中国粉体网讯 一个产业的兴起必然要经历六个阶段：第一阶段为技术概念期；第二阶段为产品导入期；第三个阶段为市场扩张期；第四阶段为竞争并购期；第五阶段为成熟调整期；第六阶段为产业衰退期。
目前，石墨烯产业尚处于技术概念期，要真正进入产品导入期和市场扩张期，还有相当长的一段时间。但无论是学术界、产业界还是金融界对石墨烯产业都抱着乐观态度，现从制备技术、应用技术、供求趋势、区域发展以及各国家地区技术路线方面对石墨烯产业化发展进行分析及预测，以方便了解当前石墨烯行业的发展概况。
一、制备技术发展趋势
目前，石墨烯的晶体质量与尺寸影响了其在许多领域的应用，根据特定的应用领域如何制备出高质量的石墨烯仍是研究的热点。
石墨烯粉体材料制备都是从天然石墨出发，直接以石墨或膨胀石墨作为原料，主要的技术路线可以分为插层剥离法和氧化还原法两大类。
由插层剥离方法获得的石墨烯晶格缺陷和表面缺陷较少、导电和导热性能优异，但存在生产成本高以及针对特定应用场合的表面化学改性技术较为缺乏等问题。氧化还原法是目前公认的最具有规模化生产前景的途径之一，但制备的石墨烯缺陷相对较多、制备步骤也较繁琐，技术还需要改进。
针对这一问题，毋伟教授带领研究团队在以液相剥离法制备石墨烯的基础上，创新性地提出用石墨衍生物作为分散剂，采用高速水相剪切法来解决该过程效率低及规模制备难以放大等问题，建成了年产一吨的中试生产线，所得产品理化性能良好。
经中试验证，可高效率、低成本、无污染地生产高纯度石墨烯。经检测，利用该技术生产的石墨烯产品质量优质，平均层数7层以下，片的尺寸大于3微米。
石墨烯薄膜制备的主要方法是化学气相沉积(CVD) 法。CVD法制备石墨烯主要是利用气态碳源在高温下分解后在基体表面上的催化生长制备得到石墨烯片层，主要分为热CVD技术和等离子体增强的CVD(PECVD) 技术。
目前采用CVD法制备得到主要是多晶石墨烯薄膜，受其晶界的影响，其性能要远低于单晶石墨烯薄膜，因此大面积单晶石墨烯薄膜的制备技术的开发也是未来发展的重要方向之一。
二、应用技术发展趋势
最被市场和研究者看好的一项重要应用就是石墨烯替代炭黑等作为高端添加剂，应用于锂离子电池、高分子复合材料等领域。
实验证明，添加少量石墨烯导电剂即可在不增加过多成本的前提下，增加锂离子电池的循环寿命，快速充放电性能，提高电池安全性等，有望改变锂电池技术长期没有突破的障碍。
另外2017年年底，三星电子宣布，开发出了一项石墨烯电池技术，该技术采用硅石来合成像三维爆玉米花一样的石墨烯，然后将这些“石墨烯球”(graphene balls)用作先进锂离子电池的材料。
三星官方公布的“石墨烯球”图片
除锂电池领域，2018年，在石墨烯复合材料领域，值得持续关注的是石墨烯防腐涂料和石墨烯纺织品。目前，石墨烯材料在纺织物上的应用开始商业化；石墨烯防腐涂料也已经实现批量出货。随着石墨烯价格的下降，石墨烯涂料会从现在的高端涂料市场向中端涂料市场渗透，从而进一步确认石墨烯涂料在石墨烯复合材料中的领先地位。
相关案例包括全球石墨烯行业领头企业Directa Plus和Colmar合作推出的石墨烯增强纤维的滑雪夹克。在中国，南通强生凯瑞纳的防火纺织物、深圳烯旺科技的石墨烯发热智能服饰及家纺产品也受到关注。而深圳烯旺、济南圣泉等企业的石墨烯服饰已开始在消费市场规模化销售。
第六元素的石墨烯防腐涂料已经在海上风力发电及海洋工程规模化应用，东莞鸿纳、青岛昊鑫等企业的石墨烯导电浆料已批量化供应给国内知名汽车及电池厂商。综合来看，石墨烯防腐涂料和石墨烯纺织品应用值得关注。
三、供求趋势预测
根据目前市场上石墨烯价格即对于未来五年石墨烯技术发展的中性预期，CGIA Research 预测，未来市场上的石墨烯价格和其生产成本会随着其制备技术的不断提升而不断下降。
而随着相关政策及资本的介入，未来5~10年全球从是石墨烯的企业产能大部分将达千吨级，促使石墨烯供给市场在追求规模化产量的同时确保石墨烯的品质，一些拥有雄厚资金和技术的大型企业将成为未来石墨烯市场的供给主力。
石墨烯具有广阔的市场前景和巨大的经济效益，近年来，全球各大研究机构也纷纷对石墨烯市场前景和规模进行了预测。
2014 年，AlliedMarketResearch 发布了石墨烯市场报告，预测全球石墨烯市场(材料水平) 在2020 将达到1.491亿(149.1million) 美元，2014 年至2020 年间的复合增长率(CAGR) 为44.0%。与YoleDevelopments 预测的2024 年石墨烯市场达到1.41亿(141million)美元相比，该预测表现的更为谨慎且乐观。
