石墨烯行业研究分析

本文转载自【微信公众号：烯旺石墨烯，ID：szxiwang】,经微信公众号授权转载，如需转载原文作者联系石墨烯自问世以来，被业界普遍看好其发展，国内优秀的新材料企业也越来越重视对石墨烯的研究，以期在未来竞争中能占据有利地位。01石墨烯产业链结构石墨烯的上游为石墨矿、甲烷等原材料，中游为石墨烯化合物、石墨烯薄膜的制造，下游为终端产品如涂料、油墨、手机、触控屏等应用。02中国石墨烯企业生产情况目前，我国石墨烯产业已经有超过50家的制备及相关应用开发企业，目前市场竞争也主要集中在石墨烯规模化制备技术以及与下游商业化应用对接两方面。经过前期的积累，国内大型石墨烯企业(年产石墨烯粉体50吨以上)已经初步掌握了国际相对主流的石墨烯制备方法，大部分指标足以满足低端应用需求。此外，少数企业已经具备了规模化生产的优势，产能扩建也在进行之中。03中国石墨烯最新动向分析石墨烯具有非常好的导热性、电导性、透光性，而且具有高强度、超轻薄、超大比表面积等特性，广泛应用于锂离子电池电极材料、太阳能电池电极材料、薄膜晶体管制备、传感器、半导体器件、复合材料制备、透明显示触摸屏、透明电极等方面。并且在政策的扶持鼓励下，我国石墨烯产业近年迎来大发展，被业界普遍看好其发展，国内企业也越来越重视对石墨烯的研究和投资。04中国石墨烯市场规模分析中国经济信息社在常州发布的《2018-2019中国石墨烯发展年度报告》显示，我国石墨烯产业前景广阔，产业规模持续增长。据中信证券统计，2018年我国石墨烯产业规模约为111亿元，较2017年增长41亿元，同比增长58%。2018年以来，石墨烯粉体和薄膜的生产规模进一步扩大。中国石墨烯行业正处于市场导入期，产品尚未成熟，行业利润率较低，但市场增长率较高。预计随着石墨烯技术的不断突破和下游应用的不断成熟，将进一步促进和推动石墨烯的应用发展及市场规模扩大，预计到2020年石墨烯产业将进入快速成长期，2021年市场规模可达200亿元，2025年有望达到1000亿元占世界市场规模超过一半，成为全球最大的石墨烯消费国家。以上数据来源于前瞻产业研究院《中国石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告》，同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资等解决方案。

产业链——下游应用仍在拓展 上中游企业布局较多石墨烯是一种由碳原子以sp杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。具有高导电性、高强度和超轻薄等特性，在电子、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等领域具有巨大的应用潜力，被认为是一种未来革命性的材料。虽然石墨烯在应用领域的产业进程缓慢，但其蕴藏的巨大的商业价值和广泛的应用前景仍然吸引了大批的投资者，石墨烯产业的产业链也逐渐完善。从石墨烯整体产业链的布局看，石墨烯产业链上游为石墨矿资源的供应和石墨烯的制备，中游石墨烯产品则以石墨烯粉体和石墨烯薄膜为主。依托石墨烯强导电性、导热性、力学性、透光性和比表面积的产品性能在锂电池、散热材料、复合材料、油墨涂料、触控屏等领域有广泛的应用。其中，目前大多数企业布局在石墨烯产业上游(石墨烯制备)及中游(石墨烯粉体、石墨烯薄膜);下游集中在锂电池材料，其他应用尚未完善，由于未来下游应用技术研发的不确定性，石墨烯产业链未来的拓展仍有待商榷。产业规划——相关规划明确 带动效应明显2015年11月30日，工信部、发改委和科技部联合发布《关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见》，是我国石墨烯领域首个国家层面纲领性文件，提出将石墨烯产业打造成先导产业，逐渐实现石墨烯材料在部分工业产品和民生消费品上的产业化应用，并提出到2020年，形成完善的石墨烯产业体系。