導(dǎo)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(lái)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(shì)，“石墨烯+”也有望成為未來(lái)材料領(lǐng)域發(fā)展的一大趨勢(shì)。
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(jiàn)》，明確了石墨烯未來(lái)先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的地位，“石墨烯+”戰(zhàn)略有望提升中國(guó)制造業(yè)在全球的競(jìng)爭(zhēng)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(jī)會(huì)，因此我們將發(fā)布石墨烯行業(yè)系列研究報(bào)告，梳理相關(guān)投資機(jī)會(huì)。第一篇石墨烯報(bào)告主要梳理了石墨烯的技術(shù)專利趨勢(shì)和國(guó)內(nèi)外相關(guān)政策，而本篇報(bào)告主要對(duì)石墨烯初期的應(yīng)用領(lǐng)域展開(kāi)研究，并判斷石墨烯有望在導(dǎo)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(chǎng)普遍認(rèn)為石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用為時(shí)過(guò)早，我們則認(rèn)為石墨烯技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)明朗，下游應(yīng)用邏輯逐漸清晰，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用將會(huì)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(lái)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(shì)，“石墨烯+”也有望成為未來(lái)材料領(lǐng)域發(fā)展的一大趨勢(shì)。但由于石墨烯研發(fā)歷史不超過(guò)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(guó)內(nèi)外研發(fā)、應(yīng)用的實(shí)際情況做相應(yīng)投資，并重點(diǎn)關(guān)注有望率先實(shí)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(yuǎn)景三個(gè)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(jí)電容電極材料、散熱材料、透明導(dǎo)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(xué)術(shù)研究和制備石墨烯，中期則強(qiáng)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(yuǎn)期則更加注重石墨烯的多功能、更高效、低成本趨勢(shì)。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(chǎng)將突破50億。
2014年我國(guó)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?zhǔn)袌?chǎng)規(guī)模達(dá)到233.3億元，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用已在不斷推進(jìn)。而根據(jù)我們對(duì)導(dǎo)電添加劑（8億）、超級(jí)電容器（2億）、電子設(shè)備散熱材料（36億）、透明導(dǎo)電膜以及軍工材料（1億）市場(chǎng)的估算，石墨烯前期市場(chǎng)空間在50億以上，未來(lái)導(dǎo)電添加劑市場(chǎng)將突破50億元，透明導(dǎo)電膜和軍工材料市場(chǎng)空間均在百億以上。
隨著三部委頂層設(shè)計(jì)文件的推出以及相關(guān)技術(shù)的推進(jìn)，石墨烯產(chǎn)業(yè)在我國(guó)未來(lái)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(jí)階段，我們判斷石墨烯將在導(dǎo)電添加劑、散熱材料、透明導(dǎo)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(wú)法滿足下游需求；國(guó)內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)配套政策不及預(yù)期；替代材料價(jià)格下行，導(dǎo)致新材料性價(jià)比下降。
石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域
中科院近期發(fā)布的一份報(bào)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(lái)看，其應(yīng)用技術(shù)研究布局熱點(diǎn)包括：石墨烯用作鋰離子電池電極材料、太陽(yáng)能電池電極材料、薄膜晶體管制備、傳感器、半導(dǎo)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(gè)領(lǐng)域：
(一)傳感器領(lǐng)域。石墨烯因其獨(dú)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(shí)間快、電子傳遞快、易于固定蛋白質(zhì)并保持其活性等特點(diǎn)，能提升傳感器的各項(xiàng)性能。主要用于氣體、生物小分子、酶和DNA電化學(xué)傳感器的制作。新加坡南洋理工大學(xué)開(kāi)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(guó)倫斯勒理工學(xué)院研制出性能遠(yuǎn)超現(xiàn)有商用氣體傳感器的廉價(jià)石墨烯海綿傳感器。
(二)儲(chǔ)能和新型顯示領(lǐng)域。石墨烯具有極好的電導(dǎo)性和透光性，作為透明導(dǎo)電電極材料，在觸摸屏、液晶顯示、儲(chǔ)能電池等方面有很好的應(yīng)用。石墨烯被認(rèn)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(diǎn)研發(fā)布局。美國(guó)德州大學(xué)奧斯汀分校研究人員利用KOH對(duì)石墨烯進(jìn)行化學(xué)修飾重構(gòu)形成多孔結(jié)構(gòu)，得到的超級(jí)電容的儲(chǔ)能密度接近鉛酸電池。密歇根理工大學(xué)科學(xué)家研發(fā)出一種獨(dú)特蜂巢狀結(jié)構(gòu)的三維石墨烯電極，光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到7.8%，且價(jià)格低廉，有望取代鉑在太陽(yáng)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(shí)現(xiàn)了大面積化。
(三)半導(dǎo)體材料領(lǐng)域。石墨烯被認(rèn)為是替代硅的理想材料，大量有實(shí)力的企業(yè)均開(kāi)展了石墨烯半導(dǎo)體器件的研發(fā)。韓國(guó)成均館大學(xué)開(kāi)發(fā)出了高穩(wěn)定性n型石墨烯半導(dǎo)體，可以長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中使用。美國(guó)哥倫比亞大學(xué)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(kāi)發(fā)出了石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其截止頻率可達(dá)100GHz，頻率性能遠(yuǎn)超相同柵極長(zhǎng)度的最先進(jìn)硅晶體管的截止頻率(40GHz)。
(四)生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。石墨烯及其衍生物在納米藥物運(yùn)輸系統(tǒng)、生物檢測(cè)、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(xì)菌分析、DNA和蛋白質(zhì)檢測(cè)。如美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)開(kāi)發(fā)的石墨烯納米孔設(shè)備可以快速完成DNA測(cè)序。石墨烯量子點(diǎn)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(huì)出現(xiàn)光漂白和不易光衰等特點(diǎn)。石墨烯在生物醫(yī)學(xué)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(lái)源： OFweek 半導(dǎo)體照明網(wǎng)）
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