2020年,随着石墨烯关键技术的不断突破和下游应用的不断成熟,预计石墨烯产业市场规模将继续扩大,产业发展也将更加理性。

赛迪智库:2020年中国石墨烯产业发展形势展望

2019年,石墨烯相关政策不断完善、下游应用不断拓展,但真正体现石墨烯特性的应用尚不明确,企业分化也日益明显,石墨烯产业整体处于调整发展阶段。2020年,随着石墨烯关键技术的不断突破和下游应用的不断成熟,预计石墨烯产业市场规模将继续扩大,产业发展也将更加理性。

一、对2020年形势的基本判断

(一)市场规模继续扩大

随着利好政策的不断出台,政府和企业的积极推进,我国石墨烯产业呈现出快速发展的态势,据统计,2018年我国石墨烯产业市场规模已经达到100亿元,较2015年的6亿元实现年均增长超过100%,2019年预计将继续延续增长态势,市场规模可能达到120亿元。初步形成了以新能源、涂料、大健康、节能环保、化工新材料、电子信息为主的六大产业化应用领域,其中在新能源领域的市场规模占比超过60%。2019年6月,杭州高烯科技有限公司建成全球首条纺丝级单层氧化石墨烯十吨生产线并试车成功,所产单层氧化石墨烯及其应用产品——多功能石墨烯复合纤维获得国际石墨烯产品认证中心(IGCC)产品认证,标志着我国石墨烯改性纤维材料的产业化步入了一个新阶段,市场规模继续扩大。

预计2020年,随着石墨烯技术的不断突破和下游应用的不断成熟,将进一步促进和推动着石墨烯的应用发展及市场规模扩大,尤其在较为成熟的新能源、散热材料等领域。据预测,石墨烯散热材料在电子产品中的市场规模将会以30~40%的年复增长率迅速增长,到2020年市场规模将达到23.8亿元,未来受益于5G智能终端持续升级的驱动,散热材料市场有望保持高涨。

(二)协作效应进一步凸显

石墨烯作为技术密集型、资金密集型、人才密集型产业,需要研究机构、企业、投资机构等的密切合作,随着石墨烯产业发展的不断成熟,2019年石墨烯领域的协作效应初现端倪。一是各地纷纷成立石墨烯制造业创新中心,目前已经成立了包括北京、浙江、广东等在内的约8家省级石墨烯制造业创新中心,均是由企业、科研院所和高等院校等各类创新主体自主结合,积极开展协同创新。二是各单位间的专利合作不断加强,如清华大学有29%的专利是与其他企业合作申请的,合作的企业不仅有国家电网等大型国企,也包括宁波墨西、杭州高烯等中小型企业。三是上下游企业协作不断加强,2019年9月18日,工业和信息化部发布《关于组织开展2019年度工业强基工程重点产品、工艺“一条龙”应用计划工作的通知》,首次提出石墨烯“一条龙”应用计划申报指南,引导生产、应用企业和终端用户行业加强联合。

预计2020年,随着国家级石墨烯制造业创新中心筹备工作的顺利进展,省级创新中心和国家级创新中心共同发力,以及工信部“一条龙”应用计划工作的不断开展,全国范围内的石墨烯研究机构、企业、投资机构、产业联盟等的合作将更加紧密,石墨烯上下游企业间的合作也会更加深入,产业协作效应将进一步得到凸显。

(三)企业分化不断加剧

近年来,很多企业、机构纷纷涉足石墨烯,但主要以初创期的中小微企业为主,尚未形成自我造血功能。截止2019年4月,在工商部门注册,涉及石墨烯相关业务的企业及单位数量达到10474家,但实际开展业务的仅3000多家。受制于技术、资金、人才、市场等各种因素制约,2015年开始石墨烯相关企业死亡率上涨,2018年石墨烯相关企业死亡率接近3.03%,死亡企业中有一半以上存活时间不足2年。可以说,随着石墨烯产业发展日渐明晰,不具有核心竞争力的企业逐渐被淘汰,真正拥有实力的企业情况开始好转,企业分化不断加剧。

预计2020年,随着人们对石墨烯认识的更加理性,不具备竞争力的产品和企业将更加没有立足之地,石墨烯作为技术含量极高的前沿新材料,并不适合大炼钢式的“群众运动”,只有拥有核心竞争力的企业方能生存。

(四)产业发展更加理性

随着石墨烯市场的不断调整,2019年企业、研究机构和投资机构对石墨烯的认知不断深刻,投资开始趋于理性。部分企业已经开始调整产品结构,缩减利润低的业务和方向,不断升级、优化产品系列。如第六元素缩减了石墨烯触摸传感器业务,剥离了石墨烯加热膜业务,聚焦主业石墨烯粉体;二维碳素转向温控产品。一些蹭热点的企业退出石墨烯行业。部分研究机构也开始逐步退出石墨烯领域,石墨烯研究机构的数量开始减少。投资并购金额明显降低,2018年石墨烯领域的投资并购金额较2017年下降了64%,2019的投资并购金额有望继续降低。

预计2020年,石墨烯的应用价值和产业进展将备受关注,而非简单的概念炒作,只有那些真正具有核心技术、聚焦优质材料开发、产品得到认可的企业才会得到资本市场的青睐,市场发展更加理性。

二、需要关注的几个问题

(一)关键技术仍有待突破

经过多年的自主研发,石墨烯的规模化生产技术、工艺装备和产品质量均取得重大突破,但仍有很多关键技术有待解决。一方面石墨烯材料低成本、绿色制备和提纯技术尚不成熟,目前国内众多单位和公司聚焦的制备石墨烯粉体的方法绝大部分仍然为氧化还原法,该方法需要大量强酸和强氧化剂物质的参与,或造成严重的污染问题,对设备要求也较高,纯化过程复杂,生产的石墨烯粉体含有大量缺陷。石墨烯薄膜的规模化制备也尚不成熟,市面上的石墨烯薄膜产品良莠不齐,各项性能指标远不及实验室水平。此外,石墨烯下游应用的许多基础科学机理研究还不够透彻,实际应用时间尚短,缺少性能全面考核和实际应用的评估数据。

