超越石墨烯政策春天与产业瓶颈

文/ 牛禄青

超越石墨烯政策春天与产业瓶颈

文/ 牛禄青

当初认为石墨烯是炒作的人，最终开始加入到石墨烯的研究当中。这种新型材料已经成为人类工具箱的一部分

如果用铅笔在纸上涂鸦，那留下的痕迹就是石墨，当剥离到最小极限达到只有一个碳原子厚的单层石墨时，就意想不到地产生了新的物质——石墨烯。这是目前已知室温下最好的导电和导热材料，是人类已知强度最高的物质，具备极高的透光性和极大的比表面积。

这种神奇的二维碳材料，由英国曼彻斯特大学两位科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫于2004年发现，并在2010年获得诺贝尔物理学奖，有可能引发一场科技革命，特别是有望替代硅材料，开启全新的碳时代。

在青岛召开的“2015中国国际石墨烯创新大会”上，安德烈·海姆爵士作了“超越石墨烯本身：石墨烯2.0&3.0”的主题报告，并总结说“我想传递给听众，特别是企业的主要信息是，看到超越石墨烯的未来。比如石墨烯2.0，其他的二维材料，以及这些二维材料的复合材料。这些材料将是一个潘多拉的魔盒，开启一种新型材料发展的时代。他们只有一个原子或一个分子的厚度，从被发现到最近开始应用仅仅只有5到10年的时间。10年前，一些人认为石墨烯只是噱头，将会很快消失，不过这种情况并没有发生。当初认为石墨烯是炒作的人，最终开始加入到石墨烯的研究当中。这是因为，这种新型材料已经成为我们人类工具箱的一部分。不管你喜欢与否，它们将不可避免地在今后的几十年中被应用。这些材料就在这里，我们运用这些材料进行科学研究，以及产业化应用。”

石墨烯迎来政策春天

1.国家主席习近平高度重视石墨烯

2015年10月23日，中国国家主席习近平在英国访问期间专程前往英国曼彻斯特大学，参观英国“国家石墨烯研究院”。习近平主席听取了诺贝尔物理学奖获得者诺沃肖洛夫教授介绍石墨烯研究情况，参观了石墨烯产品展示和生产石墨烯的地下超净实验室。

参观过程中，习近平主席肯定英国“国家石墨烯研究院”在石墨烯领域的研究实力和国际影响力，并指出，在当前新一轮产业升级和科技革命大背景下，新材料产业必将成为未来高新技术产业发展的基石和先导，对全球经济、科技、环境等各个领域发展产生深刻影响。中国是石墨资源大国，也是石墨烯研究和应用开发最活跃的国家之一。中英在石墨烯研究领域完全可以实现“强强联合”，相信双方交流合作将推动相关研究和开发进程，令双方受益。

英国中国商会常务副会长林宁说：“石墨烯的意义我们国内还有很多人没有意识到，把它讲成是下一次工业革命的契机都不为过，最低程度讲，它也将引领整个经济领域的材料革命。”目前曼彻斯特大学周边已经聚集了世界各地来的一两千家研发机构，专门从事石墨烯各种应用研究，希望有更多中国企业也参与到这场历史性的探索中。

作为国内唯一一家主营业务定位在石墨烯产业的上市公司，烯碳新材联合总裁范定侒表示，习近平主席在距2014年12月江苏调研石墨烯不到一年的时间，又参观了英国曼城的石墨烯研究所，这对于其他新材料来说，是绝无仅有的。石墨烯是先进材料的代表，习近平主席的表态是对以石墨烯为代表的先进碳材料的高度肯定。烯碳新材明确定位于石墨烯产业化平台，以投资覆盖全产业链，以“互联网+”打造产业服务平台，以上市平台为整合枢纽，打造石墨烯产业联合舰队。

2.《中国制造2025》技术路线图出炉，石墨烯发展路径明确

2015年9月29日，《〈中国制造2025〉重点领域技术路线图（2015版）》由国家制造强国建设战略咨询委员会在京正式发布。10月30日，国家工信部官网正式公布电子版。路线图对石墨烯的发展路径进行了明确梳理，指明了未来发展的方向。

石墨烯材料集多种优异性能于一体，是主导未来高科技竞争的超级材料，广泛应用于电子信息、新能源、航空航天以及柔性电子等领域，可极大推动相关产业的快速发展和升级换代，市场前景巨大，有望催生千亿元规模产业。

