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石墨烯也许颠覆芯片行业

行业资讯2019-06-24人阅读评论

  近日,麻省理工学院研究院发现,石墨烯技术可以使芯片的速率提升百万倍。若能成功商用,这对芯片行业而言无疑是一次颠覆性的革新。在过去的几十年里,硅一直是制造芯片的原材料首选,而石墨烯的出现,未来或将代替硅成为芯片主要材料。

  石墨烯作为一种新型纳米材料,于2004年被制造出来,是世界上最硬的、柔韧性最强的材料,也是目前发现的唯一的二维自由态原子晶体,被称为“奇迹材料”。自发现以来,石墨烯就受到了极大关注。

  坊间对石墨烯有种说法,称其“除了不能吃,石墨烯可以用于一切领域,一切产品中”。虽有夸大,但无疑表明了其巨大的潜力。前瞻产业研究院预计,石墨烯产业的市场规模将从2014年的2900万元增长到2020年的16.85亿元,未来发展前景广阔。

  石墨烯政策环境解读

  全球关于石墨烯的相关研究已有较长时间,但2004年前科学界普遍认为石墨烯只是假设性的结构,无法单独稳定存在,因此相关的研究局限于理论层面。2004年英国科学家安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫成功地应用机械剥离法分离出石墨烯并获得2010年诺贝尔物理学奖,之后全球关于石墨烯的研究进入高速增长期。

  而我国的石墨烯行业发展起步较晚,2012年至2013年,石墨烯技术的商业市场产业化缓慢,几乎为零,鲜有代表产品出现。2014年以后,政府对于石墨烯的关注度迅速提升,在多个重要文件中提及石墨烯发展目标,且篇幅不断增加。

  2014年11月,三部门联合发布《关键材料升级换代工程》,提出到2016年实现石墨烯的批量稳定生产和规模化应用。12月13日,习近平和科技部部长分别在江苏和青岛调研石墨烯研发。12月下旬,常州国家石墨烯新材料高新技术产业化基地正式获批,为全国首个“国字头”的石墨烯产业化基地。

  2015年3月初,全球首批3万部量产石墨烯手机在重庆发布。这是一种采用最新研制的石墨烯触摸屏、电池和导热膜的新型手机,具备了更高的触控性能,更长的待机时间和更优的导热性能。

  2015年1月12日,中国石墨烯产业技术创新战略联盟石墨烯军工应用委员会正式成立,意味着石墨烯在军工领域的推广应用面临提速。目前,工信部等部门在加紧研究“十三五”新材料规划,出台时间有望在2015年下半年,石墨烯入选该规划已经基本落定。

  2015年5月18日在江苏省常州市发布了全球首个石墨烯指数。指数评价结果显示,全球石墨烯产业综合发展实力排名前三位的国家分别是美国、日本和中国。

  2015年11月20日发改委、工信部和科技部三部门联合发布的《发关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》,明确提出将石墨烯打造为先导产业,提出到2020年形成完善的石墨烯产业体系,最终实现石墨烯材料的标准化、系列化和低成本化。

  石墨烯产业化的阻碍

  时至今日,全球范围内还没有一家企业实现真正石墨烯及其衍生品的产业化,国内企业中除了两家企业实现了应用于LED行业的石墨烯产品的小规模生产外,其余研究机构及企业均只能小批量生产,产品也主要用于研究机构的研究。

  主要有四个方面的原因:一是技术制约。目前国内石墨烯产量极少,生产企业也较少,且主要是技术带动型的企业。虽然在石墨烯研究方面国内实现了国际的同步,但在研究水平上还有所差距,部分研究机构所需产品仍需进口。

  二是现实应用性能还有待检验。目前石墨烯在各个领域的应用还主要停留在实验室阶段,其实际应用性能还有待市场检验,尤其是在生物制药行业的应用,由于行业的特殊性,需要更多的时间来检验。在具体应用效果还不十分确定的前提下,实现产业化有较大的难度。

  三是配套设施不完善。实现石墨烯的产业化需要有相应的配套措施,如产业化制造设备,下游行业相应的产品生产设备等,目前国内在配套措施的发展方面存在着政策和技术的双重空白。

  四是企业的风险规避意识。对于以营利为目的的制造业企业来说,大部分企业是风险规避型的,这也是石墨烯实现产业化的制约因素之一。

  对于石墨烯下游行业来说,石墨烯的具体应用效果还具有一定的不确定性,且在这个过程中企业还要有额外的研发支出、市场推广支出等。对于石墨烯生产企业来说,在没有确定的下游需求的情况下,产业化将会使企业面临较大的市场风险。

  (来源:2016年 前瞻产业研究院)


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