石墨烯应用领域示意图
2017 年，CGIA Research 发布了石墨烯产业研究报告，预测到2020 年全球石墨烯行业的市场规模有望达到1000 亿元。期间受到全球石墨烯市场热度和各国政策红利的双重影响，2015-2020 年间石墨烯的市场规模有望成倍增长。
其中，中国的石墨烯市场将占据全球石墨烯市场份额的50%-80%，成为全球石墨烯行业发展最强有力的推动力量，在全球石墨烯市场上占据主导地位。
四、区域发展分析
截止到目前为止，我国拥有石墨烯专利技术、从事石墨烯研发、生产、销售、推广等相关企业数量达到2000多家，其中已有成形石墨烯业务的企业数量超过500家。主营业务与石墨烯相关的企业有20多家，其中 10家企业在新三板完成融资，3家企业融资额突破亿元。而主板布局石墨烯的相关上市公司达到40多家，其中真正投入石墨烯业务的有20多家。
目前，石墨烯行业数量以小型、初创型企业占比较多，中型、大型企业数量相对较少。
在利好政策和无限广阔的应用前景面前，石墨烯在全国呈现出蓬勃发展之势。目前已初步形成“一核两带多点”的空间格局。
“一核”主要指以北京为核心，依托其独有的研发资源，发展成为我国石墨烯产业的智力核心，基础研究水平在国内遥遥领先。
“两带”是指东部沿海地区及内蒙古-黑龙江地区，充分利用资源、产业、人才、市场优势，促进产业聚集；
“多点”是指四川、重庆、湖南、陕西、广西等的一些地区依托其资源、人才优势，发展石墨烯产业。
目前全球约有80多个多家和地区开展了石墨烯相关研究，纷纷出台创新战略、产业规划、扶持政策等，并给予资金资助，不断加大对石墨烯研究和产业化的支持力度，美国、中国、英国、日本、韩国、欧盟及其成员国先后从国家层面开展战略部署，出台多项扶持政策和研究计划，处于全球石墨烯技术研究与产业化的前列。
总体来看，前期欧美等发达国家支持政策主要集中于石墨烯基础研究，现阶段各国的支持政策大多集中在石墨烯中游产业链上，以石墨烯功能器件的研发制造为主。而未来的5到10年，各国对石墨烯行业的支持政策大部分仍将会落在石墨烯中游产业链上。
与美欧日韩相比，我国石墨烯基础研究项目的资助主要来自自然科学基金，据统计2007-2013 年间，中国国家自然科学基金关于石墨烯的资助项目达到了1096项。随着国际石墨烯研究和工业化开发的进程，国内石墨烯研究和产业化进程逐渐展开，且在主要研究领域均有涉猎，整体接近国外先进水平，部分领域可处于领先水平并掌握了自主知识产权。
五、各国技术发展路线分析
1、欧盟
欧盟成员国目前将石墨烯产业的发展列入了国家战略层面，从技术实现到资金投入，政府、大学、科研院所以及很多跨国企业均能通力协作。路线图鉴定了11个科技主题，它们分别是：基础科学、健康和环境、生产、电子器件、自旋电子学、光电子和光电子学、传感器、柔性电子，能量转换和存储、复合材料和生物医学设备。
路线图时间表预测，旗舰计划的10年时间，柔性电子、复合材料和能源领域方面的产品将接近市场。同时，也期待看到硅集成光子器件、传感器、高速电子设备及生物医学装置的先进原型预计会出现。
2、韩国
韩国虽然不是材料强国，但在石墨烯产业的发展上绝对有很高的话语权，一是因为在石墨烯应用的一些重要领域，韩国占据了全球多半的产业资源，二是由于韩国近年确实在石墨烯各项技术研发和产业化方面做了不少的功课。
目前，韩国在各项技术实现和研究重点方面做了很多规划，韩国关注的石墨烯应用方向及布局的重点技术分别如下图。
3、中国台湾
台湾的石墨烯技术路线图如下图所示。2012~2013年完成石墨烯热裂解制备开发及复合材料开发，并开发储能组件、燃料电池结构件，高分子复合材料、触媒、机械关键结构等用途；2014~2015年将完成石墨烯CVD法制备，并完成透明导电薄膜材料开发，成为全球绿色能源关联产业价值链中的一环。
4、中国是墨烯产业技术路线图
2016年，由中国石墨烯产业技术创新战略联盟组织国内石墨烯专家规划了石墨烯产业技术路线图。
其中，2015年-2017年，产业化发展重点集中于石墨烯原材料的可控制制备、石墨烯在能源、复合材料、热管理、节能环保等领域产业化延伸，逐步形成系列的产业集群。同时，在基础材料，石墨烯膜材料领域将取得较大进展。
2018年-2020年，产业化发展重点集中于石墨烯产业链的延伸及对不同领域的引领作用，通过石墨烯材料的开发，全面拓展石墨烯在能源、复合材料、节能环保、热管理等领域的产业化产业集群。同时，逐渐拓展石墨烯在电子薄膜、电子器件等领域的产业化进程。