(二)缺乏龙头企业带动

目前,国内从事石墨烯生产和应用开发的企业多为小微企业,很多上市公司只是通过参股或控股参与石墨烯产业,并未作为主营业务有实质性投入。小企业虽然经营灵活,但综合实力弱,大部分都没有自己的研发团队,只能采取合作或委托研发的模式,关注的也是一些投入小、产出快的领域,比如电加热、大健康、复合材料等。反观发达国家,涉足石墨烯的都是三星、IBM、英特尔、巴斯夫等行业巨头,研发投入巨大,关注的都是相对来讲比较高端、前沿的领域,如可穿戴技术、半导体、生物医药等,这也是造成国内外石墨烯产业发展差异巨大的原因之一。

(三)同质化竞争严重

从产业园发展模式和目前的产品种类看,我国石墨烯产业同质化竞争均较为严重。目前我国大部分省市都在积极发展石墨烯产业,据不完全统计,截至2018年6月,我国各地成立了40余家石墨烯产业园/创新中心/生产基地,掀起了轰轰烈烈的“造烯运动”,但是其中大部分项目都未经过严密的科学论证,技术水平层次不齐,不能和当地原有产业充分结合,造成了极大的资源浪费。从应用现状来看,石墨烯虽然基本实现了初步应用,并在部分领域实现产业化,但大多数的产品仍然属于利用石墨烯与原有材料结合提升产品性能。受制于技术、市场等因素,近8成下游产品集中在石墨烯加热器、石墨烯理疗产品、石墨烯可穿戴产品、石墨烯涂料、石墨烯导电添加剂等领域,技术门槛相对较低,产品附加值偏低,再加上石墨烯制备成本相比传统材料仍然偏高,目前的应用产品并不具备太强的市场竞争力。

(四)产业生态体系尚不成熟

国内石墨烯全产业链已初见雏形,覆盖了从原料、制备、产品开发和下游应用的全环节。但整体看来生态体系仍然较为脆弱。石墨烯产业属于技术密集型产业,我国目前针对石墨烯的“企业+研发机构+孵化器/创新中心”的发展模式尚在摸索起步阶段,合作方式有技术入股、合资设厂、委托合作、研发代工等,研发大多以材料性能为导向,上下游对接不足,很多应用的研发在一定程度上难以满足市场需求,且由于行业整体处于亏损,发展模式均有待接受市场检验。此外,从各地成立的省级创新中心来看,也均未找到合适的盈利模式,难以依靠市场的手段维持自身运营。

三、应采取的对策建议

(一)发挥市场政府两方面作用,强化政策针对性

一是把那些技术含量不高的产品、技术交给市场检验,政府通过加强标准制定、检验检测等手段规范市场环境,维护公平竞争,并筛选好的产品开展产业示范。二是将石墨烯重点研究方向与制造业强国战略相统一,围绕新一代信息技术、航空航天装备、节能与新能源汽车、生物医药等重点领域发展需求,聚焦重点,从国家层面进行前沿性和战略性方向、核心技术、专利和产品的布局。三是尽快研究制定石墨烯技术成熟度路线图,对技术进行成熟度评价和重点企业技术成熟度、经营状况、产品销售等进行评估,科学评判其产业化阶段性和发展前景,避免盲目乐观,过度炒作。

(二)加强高端应用攻关,推动规模化绿色化制备技术突破

一是加强企业与高校、科研机构的紧密合作,搭建产业创新平台,形成以企业为主体、产学研结合的技术创新体系,完善重点产品产业链,刺激市场需求,加快产业化进程。二是继续整合各类创新资源,制定技术创新目录和技术突破路线图,鼓励开展石墨烯高端应用研究和创新应用研究,组织优势力量开展重大项目和重点应用的技术攻关,对材料制备技术、清洁生产技术、下游高端应用等关键技术加强攻关,加快关键技术成果的转化。三是继续探索石墨烯材料的变革性技术,积极关注国外大企业动向,寻找杀手锏级的高端应用领域、方向和产品。

(三)加快传统应用推广,培育军民融合市场

一是聚集石墨烯在防腐涂料、热管理材料、润滑油、复合材料等传统产业升级方面的推动作用,选择基本实现量产、技术较为成熟、下游用户认可度高的石墨烯应用产品开展应用示范,培植一批先导用户,加快下游市场的培养。二是借助军用品性能要求高、成本敏感度低的特点,推动石墨烯产业在军用品上的应用,短期内可支持石墨烯电池、传感器、复合材料等相对成熟的产业,中长期看,可选择支持石墨烯集成电路、晶体管、信息存储、超级电容等研发周期长、投入大、应用前景广的产业,以军民融合推动石墨烯高端应用。

(四)注重国家石墨烯创新中心建设

一是在筹备国家石墨烯创新中心时要充分体现国家意志,在核心定位方面充分体现国家的战略需求,加强对行业关键技术的前瞻性布局,如加强高端石墨烯材料制备技术的攻关,对一些石墨烯高价值应用(如光电器件、半导体、集成电路等)的核心技术和关键装备开展前瞻性布局。二是注重下游应用企业尤其是大型企业的参与,建议对下游应用领域企业的占比及业内排名提出明确要求。引导现有省级创新中心加强对下游应用企业(尤其是龙头企业)的资源集聚,充分发挥应用企业的市场优势,以市场需求为导向,加快推动石墨烯的大规模应用。

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