??石墨烯是人類已知強(qiáng)度最高、韌性最好、質(zhì)量最輕、透光率最高、導(dǎo)電性最佳的材料。

單層的石墨烯是由一層密集的碳六元環(huán)構(gòu)成，它的厚度為0.335 nm左右，是目前為止最薄的二維納米碳材料。

由于其結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性，石墨烯的各類性質(zhì)也非常優(yōu)異。

石墨烯及相關(guān)碳材料微觀結(jié)構(gòu)示意圖

近年來，石墨烯研究在全球受到追捧，我國(guó)石墨烯資源豐富，產(chǎn)業(yè)起步較早，下游生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)有能力參與到全球石墨烯市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，并在石墨烯的研究和生產(chǎn)等方面取得較為領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)，石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域如下圖所示：

石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域

2017年，中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到70億元。石墨烯作為新材料產(chǎn)業(yè)的先導(dǎo)，在帶動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，培育新興產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)點(diǎn)，推動(dòng)大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的作用越來越顯著。本文將從8個(gè)角度“數(shù)”讀中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。

一、企業(yè)數(shù)量

近年來，隨著石墨烯產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，中國(guó)石墨烯企業(yè)不斷增加。據(jù)全球石墨烯產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略研究院（CGIA Research）統(tǒng)計(jì)，2013年，中國(guó)石墨烯企業(yè)為1922家，此后不斷快速增長(zhǎng)，截至2017年底，我國(guó)的石墨烯企業(yè)達(dá)到4871家，具體見圖1。

圖1  2013-2017年中國(guó)石墨烯企業(yè)數(shù)量（單位/家）

從企業(yè)新增數(shù)量來看，2013年新增企業(yè)218家，同比增長(zhǎng)12.8%；2014年增加361家，同比增長(zhǎng)18.8%；2015年新增企業(yè)537家，同比增長(zhǎng)23.5%；2016年新增企業(yè)958家，同比增長(zhǎng)34.0%；2017年新增企業(yè)1093家，同比增長(zhǎng)28.9%，如圖2。

圖2  2013-2017年中國(guó)石墨烯新增企業(yè)數(shù)量（單位/家）

從各產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)石墨烯企業(yè)數(shù)量分布來看，石墨烯應(yīng)用環(huán)節(jié)的企業(yè)數(shù)量最多，占比達(dá)39%；石墨烯研發(fā)、技術(shù)服務(wù)、制備環(huán)節(jié)的企業(yè)數(shù)量分別占到了19%、14%、14%；此外，銷售環(huán)節(jié)的企業(yè)數(shù)量也占到了7%。

圖3 截至2017年中國(guó)石墨烯各產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)企業(yè)數(shù)量占比圖

二、專利情況

石墨烯相關(guān)專利最早出現(xiàn)在上世紀(jì)末，2009年之前，石墨烯相關(guān)專利技術(shù)處于萌芽階段；2010年之后石墨烯相關(guān)專利技術(shù)申請(qǐng)量快速增長(zhǎng)。近年來，因其在電學(xué)、力學(xué)、導(dǎo)熱散熱、光學(xué)、高比表面積等方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，使其在電子信息、生物科技、儲(chǔ)能、節(jié)能環(huán)保、航空航天領(lǐng)域擁有巨大的應(yīng)用潛能，快速成為各國(guó)的研發(fā)熱點(diǎn)，專利申請(qǐng)數(shù)量也出現(xiàn)了井噴式增長(zhǎng)。

據(jù)江南石墨烯研究院統(tǒng)計(jì)，截至2017年12月31日，全球石墨烯公開專利總量為60874件，同比增長(zhǎng)約20%。其中，中國(guó)的專利申請(qǐng)量最高，專利公開量為37249件，全球占比達(dá)61%，位列第一梯隊(duì)。美國(guó)和韓國(guó)的專利申請(qǐng)量次之，公開量分別為8024件（占比13%）和6249件（占比10%），位列第二梯隊(duì)。日本、德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)等專利申請(qǐng)量相對(duì)較少，位列第三梯隊(duì)。

01全球年度專利申請(qǐng)數(shù)量

如圖4所示，近5年來，全球石墨烯年度申請(qǐng)數(shù)量呈快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，2013年申請(qǐng)數(shù)量為3704件，2016年便突破萬件達(dá)到了10231件，2017年更是達(dá)到了13371件，至今熱度不減。

