行業等方面進行統一部署，重點在芯片、集成電路等下游高端領域加強技術創新和前瞻性布局;合理規劃產能，推進石墨烯差異化、特色化、集群化發展，避免低端同質化重復建設。

 

　　2.培育領軍企業

 

　　充分發揮產業政策和財政資金的引導作用，鼓勵社會資本參與，以培育具有國際競爭力的企業為目標，選擇少數真正有創新實力的企業進行重點培育，促進人才、資源、資本向優勢企業集中;加強企業高端人才隊伍建設，結合國家“千人計劃”和國際合作項目等，幫助優勢企業引進能夠帶來核心技術的高端人才或技術團隊，建立健全高端人才保障機制。

 

　　3.加快技術突破

 

　　整合各類創新資源，成立國家級石墨烯創新中心，制定技術創新目錄和技術突破路線圖，對材料制備技術、清潔生產技術、下游高端應用等關鍵技術加強攻關;設立石墨烯產業基金，采用政策性財政支出和社會資本共同參與的模式，加快關鍵技術成果的轉化。

 

　　4.盡快建立標準規范體系

 

　　根據石墨烯產業發展現狀和下游應用的迫切程度，研究制定一批國家標準和行業標準，尤其對下游應用較為成熟的復合材料、涂料、鋰電池等應用領域，盡快完善相關產品定義、檢測和使用標準;盡快研究制定石墨烯行業規范條件，從產業布局、生產工藝與裝備、清潔生產、質量管理等方面加以規范。

 

　　來源：新材料產業 作者：馬琳，商龔平

圖片來源：找項目網