石墨烯：新兴产业发展的惯性与突破

石墨烯2004年被首次成功制备，2010年这一成果获得诺贝尔物理学奖，间隔仅短短6年。由于石墨烯集众多特性于一身：它是最薄、最轻、最强、最坚硬的材料，导热导电性能非常好，还兼具柔性、透明等特性，而且只有质子能够穿透。因此，石墨烯号称新材料之王。近年来，我国对石墨烯的关注犹如前几年的光伏、机器人一般，各类产品、企业、园区等如雨后春笋纷至沓来，但是它的发展正在重复以上新兴产业的旧有路径。在当前科技竞争日趋激烈的形势下，我国欲执此行业之牛耳必须在产业发展路径上有所变化和突破。

一、石墨烯的繁荣与井喷

从产业总体看，石墨烯还处于发展初级阶段，2014年才出现真正的销售数据。2016年国内石墨烯产业整体营收超过40亿元，是2015年石墨烯市场规模的近10倍。企业数量飞快增长，很多研究机构估计2015年我国石墨烯相关企业在200～300家左右。但根据中国石墨烯产业技术创新战略联盟数据，截至2017年，我国相关企业数量已经达到2000多家，其中已有成形石墨烯业务的企业数量超过500家。石墨烯概念股屡屡被资本市场追捧。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。

这种井喷现象还表现为各类石墨烯科研机构、产业园区开始全国遍地开花，园区目前至少有20余家，发展较好的江苏省石墨烯园区有常州、南京、无锡等地，连科技基础相对薄弱的中西部城市例如四川攀枝花、江西共青城、江西广丰均拥有石墨烯产业园区或者研究院。

从科技创新看，中国拥有全世界最为庞大的石墨烯研发队伍，从2011年起发表的学术论文数量就稳居世界第一。虽然各个机构专利检索范围不同，但结果类似，中国石墨烯相关专利占全球专利的比例在50%左右，其次为韩国、美国和日本（图1）。

二、石墨烯产业发展方式的诸多惯性

与近年来备受关注的新能源、稀土、机器人等诸多新兴产业类似，虽然石墨烯底层创新类型、驱动要素、产业周期有自身特点，但是目前的发展路径却展现出在我国企业创新能力整体局限的条件下，新兴产业被锁定路径或者形成惯性的诸多现象。

（一）知识供给以高校和科研院所为主，产业部门的角色欠缺、融通不够

从论文、专利等主要指标看，我国目前石墨烯的知识供给主体包括北京大学、清华大学、国家纳米中心、中国科学院金属研究所、中国科学院宁波材料技术与工程研究所等。从石墨烯全球专利申请量排名前20位的申请人及其申请量来看，虽然中国拥有13个机构，但有12个是大学，而竞争国家例如韩国却是三星、LG大公司为主导，其中三星是目前全球石墨烯专利技术的领先者。

（二）分散的市场结构和偏弱的技术能力

目前，我国介入石墨烯生产和应用开发的数百家企业基本为中小企业和初创公司，这些企业的注册资本大部分低于5000万元，占总数的80%左右。资金、人员和研发实力等都无法与这个领域已经早有布局的三星、IBM、巴斯夫、诺基亚、英特尔等大型企业相匹敌。虽然有部分大型民营企业、国企和央企开始关注石墨烯，但多数尚未有实质性投入。

（三）丰满的应用理想、骨感的制备现实下竞争秩序的失范

图1 中国石墨烯专利数量变化

从基本原材料到最后应用，无论是集成电路、稀土，还是石墨烯，新兴产业一般都有一条越拉越长的产业链。吸引各类创新和市场主体的是广阔的下游应用，但是扼住咽喉的往往是前端。理想的石墨烯具有完美的蜂窝状结构，而现实的石墨烯却是由无数个石墨烯微片拼接而成。目前还没有找到获得大面积单晶石墨烯的工业合成方法，无法量产高质量石墨烯。下游应用端，概念性产品更是居多。虽然部分企业已经具备生产石墨烯粉体、浆液、导热膜、功能涂料、导电油墨和触控屏的能力，但在理想和现实均遭受打击的情况下，各种混淆视听、鱼龙混杂的现象层出不穷。很多号称“石墨烯”的产品在显微镜下露出了马脚，东旭光电公司宣称推出了世界首款石墨烯基锂离子电池产品 并称能提高电池容量，充电用时15分钟，充电效率是普通充电产品的24倍。但实际上，根据石墨烯原理，石墨烯基锂电池或许能提高充放电速度，但对于电池的容量并没有什么改观。

（四）战略性、杀手锏级别的布局明显不够

文章来源：《中国惯性技术学报》 网址: http://www.zggxjsxbzz.cn/qikandaodu/2021/0118/436.html