鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1117次 | 2018年09月14日
中國石墨烯產(chǎn)業(yè)之困
被譽(yù)為“萬能材料”的石墨烯,在電子、航天特種、新能源、新材料等領(lǐng)域有著潛在的巨大應(yīng)用空間,近年頗受學(xué)界、政府、資本的重視與追捧。
2004年,石墨烯首次從石墨中分離得到。十年來,發(fā)達(dá)國家對于石墨烯研究的支持力度不斷增強(qiáng)。據(jù)科技部消息,近期,英國將投資6000萬英鎊成立石墨烯工程創(chuàng)新中心(GEIC)。而在此之前,英國已投資6100萬英鎊創(chuàng)建國家石墨烯研究院。
中國對石墨烯技術(shù)的投入也不菲。2007-2012年,中國國家自然科學(xué)基金委員會對石墨烯項(xiàng)目累計(jì)資助經(jīng)費(fèi)達(dá)到3.30億元,科技部和中國科學(xué)院對石墨烯的累計(jì)資助經(jīng)費(fèi)分別達(dá)到了5915萬元和4605萬元。
地方政府對石墨烯產(chǎn)業(yè)的興趣也日漸升溫,寧波、常州、無錫、青島、重慶等地紛紛設(shè)立石墨烯產(chǎn)業(yè)園區(qū)。寧波市政府設(shè)立3年共9000萬元財(cái)政資金,支持石墨烯產(chǎn)業(yè)初期發(fā)展。
石墨烯問世已十年,梳理當(dāng)前國內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)前景及產(chǎn)業(yè)化過程存在的問題,21世紀(jì)宏觀研究院認(rèn)為,其產(chǎn)業(yè)化之路仍停留在導(dǎo)入階段,未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),主要難點(diǎn)在于制備技術(shù)局限、應(yīng)用領(lǐng)域需求未開。
前景:顛覆硅時(shí)代?
石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料,是世界上已知最薄、最堅(jiān)硬的納米材料,加上出眾的韌性、導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性,石墨烯在復(fù)合材料、觸摸屏、電子器件、儲能電池、顯示器、傳感器、半導(dǎo)體、航天、特種、生物醫(yī)藥等多個(gè)領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間。就現(xiàn)狀來看,最有望在觸摸屏、柔性電子器件等領(lǐng)域取得突破。
由于石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,一旦實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,下游應(yīng)用領(lǐng)域已有的產(chǎn)業(yè)規(guī)?;A(chǔ)將帶動(dòng)石墨烯產(chǎn)業(yè)快速增長,全面開花。據(jù)2012年GrapheneLive會議預(yù)測:到2018年全球石墨烯規(guī)模約329億美元,其中能源存儲領(lǐng)域約122億美元,柔性透明電極、柔性導(dǎo)線打印領(lǐng)域約83億美元,散熱管領(lǐng)域約64億美元,太陽能薄膜領(lǐng)域約46億美元,生物醫(yī)藥、催化劑領(lǐng)域約14億美元。算上全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌鲆?guī)模,未來石墨烯有望達(dá)到萬億級產(chǎn)能規(guī)模。
華為創(chuàng)始人任正非在接受媒體采訪時(shí)曾聲稱,這個(gè)時(shí)代將來最大的顛覆,是石墨烯時(shí)代顛覆硅時(shí)代。
石墨烯有望打破半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)流傳的摩爾定律,即芯片的集成度每18個(gè)月至2年提高一倍,即加工線寬縮小一半。目前通用材料硅的加工極限一般為10納米線寬,而石墨烯尺寸更小,且導(dǎo)電性能更好,電子遷移率更高。由于集成電路的技術(shù)水平和發(fā)展規(guī)模已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)業(yè)競爭力和綜合國力的重要標(biāo)志之一,發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)在國家戰(zhàn)略層面的意義重大。
