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石墨烯產(chǎn)業(yè)到了投資時機(jī)嗎？——從廣汽與歐陽明高院士的爭論說起
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發(fā)布時間：2022-01-14
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在2021年1月19日的“2021中國電動汽車百人會論壇”上，歐陽明高院士指出“要快充、還要續(xù)航長、還要便宜，不現(xiàn)實(shí)”。廣汽埃安的總經(jīng)理還隔空放炮表示不服。2022年1月5日，廣汽埃安宣布續(xù)航里程1008公里的AION LX Plus正式量產(chǎn)上市，而且售價僅28.66萬元起。電池技術(shù)實(shí)現(xiàn)了超級快充、超長續(xù)航和超級安全，“8分鐘可充滿80%”“NEDC續(xù)航1000公里”。不到一年就敢“打臉”國內(nèi)新能源汽車技術(shù)的領(lǐng)袖級大咖。且不說技術(shù)水平到底有多高，銷量好不好，至少這是全球第一個實(shí)現(xiàn)續(xù)航一千公里量產(chǎn)的新能源汽車。其“秘訣”就是神奇的石墨烯。其實(shí)新能源電池只是石墨烯的一個應(yīng)用分支。它被譽(yù)為“新材料之王”，早已聲名遠(yuǎn)播。從2004年諾獎開始，到現(xiàn)在16年過去。總體上還是雷聲大雨點(diǎn)小。到底該怎么看這個行業(yè)？新材料是戰(zhàn)興產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)及先導(dǎo)和龍骨，石墨烯是新材料中的“新中之新”。納米材料（碳納米管）--二維材料--石墨烯，石墨烯是二維材料大家族的一員。二維材料是指電子僅可在兩個維度的非納米尺度（1-100nm）上自由運(yùn)動（平面運(yùn)動）的材料，如納米薄膜、超晶格、量子阱。繼2004年石墨烯（graphene），后續(xù)又有一些其他的二維材料陸續(xù)被分離出來，如：黑磷、錫烯、硅烯、六方氮化硼等。石墨烯(Graphene)是由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，是目前世界上五個“最”的材料：一是電阻率最小。非常敏感，稍微有一點(diǎn)風(fēng)吹草動，比如氣體分子撞了它一下就變形了，電阻也發(fā)生變化。所以，它可以用來制造高靈敏度的傳感器。二是電子遷移率最高。電子在石墨烯內(nèi)部跑得很快，石墨烯如果取代硅，有望讓計(jì)算機(jī)處理器的運(yùn)行速度快數(shù)百倍。三是導(dǎo)熱率最高。比銀銅都要強(qiáng)好幾倍，可以推動超級電容器達(dá)5倍以上的容量。加入鋰電池電極中能夠大幅提高導(dǎo)電性能。四是比表面積很大透光性還特別好，每克達(dá)2600多平方米。如果用來做顯示屏，就能做到最薄最輕，有望引發(fā)觸摸屏和顯示器產(chǎn)品的革命，制造出可折疊、伸縮的顯示器件。五是最硬與柔韌性最強(qiáng)。石墨烯的厚度是頭發(fā)絲的20萬分之一，強(qiáng)度比鋼材高200倍。1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克，但是可以承受一只小貓?？梢宰龀p型飛機(jī)材料、超堅(jiān)韌的防彈衣和“太空電梯”的纜線。因?yàn)橛羞@么多的優(yōu)點(diǎn)，讓石墨烯在電磁屏蔽、柔性顯示、新能源電池，還有海水淡化、儲氫材料、航空航天、衛(wèi)生醫(yī)療等等領(lǐng)域都得到了廣泛關(guān)注，而且在很多領(lǐng)域都有可能帶來顛覆性的變革。
