界面新聞見習(xí)記者｜蔣習(xí)
“我一般愿意用八個字來形容當今的石墨烯產(chǎn)業(yè)，前途無量，任重道遠。”
11月14日-16日舉辦的2025(第十二屆)中國國際石墨烯創(chuàng)新大會上，中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授劉忠范作出上述表述。
被譽為“新材料之王”的石墨烯，是目前已知最薄、最輕、強度最高且導(dǎo)電導(dǎo)熱性能極佳的材料。2004年，石墨烯在實驗室被成功制備，目前正從科研探索逐步走向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。?
從產(chǎn)能布局看，中國的石墨烯產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模。截至2024年底，中國石墨烯材料產(chǎn)能超過1.5萬噸/年，約占全球的53%。與此同時，中國也是全球最大的石墨烯原材料生產(chǎn)制造基地。
國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會委員、中國石墨烯聯(lián)盟(CGIA)理事長李義春指出，中國已穩(wěn)居全球石墨烯產(chǎn)業(yè)第一梯隊，專利、產(chǎn)能、市場規(guī)模均領(lǐng)跑世界。
全球石墨烯應(yīng)用市場規(guī)模也在持續(xù)增長。2024年全球石墨烯應(yīng)用市場規(guī)模已接近600億元，預(yù)計2030年將突破3000億元，年復(fù)合增長率超30%。2024年中國石墨烯應(yīng)用市場規(guī)模占全球市場份額超60%。
李義春在會上介紹了石墨烯技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用的前沿成果。目前中美歐同步突破8英寸石墨烯晶圓級小批量量產(chǎn)技術(shù)；在石墨烯芯片散熱領(lǐng)域，石墨烯熱界面材料產(chǎn)品已開始商業(yè)化應(yīng)用，為AI算力提升、5G高速傳輸筑牢熱管理屏障。
李義春表示，當前中國已初步構(gòu)建了從原材料、應(yīng)用材料/功能器件到終端領(lǐng)域的石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈雛形。
“未來十年，石墨烯將進入黃金應(yīng)用時代?！彼麡酚^判斷。
在應(yīng)用層面，石墨烯技術(shù)正加速滲透至新能源電池、電子信息、生物醫(yī)療、復(fù)合材料、環(huán)境保護及智能穿戴等多元領(lǐng)域。
例如，正泰集團旗下的高導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料導(dǎo)電率達到109.6%IACS。根據(jù)測算，導(dǎo)電率提高1%IACS，每公里輸電線路每年可節(jié)能1000-2500度電。%IACS意為電導(dǎo)率百分值。
按全國10千伏、220千伏及以上線路總長630萬公里計算，若采用該材料每年可節(jié)約500億-1260億度電，年節(jié)電量相當于再造一座三峽電站。
北京石墨烯研究院陸續(xù)推出石墨烯晶圓、石墨烯薄膜、蒙烯玻璃纖維、石墨烯電鏡載網(wǎng)等多個明星產(chǎn)品。其中，蒙烯玻纖廣泛用于飛行器及風(fēng)電葉片防除冰、工業(yè)紅外加熱、新能源汽車、智能電子等多個領(lǐng)域。
盡管當前石墨烯在部分領(lǐng)域已經(jīng)成功實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，正泰集團研究院院長李乃湖認為，仍有很多領(lǐng)域處在實驗室研究階段，甚至出現(xiàn)材料制備端熱、原料端和應(yīng)用端冷的“中間熱兩頭冷”現(xiàn)象。
劉忠范也指出，當前行業(yè)正進入一個“冷靜期”，褪去前期炒作泡沫后，更利于行業(yè)沉心研發(fā)與應(yīng)用探索。
目前業(yè)內(nèi)普遍認為，石墨烯的“殺手锏”級的應(yīng)用場景仍未真正出現(xiàn)。
劉忠范在接受界面新聞等媒體采訪時指出，所謂“殺手锏”級應(yīng)用未必是顛覆性新技術(shù)，也可以是基于石墨烯特性，在性能或成本上形成壓倒性優(yōu)勢，從而實現(xiàn)對傳統(tǒng)材料的替代并實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。
他表示，真正的“殺手锏”級的用途必須在市場中驗證，而非僅停留于實驗室構(gòu)想，“技術(shù)可以從實驗室起步，但最終能否成功，必須由市場和用戶決定。”
劉忠范進一步指出，當前中國石墨烯產(chǎn)業(yè)面臨的核心問題在于缺乏大型企業(yè)的深度參與。
他表示，當前投身石墨烯的企業(yè)多為生存艱難的“小作坊”。企業(yè)因市場小養(yǎng)不起更多人，同時因人少而難以支撐技術(shù)研發(fā)與規(guī)?；a(chǎn)。究其根源，在于國企、央企乃至大型民企普遍不愿投入，缺乏如韓國三星般的行業(yè)龍頭進行產(chǎn)業(yè)牽引，導(dǎo)致全行業(yè)在困境中掙扎。
劉忠范分析稱，大企業(yè)通常擁有成熟的渠道體系、規(guī)?；圃炷芰εc穩(wěn)定的市場基礎(chǔ)，若能率先將石墨烯應(yīng)用于其現(xiàn)有產(chǎn)品中，將有效帶動整個行業(yè)的發(fā)展。
中國“十五五”規(guī)劃建議指出，加快新能源、新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展。
劉忠范對此表示，規(guī)?；?、集成化發(fā)展十分重要，“碳纖維走過的路，石墨烯也要走，這幾乎是新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的普遍規(guī)律?！?/span>
“關(guān)鍵在于有實力、有擔(dān)當?shù)男袠I(yè)龍頭真正參與進來，”劉忠范總結(jié)道，“只有它們站出來，‘集群化’才不只是口號，而能夠做實、做活、做起來?！?/span>
對于未來十年石墨烯的應(yīng)用方向，2010年諾貝爾獎得主、石墨烯發(fā)現(xiàn)者之一康斯坦丁·諾沃肖洛夫在會上表示，將重點聚焦可持續(xù)發(fā)展、醫(yī)療健康和通信三個方向。他特別指出，目前各種新興電池技術(shù)不斷發(fā)展，石墨烯都可能在其中發(fā)揮重要作用。