圖4  2013-2017年全球石墨烯專利申請(qǐng)數(shù)量（單位/件）

02中國(guó)專利數(shù)量

在我國(guó)，石墨烯專利的申請(qǐng)始于 2003 年，由我國(guó)本土申請(qǐng)的石墨烯專利始于 2006 年。近5年來，石墨烯成為大熱的研究領(lǐng)域，在我國(guó)申請(qǐng)的石墨烯專利數(shù)量也快速增長(zhǎng)，如圖5所示。其中，我國(guó)本土的石墨烯專利數(shù)量占據(jù)主導(dǎo)地位。

圖5 我國(guó)受理的石墨烯專利年度公開數(shù)量（單位/件）

03專利應(yīng)用

與石墨烯年度申請(qǐng)數(shù)量的情況類似，我國(guó)石墨烯應(yīng)用技術(shù)專利年度數(shù)量也呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，如圖6所示，截至2017年底，石墨烯應(yīng)用技術(shù)專利數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了9107件。

圖6 石墨烯應(yīng)用技術(shù)專利年度數(shù)量（單位/件）

在眾多的專利應(yīng)用領(lǐng)域中，化工（橡膠塑料、纖維、涂料油墨、金屬合金、無機(jī)材料等）占比46.7%；儲(chǔ)能（鋰離子電池、超級(jí)電容器、太陽能、柔性儲(chǔ)能等）占比24.2%；電子器件（顯示屏&面板、傳感器、集成電路、LED&OLED 等）占比18.5%；除此之外，水處理（催化降解、吸附過濾、海水淡化等）、醫(yī)療（藥物載體、DNA 基因檢測(cè)、熒光標(biāo)記等）、檢測(cè)、航空航天等也是石墨烯技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域。

圖7 石墨烯技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域

三、論文數(shù)量

截止2017年底，中國(guó)機(jī)構(gòu)共發(fā)表石墨烯相關(guān)論文6萬余篇，通過中國(guó)機(jī)構(gòu)石墨烯論文發(fā)表數(shù)量年度分布圖可以看出，自2010年石墨烯斬獲諾貝爾獎(jiǎng)，石墨烯相關(guān)研究論文數(shù)量呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)。諾貝爾獎(jiǎng)的獲得，使石墨烯普遍進(jìn)入大眾視野，憑借優(yōu)異的材料性能，石墨烯迅速成為科學(xué)研究界的寵兒。中國(guó)研究學(xué)者緊跟研究潮流，大批研究人員投入到石墨烯領(lǐng)域研究中，從而使石墨烯研究論文數(shù)量激增。

圖8  2013-2017年中國(guó)機(jī)構(gòu)石墨烯論文，發(fā)表數(shù)量統(tǒng)計(jì)圖（單位/篇）

四、相關(guān)政策

從宏觀政策看，我國(guó)石墨烯的發(fā)展得到了國(guó)家和各級(jí)地方政府的大力扶持，尤其是2016年以來，國(guó)家出臺(tái)了大量跟石墨烯相關(guān)的政策支持其發(fā)展。2012年，國(guó)家在《新材料“十二五”規(guī)劃》中首次提出支持石墨烯發(fā)展；國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)已經(jīng)陸續(xù)撥款超過3億元資助石墨烯相關(guān)項(xiàng)目；國(guó)家引導(dǎo)石墨烯產(chǎn)業(yè)成立了中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，聯(lián)盟成員已達(dá)53家，6位聯(lián)盟常務(wù)理事單位分別對(duì)石墨烯技術(shù)路線、標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略、專利布局、國(guó)際合作和產(chǎn)業(yè)促進(jìn)進(jìn)行支持和合理引導(dǎo)。

五、行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)

國(guó)外大多由大型企業(yè)來主導(dǎo)石墨烯產(chǎn)業(yè)，如巴斯夫、三星、陶氏化學(xué)等企業(yè)都已經(jīng)在石墨烯領(lǐng)域進(jìn)行了布局。國(guó)內(nèi)除了眾多A股上市公司介入石墨烯業(yè)務(wù)外，目前我國(guó)石墨烯行業(yè)主要以小型、初創(chuàng)型企業(yè)為主。此外，隨著各地方政府對(duì)于石墨烯產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)，國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成了一些石墨烯產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)域，主要包括常州、無錫、寧波、青島、深圳、成都、德陽等地區(qū)。

我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展在環(huán)境和制度的建立方面已經(jīng)走在世界前列，研發(fā)應(yīng)用的推進(jìn)還在穩(wěn)步繼續(xù)。近兩年石墨烯得到越來越多的關(guān)注，也吸引了很多投資，面對(duì)資本市場(chǎng)的熱捧，石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還是要去粗取精，企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)需要沉下心來搞研發(fā)，按部就班搞生產(chǎn)，待到應(yīng)用技術(shù)成熟之時(shí)就是石墨烯產(chǎn)業(yè)崛起之時(shí)。