1、正因?yàn)樘叨?，所以制備和產(chǎn)業(yè)化很難一個材料要產(chǎn)業(yè)化，首要的問題是解決高質(zhì)量低成本的規(guī)?；苽潆y題。目前石墨烯的粉體制造質(zhì)量不穩(wěn)定、性質(zhì)差異性大、成本高，下游應(yīng)用受到很大的制約。單層或少層的石墨烯產(chǎn)品目前在工業(yè)領(lǐng)域很難實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，更多的是不具備石墨烯物理性能的“類石墨烯”產(chǎn)品。以石墨烯薄膜為例，因無法避免在生長過程的結(jié)構(gòu)缺陷和因轉(zhuǎn)移過程導(dǎo)致的表面污染，實(shí)際上使電阻較高，無法匹配其優(yōu)異電學(xué)性能。2、國際產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r截至目前，除中國外，全球有數(shù)千家公司涉足石墨烯相關(guān)的研究和開發(fā)，其中包括IBM、英特爾、美國晟碟、陶氏化學(xué)、通用、杜邦、施樂、三星、洛克希德·馬丁、波音、索尼等。目前國際上從事石墨烯產(chǎn)業(yè)研究的國家包括英國、美國、歐盟、韓國和日本等，各國發(fā)展?fàn)顩r不同。英國：作為石墨烯的“誕生地”，英國在石墨烯的基礎(chǔ)研發(fā)方面居于全球領(lǐng)先地位。美國：美國對石墨烯的研究投入較早，石墨烯產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用進(jìn)程相對較快，其產(chǎn)業(yè)布局也呈現(xiàn)多元化，產(chǎn)業(yè)鏈相對比較完整，基本覆蓋了從制備及應(yīng)用研究— 石墨烯產(chǎn)品生產(chǎn) — 下游應(yīng)用整個環(huán)節(jié)。不僅擁有IBM、英特爾、波音等眾多研發(fā)實(shí)力強(qiáng)勁的大型企業(yè)，還誕生了眾多小型石墨烯企業(yè)。美國國防部、國家自然科學(xué)基金也投入巨資，重點(diǎn)在石墨烯晶體管、能量存儲、超級電容器等領(lǐng)域支持石墨烯產(chǎn)業(yè)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。歐盟：石墨烯旗艦研究項(xiàng)目是歐盟選定的首批技術(shù)旗艦項(xiàng)目之一，13個重點(diǎn)研發(fā)領(lǐng)域，主要包括生物傳感器、薄膜技術(shù)、面向能源應(yīng)用的催化劑、面向復(fù)合材料和能源應(yīng)用的功能材料、功能涂層和界面、GRM與半導(dǎo)體器件的集成等。韓國：韓國三星集團(tuán)和LG公司為主，石墨烯柔性顯示、觸摸屏以及芯片等領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。日本：依托碳材料產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，日立、索尼、東芝等，在石墨烯薄膜、新能源電池、半導(dǎo)體、復(fù)合材料、導(dǎo)電材料等應(yīng)用領(lǐng)域。3、國內(nèi)石墨烯發(fā)展現(xiàn)狀2020年中國石墨烯總產(chǎn)能約1萬噸，產(chǎn)能利用率不足5%。受技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品成本以及市場拓展等方便因素影響，石墨烯下游應(yīng)用市場發(fā)展進(jìn)程相對較慢。殺手锏級應(yīng)用好像一直沒有出現(xiàn)。以華麗家族為代表的早期企業(yè)，十年努力，一地雞毛。天眼查數(shù)據(jù)顯示，截至2021年11月30日，我國已注冊石墨烯企業(yè)11432家。按照劉忠范院士說的企業(yè)有16000多家。國內(nèi)目前的石墨烯公司大多分布在江蘇+寧波市+北京+深圳+青島。在能源、新材料、電子信息、可穿戴設(shè)備、電動汽車等諸多領(lǐng)域形成了產(chǎn)業(yè)集群。
4、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展才有未來石墨烯屬于新材料產(chǎn)業(yè)，這個產(chǎn)業(yè)有三高三長（難度高、投入高、門檻高，研發(fā)周期長、驗(yàn)證周期長、應(yīng)用周期長）的特點(diǎn)，只有產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè)才有能力進(jìn)行持續(xù)創(chuàng)新。石墨烯產(chǎn)業(yè)作為基礎(chǔ)材料，決定其發(fā)展的關(guān)鍵因素除了材料本身的高質(zhì)量低價格的穩(wěn)定批產(chǎn)，還在于產(chǎn)業(yè)鏈上下游形成一個相輔相成的完整生態(tài)。