目前在石墨烯研究領(lǐng)域,新興經(jīng)濟(jì)體與發(fā)達(dá)國家同處起跑階段。從專利申請數(shù)量來看,中國還具有相當(dāng)?shù)目萍紕?chuàng)新優(yōu)勢。一旦抓住機(jī)遇,我國有望在石墨烯的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程方面領(lǐng)先他國,甚至主導(dǎo)這場技術(shù)革命,有利于我國從制造大國轉(zhuǎn)型制造強(qiáng)國。中國知識產(chǎn)權(quán)網(wǎng)(CNIPR)數(shù)據(jù)顯示,截至2014年7月,中國有關(guān)石墨烯專利申請數(shù)量為5442,處于世界首位,是第2名美國申請數(shù)量(2196)的近2.5倍。
現(xiàn)狀:產(chǎn)業(yè)化“攻堅(jiān)”緩慢
目前石墨烯制備還無法實(shí)現(xiàn)達(dá)到產(chǎn)業(yè)化要求的大規(guī)模量產(chǎn)。制備方法的局限導(dǎo)致石墨烯層數(shù)增加、內(nèi)部缺陷的累積,石墨烯的各種優(yōu)異性能將無法體現(xiàn),因而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、大規(guī)模的石墨烯生產(chǎn)是石墨烯產(chǎn)業(yè)化的基石。
當(dāng)前石墨烯制備有四種主流方法:微機(jī)械剝離法、外延生長法、化學(xué)氣相沉淀CVD法和氧化石墨還原法。其中CVD法被認(rèn)為是產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)石墨烯薄膜最具潛力的方法。該方法的生產(chǎn)原料為廣泛存在的碳?xì)浠衔铮淄?、乙醇等)。三星已運(yùn)用CVD法成功獲得對角長度為30英寸的單層石墨烯。
不過,目前CVD法制備出的石墨烯厚度難以控制,良品率無法保證。此外,CVD法雖然原料廉價(jià),但設(shè)備價(jià)格高昂(價(jià)格在30-100多萬美元/臺之間),對于一個(gè)尚在產(chǎn)業(yè)化初期的領(lǐng)域來說是一大筆成本。
21世紀(jì)宏觀研究院認(rèn)為,石墨烯的“產(chǎn)業(yè)化困境”在于,一方面,因?yàn)槭苤朴谥苽溥^程中的高成本和低質(zhì)量,石墨烯目前未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn);另一方面,產(chǎn)業(yè)鏈下游的應(yīng)用領(lǐng)域還未實(shí)現(xiàn)突破,尚未產(chǎn)生規(guī)?;枨?。
當(dāng)前我國石墨烯產(chǎn)品主要在科研單位及企業(yè)研發(fā)部門中“自產(chǎn)自銷”??蒲袉挝慌c企業(yè)對接不暢,研發(fā)機(jī)構(gòu)與下游企業(yè)缺乏溝通,石墨烯研發(fā)重基礎(chǔ)科學(xué)而輕實(shí)用技術(shù),導(dǎo)致石墨烯的應(yīng)用領(lǐng)域市場需求未開,沒有一個(gè)領(lǐng)域可以實(shí)現(xiàn)石墨烯的規(guī)?;瘧?yīng)用。
石墨烯產(chǎn)業(yè)化“破局”之路
按照硅材料產(chǎn)業(yè)的成熟周期為20年來推斷,石墨烯產(chǎn)業(yè)化成熟大約還要5-10年,接下來10年如何“破局”格外關(guān)鍵。
政策利好對于產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程無疑將是“強(qiáng)心劑”,而其重點(diǎn)應(yīng)在于政策引導(dǎo)與財(cái)稅支持。工信部發(fā)布的《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”重點(diǎn)產(chǎn)品目錄》收錄了400種重點(diǎn)產(chǎn)品,但沒有石墨烯。不過,石墨烯材料仍有望加入“十三五”新材料的規(guī)劃之中。除了政策指引,政府可以通過成立產(chǎn)業(yè)基金、財(cái)稅支持等方式激發(fā)企業(yè)和市場的積極性,撬動(dòng)更多社會資本投資石墨烯產(chǎn)業(yè)。