石墨烯产业发展的总体目标是：2020年形成百亿产业规模，规模化制备及在储能、印刷电子、航空航天复合材料、海洋工程防腐等应用领域达到国际先进水平；2025整体产业规模突破千亿，电动车锂电池石墨烯基电极材料产业规模达万吨级，海洋工程等石墨烯基防腐涂料产业规模达十万吨级，柔性电子用石墨烯薄膜产业规模达上亿平方米。高质量石墨烯粉体年产达万吨级以上，薄膜年产达上亿平方米，实现8英寸石墨烯芯片批量生产，突破石墨烯在电子信息领域应用的技术瓶颈。

重点的发展领域包括：石墨烯基电极材料在电动车领域应用，石墨烯基防腐材料在海洋工程领域应用，石墨烯薄膜在柔性电子领域应用，石墨烯基散热材料在光电领域应用，以及石墨烯材料的规划化制备技术。

石墨烯基电极材料在电动车领域应用：到2020年，较现有材料，实现充电时间缩短1倍以上，续航里程提高1倍以上；到2025年，产品在电动汽车用锂电池等领域实现规模化应用。

石墨烯基防腐材料在海洋工程领域应用：到2020年，较传统防腐蚀涂料寿命增1倍以上；到2025年，产品在海洋工程等领域实现规模化应用。

石墨烯薄膜在柔性电子领域应用：到2020年，性价比超过ITO，且具有优异柔性；到2025年，产品在柔性电子领域实现规模化应用。

石墨烯基散热材料在光电领域应用：到2020年，较现有产品性能提高2倍以上；到2025年，产品在光电领域得到应用。

石墨烯原材料：到2020年，突破石墨烯规模化制备技术，石墨烯粉体分散技术，石墨烯基电极材料的复合技术；到2025年，实现石墨烯电极在动力电池等领域的规模化应用。

3.纳入“十三五”发展规划，石墨烯产业起航

10月29日，工信部原材料司司长周长益在2015中国国际石墨烯创新大会上透露，包括新材料产业发展“十三五”规划正在编制并即将出台。其中，将把石墨烯打造成新材料产业发展的先导性产业。

石墨烯产业化障碍

政策的大力支持毫无疑问让石墨烯的产学研界欢欣鼓舞，更加坚定了他们推动石墨烯产业发展的信心。现在，许多人都在问，具有优异性能的石墨烯何时能实现产业化应用？何时能大规模走进普通人的生活？

尽管在10月底的石墨烯创新大会上，来自全国各地的50多家中国石墨烯企业对最新石墨烯产品进行展示，涵盖石墨烯材料、装备、应用等产业链各个环节。与去年大会相比，石墨烯的终端产品显著增多，达到总展示产品的半数，并且很多终端产品属首次亮相。深圳烯旺、济南圣泉、济宁利特等知名企业，就石墨烯理疗、保暖产品、服装、LED用高导热石墨烯复合材料、高导电涂料等最新科技成果进行了现场发布。但业内人士都清楚，石墨烯远未实现产业化，还处于发展的早期阶段。

烯碳新材联合总裁范定侒一直在研究产业周期理论，他举例说，倘若人生周期可分为在校学习期、创业就业期、成就贡献期三大阶段，现在的石墨烯产业就处于类似人生中的在校大学期。大学是人生最美好的阶段，承载着人生的梦想和希望，也是各方面能力成长最快的时期，正如目前的石墨烯产业规模渐次积累，技术发展迅速并不断取得突破，应用开发潜力和发展空间巨大，石墨烯诸多前沿产品倍受期许而受到资本市场持续关注与青睐，该阶段也是投资热情最高的时期。

范定侒认为，一个产业周期必然经历技术研发期、产品导入期、市场拓展期、成熟并购期等。2004年石墨烯被发现到2013年属于石墨烯技术的研发期，以科技界获得诺贝尔奖为标志达到顶峰；从2014年开始进入产品导入期，石墨烯在产品中应用概念不断出现，产品导入期有多长时间，有待于观察，有待于全社会各行各界共同的努力。都说2015年是石墨烯元年，我们相信未来3-5年内石墨烯一定会有突破性发展。