如基礎(chǔ)研發(fā)、材料制備設(shè)備、下游應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)等等。有了產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈，才有價值鏈。三、石墨烯產(chǎn)業(yè)的拐點(diǎn)在哪？1、十六年的堅(jiān)持，產(chǎn)業(yè)暗潮涌動據(jù)多個業(yè)內(nèi)專家介紹，上萬家石墨烯企業(yè)到目前為止只有極少數(shù)真的賺錢。為什么？2021年12月份，一年一度的中國國際石墨烯創(chuàng)新大會上，諾獎獲得者安德烈·海姆說“石墨烯正從學(xué)術(shù)界走向工業(yè)界”。他有一個觀點(diǎn)：一個新材料從實(shí)驗(yàn)室走到產(chǎn)業(yè)化需要40年左右的時間。石墨烯是從學(xué)術(shù)研究轉(zhuǎn)化到實(shí)際應(yīng)用最快的材料。世界上各大著名企業(yè)的研究和產(chǎn)業(yè)化沒有停止，還在加快。
三星、華為等公司在編織專利的天羅地網(wǎng)，成千上萬家企業(yè)在上游方法、設(shè)備，到下游材料，深加工、產(chǎn)品，都在尋機(jī)突破。好消息越來越多。指望獨(dú)立于現(xiàn)有產(chǎn)品之外的“殺手锏”式的應(yīng)用不現(xiàn)實(shí)，科技創(chuàng)新一定是循序漸進(jìn)的。最有希望實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)突破的應(yīng)用就在習(xí)以為常產(chǎn)品的“添加”改性。廣汽的突破可能就是石墨烯產(chǎn)業(yè)拐點(diǎn)的一個標(biāo)志。華為、三星等，很多企業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)陸續(xù)在宣布進(jìn)展。3、現(xiàn)在就是研究石墨烯產(chǎn)業(yè)投資的好時機(jī)最有可能帶動石墨烯產(chǎn)業(yè)突破的主要在四個領(lǐng)域，傳感器領(lǐng)域、儲能和新型顯示領(lǐng)域、半導(dǎo)體材料領(lǐng)域、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。如增強(qiáng)復(fù)合材料、石墨烯光傳感器、海綿傳感器，超級電容、石墨烯單晶晶圓、芯片生物傳感器、石墨烯晶體管光學(xué)調(diào)制器、石墨烯鋰離子電池、觸摸屏、導(dǎo)熱膜等。
在改變?nèi)藗兩畹淖罱K產(chǎn)品領(lǐng)域。如3C應(yīng)用的三星、蘋果、華為的產(chǎn)業(yè)鏈；如新能源電池應(yīng)用的廣汽、特斯拉產(chǎn)業(yè)鏈；如軍工產(chǎn)品應(yīng)用的洛克希德·馬丁、波音、中國軍工配套企業(yè)（防彈衣，裝甲車防護(hù)墊）等。投資標(biāo)的就在這些企業(yè)供應(yīng)鏈中的產(chǎn)品改性上。還有一類，就是跟老百姓生活最接近的，打“石墨烯”技術(shù)插邊球，如“石墨烯竹炭”“石墨烯內(nèi)衣”“石墨烯面膜”“石墨烯地?zé)帷钡犬a(chǎn)品的企業(yè)，老百姓還是很吃這一套的。有部分企業(yè)可能會以‘貿(mào)工技’的路線，成為石墨烯技術(shù)應(yīng)用的龍頭。借用技術(shù)創(chuàng)新成長曲線理論來分析，石墨烯現(xiàn)在是創(chuàng)新的第三波，波谷。越是最悲觀的時候，越是值得投資人關(guān)注的時候。
另外，因?yàn)槭┛商砑痈男赃@一特質(zhì)，要比一般的新材料應(yīng)用要快一半時間?，F(xiàn)在已經(jīng)16年，未來5年可能會有大的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。作為立志“投資改變中國”的瑞鵬資產(chǎn)來說，石墨烯是一個不可回避的新材料產(chǎn)業(yè)前沿，現(xiàn)在已經(jīng)到了行業(yè)爆發(fā)的拐點(diǎn)。我們應(yīng)該高度重視石墨烯產(chǎn)業(yè)，并從3C龍頭和軍工的產(chǎn)業(yè)鏈配套企業(yè)入手，研究布局投資機(jī)會。
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