石墨烯，是由單層碳原子經電子軌道雜化后形成的蜂巢狀二維晶體，厚度僅為0.335nm。在2004年被從石墨中剝離而發(fā)現，獲諾貝爾獎。又稱為單層石墨，是碳納米管、富勒烯的同素異形體，優(yōu)異的碳納米材料。

根據中國石墨烯產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟標準，單層石墨烯指由一層碳原子構成的二維碳材料。石墨烯是由不多于10層的單層石墨烯周期性緊密堆積構成。石墨烯材料泛指與石墨烯相關的、不多于10個碳原子層的二維碳材料。

石墨烯的理化特性

由于石墨烯在電、熱、光等諸多領域表現出的卓越性能，被稱為“新材料之王”，科學家甚至預言石墨烯將“徹底改變21世紀”，掀起一場席卷全球的顛覆性新技術新產業(yè)革命。

結合石墨烯的各類優(yōu)異性能及特性，石墨烯將來運用的領域將會十分廣闊，主要集中在能源、環(huán)境、電子、化工等行業(yè)，尤其是在電子行業(yè)的鋰電池材料、超級電容器、OLED、柔性屏、傳感器、芯片等領域，以及化工行業(yè)的涂料、吸附、淡化等領域。

石墨烯研究的全球化熱潮

石墨烯相關研究已有較長時間，相關專利申請在1994年出現。但一直被認為是假設性材料，直到2004年，英國曼徹斯特大學的科學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫成功從實驗中分離出石墨烯，兩人因此分享了2010年諾貝爾物理學獎。隨后，石墨烯激起了全世界的研發(fā)熱潮，專利申請開始持續(xù)大幅度增長，熱度至今不減。

石墨烯研究之風從歐洲刮起，以英國曼徹斯特大學為發(fā)源地迅速吹遍全球。世界范圍內石墨烯的相關研究成果主要集中在以英法德為代表的歐洲、中日韓為代表的東亞和以美國為主的北美洲。從專利數量來看，中美韓三國位居前列，相關石墨烯研發(fā)機構以大學和企業(yè)為主。

隨著石墨烯各方面應用的不斷深入，航空航天、國防、電子信息、能源安全等領域所具有的應用潛力和市場價值，引起了各國科學界和產業(yè)界的高度關注。

為了在石墨烯領域取得主動權，各國政府和產業(yè)界均上馬了大量的石墨烯產業(yè)發(fā)展計劃，并密集投入資金來進行基礎研究和應用探索。

作為石墨烯的發(fā)現地，歐盟的石墨烯起步早且研究系統(tǒng)性強，特別是推行Flagship計劃(未來及新興技術旗艦計劃)后，歐盟的石墨烯系統(tǒng)性研究走上快車道。投資十億歐元的石墨烯旗艦計劃，將石墨稀產業(yè)發(fā)展規(guī)劃為生產、元件、系統(tǒng)三大部分，制定了全面詳細的十年發(fā)展規(guī)劃，強大的研發(fā)積累有望讓歐盟始終位于石墨烯研發(fā)應用的第一梯隊。

中國石墨烯行業(yè)發(fā)展領先世界

石墨烯專利數量全球第一。據中國石墨烯產業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計，截止2016年，在全球主要優(yōu)先權專利申請統(tǒng)計中，中國石墨烯專利占比達58%;在全球前十位石墨烯專利申請機構中，浙江大學、清華大學等五所中國高校入圍。由此可見，中國目前石墨烯的研發(fā)水平已在國際上處于相對領先地位。

政策與資本合力，產業(yè)化位居世界前列。隨著石墨烯產業(yè)化方向逐漸清晰，石墨烯已成為我國未來重點發(fā)展產業(yè)之一。政策的推進速度與覆蓋范圍不斷加大，吸引了大量的產業(yè)資本不斷投入到石墨烯的相關研究與商業(yè)化應用方面。世界范圍內，歐洲偏理論研究，美韓兩國原創(chuàng)應用多，產業(yè)基礎好；中國產業(yè)化規(guī)模最大，產業(yè)集群效應顯著。

《中國制造2025》作為中國政府實施強國戰(zhàn)略的第一個十年行動綱領，為中國制造業(yè)的發(fā)展指明了戰(zhàn)略方向。從國家戰(zhàn)略層面出發(fā)，結合能源安全、生態(tài)文明、國防科技等訴求，為石墨烯在各個細分領域的發(fā)展提出了明確的要求。

石墨烯處于技術成長期，蘊含巨大市場

專利投入快速增長，處于技術成長期。分析一種技術的專利申請數量及專利申請人數量的年度變化趨勢，可以判斷該技術處于生命周期的何種階段。通過觀察全球石墨烯專利數量與發(fā)明人相關性，以及新增發(fā)明人數量，我們可以看到石墨烯相關專利技術正快速成長，正產業(yè)發(fā)展的初期階段，是開展產業(yè)布局的戰(zhàn)略機遇期。

全球石墨烯市場巨大，中國將成最大消費國

目前全球石墨烯年產能已達到百噸級，業(yè)內預計未來五年到十年，石墨烯年產能將達到千噸級。鋰電大數據統(tǒng)計顯示，2015年，全球石墨烯市場規(guī)模約為453萬美元，石墨烯正處于大規(guī)模化前夕，預計到2020年市場規(guī)模可達到3.85億美元，2025年石墨烯規(guī)模將達21.03億美元。

中國石墨烯產業(yè)聯(lián)盟統(tǒng)計顯示，中國石墨烯生產企業(yè)已經從2015年的300多家增長到2016年的400多家，石墨烯產業(yè)規(guī)模從2015年的1630萬美元增長到2016年的3842萬美元，發(fā)展態(tài)勢喜人。

隨著石墨烯量產的解決和石墨烯下游的拓展，產業(yè)聯(lián)盟預計中國2020年石墨烯市場規(guī)模將達到2億美元，占世界市場規(guī)模超過一半，成為全球最大的石墨烯消費國家。

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