我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的喜與憂

宋顯珠 肖勁松

為全面了解我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，摸清行業(yè)發(fā)展脈絡(luò)，為國家未來石墨烯戰(zhàn)略規(guī)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(lián)合工信部賽迪研究院、《經(jīng)濟(jì)》雜志社、中關(guān)村石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、中國國際石墨烯資源產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等單位組成全國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略調(diào)研組。調(diào)研組歷時(shí)5個(gè)月（2019.2.27-7.24）、實(shí)地考察了9個(gè)省市、18座城市，深入74家企業(yè)和相關(guān)機(jī)構(gòu)（研發(fā)機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)、平臺(tái)、檢測機(jī)構(gòu)等），通過召開座談會(huì)、現(xiàn)場調(diào)研等形式，全面了解我國石墨烯產(chǎn)業(yè)的市場、技術(shù)、產(chǎn)品、企業(yè)等發(fā)展情況。

我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展“喜憂參半”

產(chǎn)業(yè)全球領(lǐng)先，總體規(guī)模不大。我國石墨烯產(chǎn)業(yè)化走在世界前列，初步形成了以新能源、涂料、大健康、節(jié)能環(huán)保、化工新材料、電子信息為主的六大應(yīng)用領(lǐng)域，市場規(guī)模分別為65億、8億、6億、6億、5億和4億。

技術(shù)專利增速放緩，核心技術(shù)尚未突破。我國的石墨烯相關(guān)專利申請(qǐng)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(guān)的專利數(shù)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(tài)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(guān)的論文引用率、國際發(fā)明專利等方面與發(fā)達(dá)國家相比還存在大而不強(qiáng)、多而不優(yōu)等問題，行業(yè)認(rèn)可度、成果影響力等有待進(jìn)一步提升，核心技術(shù)并沒有取得突破性進(jìn)展，石墨烯產(chǎn)業(yè)生態(tài)尚需由“量”到“質(zhì)”逐漸轉(zhuǎn)變。

產(chǎn)品品種高度集中，同質(zhì)化競爭嚴(yán)重。近八成下游產(chǎn)品集中在石墨烯加熱器、石墨烯理療產(chǎn)品、石墨烯可穿戴產(chǎn)品、石墨烯涂料、石墨烯導(dǎo)電添加劑等領(lǐng)域，技術(shù)門檻相對(duì)較低，同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，產(chǎn)品附加值偏低，再加上石墨烯制備成本相比傳統(tǒng)材料仍然偏高，目前的應(yīng)用產(chǎn)品并沒有市場競爭力，而且可替代性和同質(zhì)性明顯。不僅企業(yè)的名稱上雷同，如企業(yè)名稱冠以烯旺/烯望、烯碳、墨烯等的不少，而且產(chǎn)品大都是保健品（護(hù)膝護(hù)腰護(hù)眼、面膜、保暖服飾），散熱器、地暖、電暖畫，電池負(fù)極材料、導(dǎo)電漿料等。

企業(yè)分化加劇，優(yōu)勝劣汰的速度加快。近年來，石墨烯相關(guān)的企業(yè)、機(jī)構(gòu)上萬家，但規(guī)模都不大，主要以初創(chuàng)期的中小微企業(yè)為主，尚未形成自我造血功能，也難以統(tǒng)計(jì)。截至2019年4月，在工商部門注冊(cè)，涉及石墨烯相關(guān)業(yè)務(wù)的企業(yè)及單位數(shù)量達(dá)到10474家。但實(shí)際開展業(yè)務(wù)的僅3000多家。2015年開始石墨烯相關(guān)企業(yè)死亡率上升，2018年接近3.03%，死亡企業(yè)中有一半以上存活時(shí)間不足2年。

我國石墨烯產(chǎn)業(yè)化全球領(lǐng)先，但是在標(biāo)準(zhǔn)制定方面僅僅是跟隨。目前正在制定國標(biāo)7項(xiàng)，地方標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)，行業(yè)/企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)近40項(xiàng)，參與了2項(xiàng)國際標(biāo)準(zhǔn)的制定;標(biāo)準(zhǔn)制定牽頭單位包括冶金標(biāo)準(zhǔn)研究院、中國建材規(guī)劃院、國家納米中心、石墨烯相關(guān)聯(lián)盟等，力量分散，缺乏統(tǒng)籌，各自為陣;相關(guān)的檢測機(jī)構(gòu)也不少，既有國家批準(zhǔn)的國家石墨烯檢測中心，也有各類正規(guī)的質(zhì)檢機(jī)構(gòu)等，但由于產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模不大，真正的檢測需求并不多。已經(jīng)發(fā)布的兩項(xiàng)石墨烯相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還受到質(zhì)疑，認(rèn)為是翻譯了ISO的。

集聚態(tài)勢初現(xiàn)，集群優(yōu)勢不突出。

我國石墨烯產(chǎn)業(yè)初步形成“一核兩帶多點(diǎn)”的總體空間格局?！耙缓恕笔侵敢员本楹诵模蛟靽鴥?nèi)石墨烯技術(shù)研發(fā)的重要引擎，主要有BGI、BGTI、清華、北大、中科院、北理、北化等研發(fā)機(jī)構(gòu)?！皟蓭А笔侵笘|部沿海地區(qū)（山東、江蘇、上海、浙江、福建、廣東等）及內(nèi)蒙古-黑龍江地區(qū)，主要利用資源、產(chǎn)業(yè)、人才、市場優(yōu)勢，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)聚集?！岸帱c(diǎn)”是指四川、重慶、湖南、陜西、廣西等的一些地區(qū)依托其資源、人才優(yōu)勢，發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)。通過調(diào)研，調(diào)研組對(duì)主要省市的石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了概括。

