導讀： 石墨烯堪比材料領(lǐng)域的互聯(lián)網(wǎng)，與不同材料、技術(shù)結(jié)合起來能夠形成具備特殊性能、滿足特定應(yīng)用的新型“材料”。如同“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展趨勢，“石墨烯+”也有望成為未來材料領(lǐng)域發(fā)展的一大趨勢。
工信部、發(fā)改委和科技部在前期發(fā)布《發(fā)關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》，明確了石墨烯未來先導產(chǎn)業(yè)的地位，“石墨烯+”戰(zhàn)略有望提升中國制造業(yè)在全球的競爭力，石墨烯同下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的結(jié)合將提供豐富的投資機會，因此我們將發(fā)布石墨烯行業(yè)系列研究報告，梳理相關(guān)投資機會。第一篇石墨烯報告主要梳理了石墨烯的技術(shù)專利趨勢和國內(nèi)外相關(guān)政策，而本篇報告主要對石墨烯初期的應(yīng)用領(lǐng)域展開研究，并判斷石墨烯有望在導電添加劑、散熱材料、電容材料等領(lǐng)域率先獲得產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。目前市場普遍認為石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用為時過早，我們則認為石墨烯技術(shù)發(fā)展趨勢明朗，下游應(yīng)用邏輯逐漸清晰，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用將會提速。
石墨烯堪比材料領(lǐng)域的互聯(lián)網(wǎng)，與不同材料、技術(shù)結(jié)合起來能夠形成具備特殊性能、滿足特定應(yīng)用的新型“材料”。如同“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展趨勢，“石墨烯+”也有望成為未來材料領(lǐng)域發(fā)展的一大趨勢。但由于石墨烯研發(fā)歷史不超過10年，現(xiàn)在還處于產(chǎn)業(yè)化初期，規(guī)模化變革還未出現(xiàn)。我們建議要特別關(guān)注石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的技術(shù)路線，結(jié)合國內(nèi)外研發(fā)、應(yīng)用的實際情況做相應(yīng)投資，并重點關(guān)注有望率先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的領(lǐng)域。
石墨烯的發(fā)展可以分為早期、中期和遠景三個的階段，目前早期可預(yù)期的應(yīng)用主要集中于鋰電池添加劑、超級電容電極材料、散熱材料、透明導電膜和金屬基復(fù)合材料等領(lǐng)域。石墨烯產(chǎn)業(yè)早期主要聚焦于學術(shù)研究和制備石墨烯，中期則強調(diào)工業(yè)化大規(guī)模制備石墨烯以及在下游的應(yīng)用，遠期則更加注重石墨烯的多功能、更高效、低成本趨勢。目前，全球石墨烯產(chǎn)業(yè)正處于早期研究向中期應(yīng)用轉(zhuǎn)變的階段。
2016年或成為石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵年，前期石墨烯市場將突破50億。
2014年我國從事石墨烯產(chǎn)業(yè)的企業(yè)已突破千家，石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈市場規(guī)模達到233.3億元，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用已在不斷推進。而根據(jù)我們對導電添加劑（8億）、超級電容器（2億）、電子設(shè)備散熱材料（36億）、透明導電膜以及軍工材料（1億）市場的估算，石墨烯前期市場空間在50億以上，未來導電添加劑市場將突破50億元，透明導電膜和軍工材料市場空間均在百億以上。
隨著三部委頂層設(shè)計文件的推出以及相關(guān)技術(shù)的推進，石墨烯產(chǎn)業(yè)在我國未來發(fā)展中將扮演重要角色。目前石墨烯仍處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初級階段，我們判斷石墨烯將在導電添加劑、散熱材料、透明導電膜等領(lǐng)域率先獲得產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。石墨烯規(guī)模化生產(chǎn)工藝無法滿足下游需求；國內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)配套政策不及預(yù)期；替代材料價格下行，導致新材料性價比下降。
石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域
中科院近期發(fā)布的一份報告指出，石墨烯的研究和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展持續(xù)升溫，從石墨烯專利領(lǐng)域分布來看，其應(yīng)用技術(shù)研究布局熱點包括：石墨烯用作鋰離子電池電極材料、太陽能電池電極材料、薄膜晶體管制備、傳感器、半導體器件、復(fù)合材料制備、透明顯示觸摸屏、透明電極等。主要集中在如下四個領(lǐng)域：
(一)傳感器領(lǐng)域。石墨烯因其獨特的二維結(jié)構(gòu)在傳感器中有廣泛的應(yīng)用，具有體積小、表面積大、靈敏度高、響應(yīng)時間快、電子傳遞快、易于固定蛋白質(zhì)并保持其活性等特點，能提升傳感器的各項性能。主要用于氣體、生物小分子、酶和DNA電化學傳感器的制作。新加坡南洋理工大學開發(fā)出了敏感度是普通傳感器1000倍的石墨烯光傳感器；美國倫斯勒理工學院研制出性能遠超現(xiàn)有商用氣體傳感器的廉價石墨烯海綿傳感器。
(二)儲能和新型顯示領(lǐng)域。石墨烯具有極好的電導性和透光性，作為透明導電電極材料，在觸摸屏、液晶顯示、儲能電池等方面有很好的應(yīng)用。石墨烯被認為是觸摸屏制造中最有潛力替代氧化銦錫的材料，三星、索尼、輝銳、3M、東麗、東芝等龍頭企業(yè)均在此領(lǐng)域作了重點研發(fā)布局。美國德州大學奧斯汀分校研究人員利用KOH對石墨烯進行化學修飾重構(gòu)形成多孔結(jié)構(gòu)，得到的超級電容的儲能密度接近鉛酸電池。密歇根理工大學科學家研發(fā)出一種獨特蜂巢狀結(jié)構(gòu)的三維石墨烯電極，光電轉(zhuǎn)換效率達到7.8%，且價格低廉，有望取代鉑在太陽能電池中的應(yīng)用。東芝公司研發(fā)出石墨烯與銀納米線復(fù)合透明電極，并實現(xiàn)了大面積化。
(三)半導體材料領(lǐng)域。石墨烯被認為是替代硅的理想材料，大量有實力的企業(yè)均開展了石墨烯半導體器件的研發(fā)。韓國成均館大學開發(fā)出了高穩(wěn)定性n型石墨烯半導體，可以長時間暴露在空氣中使用。美國哥倫比亞大學研發(fā)出石墨烯-硅光電混合芯片，在光互連和低功率光子集成電路領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。IBM的研究人員開發(fā)出了石墨烯場效應(yīng)晶體管，其截止頻率可達100GHz，頻率性能遠超相同柵極長度的最先進硅晶體管的截止頻率(40GHz)。
(四)生物醫(yī)學領(lǐng)域。石墨烯及其衍生物在納米藥物運輸系統(tǒng)、生物檢測、生物成像、腫瘤治療等方面的應(yīng)用廣闊。以石墨烯為基層的生物裝置或生物傳感器可以用于細菌分析、DNA和蛋白質(zhì)檢測。如美國賓夕法尼亞大學開發(fā)的石墨烯納米孔設(shè)備可以快速完成DNA測序。石墨烯量子點應(yīng)用于生物成像中，與熒光體相比具有熒光更穩(wěn)定、不會出現(xiàn)光漂白和不易光衰等特點。石墨烯在生物醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用研究雖處于起步階段，但卻是產(chǎn)業(yè)化前景最為廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域之一。（來源： OFweek 半導體照明網(wǎng)）
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