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2018-2022年中國石墨烯行業前景預測分析

來源:中投投資咨詢網 2018-02-08 10:45中國投資咨詢網 A-A+

  有利因素分析

  一、政策利好

  2017年1月,工信部、發改委、科技部、財政部聯合印發了《新材料產業發展指南》,明確提出在“十三五”期間,要突破石墨烯材料規模化制備和微納結構測量表征等共性關鍵技術,開發大型石墨烯薄膜制備設備及石墨烯材料專用計量、檢測儀器,實現對石墨烯層數、尺寸等關鍵參數的有效控制。石墨烯其實已經要求走出實驗室階段,逐步解決實現產業化所要面臨的技術難題。

  二、應用領域廣泛

  石墨烯是一種碳基新材料,具有非常好的導熱性、電導性、透光性,而且具有高強度、超輕薄、超大比表面積等特性,廣泛應用于鋰離子電池電極材料、太陽能電池電極材料、薄膜晶體管制備、傳感器、半導體器件、復合材料制備、透明顯示觸摸屏、透明電極等方面。石墨烯在電子信息、新材料、新能源、生物醫藥等領域也顯現廣闊的應用前景。

  三、性能優勢

  由于碳原子之間化學鍵的特性,使得石墨烯既是最薄的材料,也是最強韌的材料,斷裂強度比最好的鋼材還要高200倍。同時它又有很好的彈性,拉伸幅度能達到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、強度最高的材料。而因為只有一層原子,電子的運動被限制在一個平面上,為它帶來了全新的電學屬性。石墨烯在可見光下透明,但不透氣。這些特征使得它非常適合作為保護層和透明電子產品的原料。

  四、硅的替代材料

  硅基材料集成電路主頻越高,熱量也隨之提高,并最終撞上功耗墻。目前硅基芯片最高的頻率是在液氮環境下實現的8.4G,日常使用的桌面芯片主頻基本在3G到4G,筆記本電腦為了控制CPU功耗,主頻普遍控制在2G到3G之間。

  相對于現在普遍使用的硅基材料,石墨烯在室溫下擁有10倍的高載流子遷移率,同時具有非常好的導熱性能,芯片的主頻理論上可以達到300G,并且有比硅基芯片更低的功耗。早在幾年前,IBM在實驗室中的石墨烯場效應晶體管主頻達155G。石墨烯是替代硅的理想材料。

  五、產業集群逐步擴大

  在政策的扶持鼓勵下,我國石墨烯產業近年迎來大發展,常州石墨烯產業園、無錫石墨烯產業應用示范基地、青島石墨烯產業創新示范基地等相繼成立。隨著產業化的提速,石墨烯產業集群持續壯大。

  不利因素分析

  一、石墨烯的市場化困難重重

  這個“困境”主要在兩個方面:一是受制于制備過程中的高成本和低質量;另一方面,產業鏈下游的應用領域還未實現突破,尚未產生規模化需求。石墨烯下游產業大都是中小企業,一臺透射電子顯微鏡的價格就在600萬元左右,他們心有余而力不足。而且,石墨烯產業的長遠發展需要大量的納米材料領域高科技人才。

  二、成本高

  目前,石墨烯在許多研究中展示的驚人特征,都以樣品質量非常高為基礎。而要想獲得電學和機械性能都最佳的石墨烯樣品,需要最費時費力費錢的手段—機械剝離法。

  生產石墨烯還有許多能增加產量、降低成本的方法,如液相剝離法、化學氣相沉積法、直接生長法、化學氧化還原法等。但使用這些方法的同時,產品的質量又會掉下去。迄今為止還沒有真的能適合工業化大規模推廣生產的技術。

  三、潛在環境風險

  石墨烯產業目前最成熟的產品之一是“氧化石墨烯納米顆粒”,它很便宜,雖不能用在電池、可彎折觸屏等高端領域,作為電子紙等用途倒是相當不錯。可是它對人體很可能是有毒的。而且,經研究發現,它在地表水里非常穩定、極易擴散。雖然現在對它的環境影響下斷言還為時太早,但這的確是個潛在問題。

  石墨烯市場規模預測

  我們預計,2018年中國石墨烯市場規模將達到280億元,未來五年(2018-2022)年均復合增長率約為75.26%,2022年將達到2,642億元。

關鍵詞:中國 石墨烯行業 前景
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