根據(jù)Gartner技術(shù)成熟度曲線來看，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展整體上仍然處于產(chǎn)業(yè)化初期階段，在這一階段，需要政府的支持、企業(yè)遠(yuǎn)見與不懈堅(jiān)持以及加強(qiáng)資源整合。

雖然石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并不樂觀，但是經(jīng)過10多年的發(fā)展，我們也看到了一些可“喜”的地方：一是不論企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)、投資機(jī)構(gòu)，都開始趨于理性。經(jīng)過多年的發(fā)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(yè)和機(jī)構(gòu)，這是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的寶貴資源，有助于產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。石墨烯企業(yè)開始調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，縮減利潤低的業(yè)務(wù)和方向，不斷升級(jí)、優(yōu)化產(chǎn)品系列。如第六元素縮減了石墨烯觸摸傳感器業(yè)務(wù)，剝離了石墨烯加熱膜業(yè)務(wù)，聚焦主業(yè)石墨烯粉體;二維碳素轉(zhuǎn)向溫控產(chǎn)品。一些蹭熱點(diǎn)的企業(yè)退出石墨烯行業(yè)。從事石墨烯的研究機(jī)構(gòu)數(shù)量也在減少，有的退出石墨烯研究。從投資機(jī)構(gòu)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(xiàn)出了一批堅(jiān)持不懈的研究者、企業(yè)家。一些研究人員（包括院士）、企業(yè)家堅(jiān)持10多年，持之以恒地在推動(dòng)，初步凸顯工匠精神。三是更加注重協(xié)作。各地紛紛成立創(chuàng)新中心，由企業(yè)、科研院所和高等院校等各類創(chuàng)新主體自主結(jié)合，開展協(xié)同創(chuàng)新;專利合作也不斷加強(qiáng)，如清華大學(xué)有29%的專利是與其他企業(yè)合作申請(qǐng)的，合作的企業(yè)不僅有國家電網(wǎng)等大型國企，也包括寧波墨西、杭州高烯等中小型企業(yè)。

在調(diào)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(xiàn)石墨烯特性的應(yīng)用，石墨烯的高性能和價(jià)值難以體現(xiàn);二是絕大多數(shù)企業(yè)遲遲沒有收入，能堅(jiān)持多久，有多少能堅(jiān)持下來，是一個(gè)很大的問題;三是以初創(chuàng)型的中小微企業(yè)為主，缺乏龍頭企業(yè)，特別是下游龍頭企業(yè)的參與，難以得到市場的認(rèn)可，應(yīng)用市場難以打開;四是產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境有待優(yōu)化。同質(zhì)化、低水平重復(fù)現(xiàn)象突出、產(chǎn)業(yè)園區(qū)盲目建設(shè)、檢測標(biāo)準(zhǔn)尚未建立，市場產(chǎn)品魚龍混雜，經(jīng)費(fèi)投入分散且嚴(yán)重不足，缺少整體布局和統(tǒng)籌規(guī)劃。

發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)的3點(diǎn)建議

做好材料，避免成為資源和初級(jí)原材料的供應(yīng)國。目前很多石墨烯企業(yè)陷入傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展套路：使勁地拼價(jià)格，降低成本，而材料的品質(zhì)沒有真正做好。用心做好材料的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)不多，大都在開發(fā)應(yīng)用產(chǎn)品，企圖替代原有已經(jīng)很成熟的材料，或者拼價(jià)格。一些企業(yè)成為其他國家企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)初級(jí)產(chǎn)品的供應(yīng)商。

加強(qiáng)資源整合，包括跨區(qū)域和產(chǎn)業(yè)鏈上下游整合。同其他新材料一樣，石墨烯也面臨著推廣應(yīng)用難的問題。工信部在石墨烯“一條龍”應(yīng)用計(jì)劃中，也提出要立足石墨烯材料的獨(dú)特性能，針對(duì)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，引導(dǎo)生產(chǎn)、應(yīng)用企業(yè)和終端用戶跨行業(yè)聯(lián)合驗(yàn)證功能齊備、可靠性好、性價(jià)比優(yōu)的各類石墨烯應(yīng)用產(chǎn)品。按照工信部《制造業(yè)2025》的部署，建立1個(gè)國家級(jí)石墨烯制造業(yè)創(chuàng)新中心。解決高品質(zhì)石墨烯粉體與石墨烯薄膜的可控與規(guī)模化制備共性技術(shù)難題，設(shè)計(jì)研發(fā)規(guī)?；苽潢P(guān)鍵設(shè)備，打造不低于5個(gè)石墨烯示范應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈。但是，目前各方提出的建設(shè)方案對(duì)國家建設(shè)制造業(yè)創(chuàng)新中心的意圖理解不到位、資源整合力度不夠，下游應(yīng)用企業(yè)參與積極性不高、運(yùn)作機(jī)制不明晰。

加快突破關(guān)鍵技術(shù)，推行“石墨烯+”。目前制約石墨烯產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展仍然是技術(shù)問題，包括大規(guī)模低成本宏量制備技術(shù)、分散技術(shù)、復(fù)合技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)等，需要整合資源，加大攻關(guān)。同時(shí)，充分發(fā)揮石墨烯材料的獨(dú)特性能，與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)合，推動(dòng)“石墨烯+”，促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，培育新興產(chǎn)業(yè)。此外，規(guī)范產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)、完善標(biāo)準(zhǔn)體系、加強(qiáng)國際交流合作。