作为一个新兴技术和新兴产业，石墨烯必然要遵循技术和产业周期规律，一步步成长壮大起来。当前，制约中国石墨烯产业化进程的因素主要包括三个方面：

一是产学研脱节。中国石墨烯的研发主体为高校和科研机构，研发偏重于基础科学而非实用技术，许多科研论文“束之高阁”，转化不成实际价值；产业化主体则是企业，它更强调市场应用，但中国的石墨烯企业基本是中小企业，受制于人才、资金等条件，研发实力偏弱。高校、科研机构与企业之间缺乏有效合作沟通，企业之间由于利益竞争，在推动石墨烯产业化进程方面形不成合力，这样就导致“各自为战”、“自产自销”现象，潜在市场需求不能充分挖掘。

在石墨烯产业化进程较快的美国和韩国，其研发和产业化主体都以企业为主，各企业的研发部门通过建立联盟实现技术共享，企业既掌握核心技术，又洞悉市场需求，从而可有效推动石墨烯的研发进程、研发成果转化进程和产业化进程。中国虽然也有石墨烯产业技术创新战略联盟，但联盟成员的关系比较松散，在产业化协调推动方面明显不够，所以当前亟需建立连接研发主体和产业化主体的产业转换平台，推动研发成果向产业化应用转化。

二是技术工艺不成熟。真正的石墨烯应该是单层的，可国内没有一家机构和企业实现单层石墨烯量产，已经公布的单层石墨烯产品都处于试制阶段，无法达到稳定性能的规模化生产。国内能够量产的石墨烯项目都是石墨烯粉体，一种不具备石墨烯优良性能的“类石墨烯”，一般只作为添加剂用于功能涂料、复合材料、散热材料、电池等领域。

当前亟需建立连接研发主体和产业化主体的产业转换平台，推动研发成果向产业化应用转化。

中科院重庆研究院制备出的国内首片15英寸单层石墨烯，以及中科院上海微系统所信息功能材料国家重点实验室用化学气相沉积法制备出的锗衬底单层石墨烯等研发成果，都因生产工艺不成熟导致生产成本高昂，也就无法实现低成本和规模化生产。

常州二维碳素科技有限公司2013年投产的年产3万平方米的全球最大规模石墨烯透明导电薄膜生产线，也因未克服生产大尺寸单晶石墨烯薄膜的技术瓶颈，以及高昂的化学气相沉积法的生产成本，导致下游生产商缺乏购买积极性。

10月23日，华为宣布与曼彻斯特大学合作研究石墨烯的应用，该项目合作期初定为两年，研究如何将石墨烯领域的突破性成果应用于消费电子产品和移动通信设备。迄今，还未听说华为与国内科研机构或石墨烯企业开展研发和产业化合作。11月13日，华为中央研究院瓦特实验室在第56届日本电池大会上，展示了其锂离子电池快充研究的最新成果。这种新的电池可以在几分钟内冲进近50%的电量，充电速度是普通手机的10倍。日前有消息指出华为将把石墨烯电池快充技术用于新机，截至目前尚未看到其产业化应用。

三是下游应用市场发展缓慢。目前，还没有一个应用领域可以实现石墨烯的规模化生产。以动力电池用石墨烯为例，宁波墨西科技于2012年建成全球首条年产300吨的石墨烯生产线，并可以实现电动汽车用高容量锂离子电池和高性能磷酸铁锂动力电池的产业化生产。但受我国现有电动车的充电桩等配套服务滞后影响，该产业链尚未打通。

此外，散热器件是石墨烯产业化前景好的应用领域，但由于石墨烯只有几个原子厚，无法用于大型器件的散热，因此下游市场只能被局限在微小器件的散热配件中。现阶段，一个年产量400公斤的石墨烯原料生产商，平均每年只能卖出200公斤，需求主要来自高校和研究机构，且采购量多以克计，不足以支撑石墨烯的产业化发展。目前，石墨烯下游应用企业多以观望为主，少数企业还处于试用中，因为石墨烯产品的性能还不稳定。

工信部原材料司司长周长益说，面对石墨烯生产和应用存在的技术转化能力弱、商业应用领域窄等问题，工信部将以市场开发遇到的问题为导向，以终端产品的需求为牵引，采取一条龙模式，帮助企业构建完善产业链，围绕产业链配置创新链，聚集创新要素，强化上下游协同创新，提升石墨烯产品的综合性能，抓住新材料、高端装备快速发展，制造业由大变强的大好机遇，大力推进首批次的商业化运用。