同時(shí),也需要警惕資本市場非理性繁榮,加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)規(guī)范引導(dǎo)。石墨烯日益成為資本市場中炙手可熱的概念,但目前十余家石墨烯概念股上市公司中主營業(yè)務(wù)為石墨烯的可謂寥寥無幾?!笆┓垠w”更是常常被拿來與石墨烯相提并論。事實(shí)上,石墨烯粉體是從膨脹石墨、氧化石墨的技術(shù)路線發(fā)展而來,是石墨微片的升級產(chǎn)品,層數(shù)大于10層碳原子層。
而根據(jù)由中國石墨烯標(biāo)準(zhǔn)化委員會發(fā)布,于2014年起實(shí)施的中國石墨烯第1號標(biāo)準(zhǔn)“石墨烯材料的名詞術(shù)語與定義”,石墨烯材料泛指與石墨烯相關(guān)的、不多于10個(gè)碳原子層的二維碳材料。
產(chǎn)業(yè)鏈上游企業(yè)的魚目混珠不但容易引發(fā)資本市場的虛假繁榮,還將削弱應(yīng)用企業(yè)對于國產(chǎn)石墨烯質(zhì)量的信任。這方面亟需政府與行業(yè)協(xié)會加強(qiáng)發(fā)揮行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和正向引導(dǎo)。
21世紀(jì)宏觀研究院認(rèn)為,處在商業(yè)化臨界點(diǎn)的石墨烯產(chǎn)業(yè),應(yīng)當(dāng)充分整合產(chǎn)業(yè)鏈上下游資源,重視研發(fā)成果的技術(shù)轉(zhuǎn)移,研發(fā)應(yīng)與市場需求匹配。由于石墨烯有望最早在觸摸屏等應(yīng)用領(lǐng)域取得突破,一旦成功對接石墨烯研發(fā)和移動(dòng)終端應(yīng)用企業(yè),石墨烯有望迎來巨大市場需求缺口。
“一分鐘充電”、“彎曲觸摸屏”等概念讓人對石墨烯的應(yīng)用前景充滿信心。在產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中,應(yīng)加強(qiáng)應(yīng)用企業(yè)與研發(fā)機(jī)構(gòu)的互動(dòng),推動(dòng)商業(yè)化。通過政府與行業(yè)協(xié)會的引導(dǎo),鼓勵(lì)下游應(yīng)用企業(yè)持股石墨烯研發(fā)企業(yè),真正用需求拉動(dòng)供給。同時(shí),加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研一體化,鼓勵(lì)研發(fā)機(jī)構(gòu)與應(yīng)用企業(yè)共同探索技術(shù)轉(zhuǎn)移問題,縮短技術(shù)轉(zhuǎn)移周期。
鋰電業(yè)大佬解讀:波士頓電池死杠特斯拉
單位職務(wù):
波士頓電池董事會主席、金沙江基金創(chuàng)始人
公司簡介:
波士頓電池公司2005年成立于美國波士頓,源自麻省理工的原創(chuàng)技術(shù),是全球領(lǐng)先的電池提供商,也是目前中國最大的三元體系鋰離子動(dòng)力電池生產(chǎn)廠家。
作為最先落地中國的全球電池技術(shù)領(lǐng)先者,波士頓電池運(yùn)營總部設(shè)在北京。公司擁有行業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富的管理團(tuán)隊(duì),擁有波士頓電池美國研發(fā)中心,該中心由資深的鋰電池科學(xué)家團(tuán)隊(duì)、BMS產(chǎn)品研發(fā)、試驗(yàn)專家和工程師團(tuán)隊(duì)組成,具備世界一流電池研發(fā)材料實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備,從而保障了核心技術(shù)的領(lǐng)先優(yōu)勢。
北京波士頓電池技術(shù)有限公司作為落地中國的當(dāng)?shù)鼗邪l(fā)團(tuán)隊(duì),涵蓋了國際汽車工程和電池資深人才。該研發(fā)中心專門從事最先進(jìn)的電芯,BMS以及電池包的設(shè)計(jì)開發(fā)和技術(shù)支持工作。