石墨作为制备石墨烯的重要原材料，全球已探明储量的72%在中国。这使得中国在大规模、低成本石墨烯制备方面已经占有先机。同时，中国石墨烯领域的科技论文数量及专利申请数量也均高居世界首位，远远超过欧美其他国家，是世界上石墨烯研究开发领域最活跃的国家之一。中国是世界第二大经济体和制造业大国，又处于产业转型升级过程中，资源优势+研究活跃+应用市场+金融资本+产业平台，如果再融入石墨烯的发源地英国曼大的前沿技术，将使得中国在石墨烯产业发展中处于领先地位。

科技金融+产业平台模式

在第二十届科学家论坛上，烯碳新材被评为“中国科技创新进步奖”，论坛上总结的烯碳模式是“科技金融+产业平台”的早期石墨烯产业组织创新。

石墨烯产业是百年难得一遇的高科技产业，不能按照传统产业发展轨迹，传统内生式产业一般经历开始的艰难孕育，到井喷式的过度投资，以及中期企业的野蛮生长，再到最后弱肉强食式的组织演化，每个阶段都会经历残酷拼杀的蜕变。石墨烯科技产业虽然处于早期，应当按照创新产业理论组织产业，布局产业生态链。烯碳新材从顶层设计上考虑了这些因素，对产业组织创新开创了理论和实践探索。

传统产业组织者主要是市场发挥配置调节作用，但产业早期市场很不健全，需要有意识的产业组织者发挥作用，石墨烯即处于产业早期。烯碳新材提出以产业生态演化理念创新产业组织理论（Industrial Organization），通过“科技金融+服务平台”的发展模式，构建“石墨烯产业科技金融生态圈”，这就是一种新型的产业创新。

科技金融属于产业金融的范畴，主要是指科技产业与金融产业的融合。经济的发展依靠科技推动，而科技产业的发展需要金融的强力助推。

石墨烯产业目前正处于早期，与所有的高科技产业一样，早期是高风险相伴，融资需求较大，投资周期较长，风险系数较高，诸多矛盾难有较好的解决方式。烯碳新材的“科技金融+产业平台”的模式，即在石墨烯产业发展早期通过金融服务，辅以平台化服务来推动科技成果落地。这不同于几年前盛行的“PE+上市公司”套利模式，更加注重了综合金融服务和产业服务平台。石墨烯是诸多高科技行业的典型代表，石墨烯科技金融理论和实践的创新，具有较强的示范效应，解决了早期科技产业的产融结合问题。

烯碳模式“科技金融+产业平台”，包括石墨烯和先进碳产业投资及孵化平台、上市公司平台、服务平台，到明年基本上初具规模。在覆盖石墨烯产业的同时，通过金融体系、业态、产品和服务的创新优化打造“石墨烯产业科技金融生态圈”。

石墨烯产业是百年难得一遇的高科技产业，不能按照传统产业发展轨迹，传统内生式产业一般经历开始的艰难孕育，到井喷式的过度投资，以及中期企业的野蛮生长，再到最后弱肉强食式的组织演化，每个阶段都会经历残酷拼杀的蜕变。

产业基金方面：2014年8月烯碳新材与常州西太湖管委会共同成立了20亿的产业基金，它不仅是全球第一个石墨烯概念基金更是第一个全周期覆盖的基金。基金包括天使、孵化、VC早期、PE中后期、M&A并购等，从石墨烯产业早期开始给予了全生命周期的金融服务，覆盖整个产业链。推动科技成果从实验室走向市场。

孵化器方面：烯碳新材成立的常州石墨烯科技服务公司立足常州国家石墨烯产业化基地，背靠江南石墨烯研究院，坐拥常州优厚的石墨烯扶持政策，定位为石墨烯专业孵化器、加速器与众创空间，为项目培育提供投资以后各种资金和服务配套。

上市公司方面：开放碳材创业上市平台，通过“分步上市、资产证券化、借壳上市、IPO上市”等多种形式，为石墨烯企业导入资金，达到投融资目标，实现资本证券化。

烯碳新材还打造了石墨烯行业服务平台，通过门户网站、微信公众号、石墨烯杂志等为行业提供线上线下服务。另外，通过主办协办赞助若干次石墨烯产业大会，为行业提供线下交流平台。同时创建“烯望”品牌，旗下《烯望》杂志、烯望系列沙龙已在业内较有影响力，今年在产业服务方面将进一步升级，针对产业初期现状为产业提供信息服务、产业咨询及产品、技术、金融等全方位服务，打造石墨烯产业生态圈。