因其獨(dú)有的混合三元體系材料,優(yōu)選的稀土配方和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等核心技術(shù),波士頓電池產(chǎn)品具有高能量密度(207Wh/Kg,490Wh/L)、長循環(huán)壽命、快速充電能力、寬泛的工作溫度(-40℃到70℃)和極高的多重安全性能等綜合優(yōu)勢。波士頓電池憑借有力的本地化服務(wù)保障,已分別與北汽新能源、北汽福田、臺灣裕隆、東風(fēng)汽車、蘇州金龍、安凱集團(tuán)、杭州電網(wǎng)、深圳五洲龍等開展合作,為近20款電動(dòng)汽車提供動(dòng)力電池整體解決方案。
波士頓電池?fù)碛袕?qiáng)有力的投資人后盾。世界頂級的投資公司金沙江創(chuàng)投攜手FoundationAssetManagement(FAM)及OakInvestmentPartners為波士頓電池注入資金。截止目前,波士頓電池已擁有150多項(xiàng)全球?qū)@?,并向美國與中國的研發(fā)中心不斷加大投入,為新能源領(lǐng)域陸續(xù)研發(fā)出了具備卓越性能的電池產(chǎn)品,正在為中國和世界新能源市場提供整體解決方案服務(wù)。
人物簡介:
伍伸俊是金沙江基金的創(chuàng)始人,負(fù)責(zé)金沙江基金中國管理公司并專注于半導(dǎo)體,新材料和無線互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)公司的投資。目前擔(dān)任晶能光電(LatticePower)、晶寶利微電子(PowerLayerMicrosystems)、深圳國微(SMiT)的董事會董事、波士頓電池董事會主席。創(chuàng)立金沙江基金以前,伍伸俊是亞洲無線科技創(chuàng)始人。他曾在北電網(wǎng)絡(luò)擔(dān)任高層管理職務(wù),包括牽頭投資成立上海先進(jìn)半導(dǎo)體和廣東北電通訊設(shè)備有限公司,并曾擔(dān)任廣東北電和上海北電半導(dǎo)體的總經(jīng)理。
伍伸俊在中國長大,并在加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)獲得工程物理學(xué)士學(xué)位。他曾是加州大學(xué)伯克萊分校的訪問學(xué)者和麻省理工大學(xué)的斯隆學(xué)者(SloanFellow),并擔(dān)任MIT斯隆學(xué)院SloanFellows’BoardofGovernors。
獲獎(jiǎng)理由:
總部位于美國馬薩諸塞州的鋰電池制造商波士頓電池今年6月完成一筆額度約為2.5億美元新一輪融資,以更好地與艾倫·馬斯克領(lǐng)導(dǎo)的特斯拉之電池系統(tǒng)展開競爭。波士頓電池成立于2005年,源自麻省理工原創(chuàng)技術(shù),目前其大部分業(yè)務(wù)已轉(zhuǎn)至中國市場。目前,波士頓電池?fù)碛?50多項(xiàng)全球?qū)@?,已分別與北汽新能源、北汽福田、臺灣裕隆、東風(fēng)汽車、蘇州金龍、安凱集團(tuán)、杭州電網(wǎng)、深圳五洲龍等開展合作,為近20款電動(dòng)汽車提供動(dòng)力電池整體解決方案。
頒獎(jiǎng)詞:
伍伸俊,一個(gè)指點(diǎn)江山激揚(yáng)文字的人,一個(gè)嗅覺敏銳富有激情的人,一個(gè)洞察全球敢于出手的人。作為世界知名的創(chuàng)投公司金沙江創(chuàng)投的發(fā)起人之一,他在投資界寫下了輝煌的戰(zhàn)績。得電池者得新能源車產(chǎn)業(yè)鏈天下。而今,他把目標(biāo)對準(zhǔn)了熱得燙手的鋰電池行業(yè),也是巧妙布局,攻城略地。先是出手臺灣立凱,投資了臺灣這家最大的磷酸鐵鋰材料供應(yīng)商。而今,他又投資帶領(lǐng)美國波士頓電池,完成了在鋰電池行業(yè)的布局。
伍伸俊認(rèn)為,三元材料肯定是趨勢,高端的、三元體系的動(dòng)力鋰電池,將會呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面;以前大家比較關(guān)心磷酸鐵鋰(LFP),但因該材料存在局限性,未來可能會逐步的減少,現(xiàn)在以特斯拉汽車為代表的電動(dòng)汽車,在采用該材料,技術(shù)方面已逐步趨于成熟。
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