根据此次三部门印发的《意见》，未来，石墨烯将在航空航天、武器装备、重大基础设施，以及新能源、新能源汽车、节能环保、电子信息等领域有广泛应用。产业规模——千亿市场指日可待如今，石墨烯产业已经到了从实验室走向产业化的关键时期，石墨烯行业已经成为了我国新材料产业乃至制造业实现弯道超车的突破口。中国经济信息社在常州发布的《2018-2019中国石墨烯发展年度报告》显示，我国石墨烯产业前景广阔，产业规模持续增长。据中信证券统计，2018年我国石墨烯产业规模约为111亿元，较2017年的41亿元同比增长58%。2018年以来，石墨烯粉体和薄膜的生产规模进一步扩大。粉体方面，常州第六元素、青岛昊鑫、宁波墨西等多家企业已拥有国内领先的石墨烯粉体生产线。薄膜方面，长沙暖宇新材料科技公司年产量100万平方米的石墨烯膜生产线已开建，建成后将成为国内第二大石墨烯膜生产线。目前中国石墨烯行业正处于市场导入期，产品尚未成熟，行业利润率较低，但市场增长率较高。预计石墨烯产业2020年进入快速成长期，2021年市场规模可达200亿元，2025年有望达到1000亿元占世界市场规模超过一半，成为全球最大的石墨烯消费国家。区域格局——多地分布式发展 长三角展露峥嵘目前中国已经基本形成以长三角、珠三角和京津冀鲁区域为聚合区，多地分布式发展的石墨烯产业格局。我国石墨烯产业化势头强劲，多个具有石墨烯特色的产业创新中心已露雏形。尤其是长三角地区，“东方碳谷”常州因其石墨烯相关产业的高度集聚而备受关注，宁波有中科院宁波材料所作为支撑，外加上海高校与科研院扎实的科研能力，三地之间协同发展、优势互补，石墨烯生产制备技术不断取得突破，应用产业化步伐迅速。企业格局——应用类企业较多从产业链环节来看，石墨烯行业企业涵盖研发、设备、制备、销售、应用、投资、检测、技术服务主要产业链环节，经CGIA Research筛选实际开展石墨烯业务的单位约2600余家，其中，应用类企业数量最多，占比高达39%，竞争最为激烈;此外，制备、研发、技术服务环节的企业数量占比也较大，均在10%以上;而销售、投资、设备、检测环节的企业则相对较少。目前，我国石墨烯产业已经有多家石墨烯制备及相关应用开发企业，目前市场竞争也主要集中在石墨烯规模化制备技术以及与下游商业化应用对接两方面。经过前期的积累，国内大型石墨烯企业已经初步掌握了国际相对主流的石墨烯制备方法，大部分指标足以满足低端应用需求。此外，少数企业已经具备了规模化生产的优势，产能扩建也在进行之中。应用前景——制备技术或将突破 应用领域或再扩展石墨烯产业目前的细分产品主要是石墨烯粉体和石墨烯薄膜。其中，石墨烯粉体材料制备工艺类化工属性，以添加剂的形式提升产品性能。从制备工艺来看，石墨烯粉体制备工艺更多表现为类化工生产线的特点。短期内大规模制备石墨烯的工艺有望得到突破。以粉体应用为主的行业包括防腐涂料、锂电池、超级电容、导热塑料、消费电子散热片等。未来，石墨烯粉体或将在这些领域以添加剂的形式与传统产品混合，结合石墨烯特殊的物理化学特性生产具备更多功能、更高性能的新产品。而石墨烯薄膜可以应用在导热膜上，发挥其优异的导热性能，用于智能手机、平板电脑等设备的散热层;或利用石墨烯的导电透光以及高度柔性，可以用来制作柔性显示屏、可穿戴设备等。石墨烯巨大的比表面积以及优异的电子传输性能，使得传感器领域成为石墨烯薄膜的一大目标市场;此外，石墨烯对硅的替代有望带来半导体领域颠覆性的革命，成为下一代集成电路、超级计算机的基础材料。综合来看，未来石墨烯的应用前景将会在光电领域、能源技术领域、功能复合材料领域、微电子器件领域、生物医药及传感器领域等五大领域。未来石墨烯的应用领域将会继续拓展，产业发展前景极佳。更多数据请参考前瞻产业研究院《中国石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告》，同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资等解决方案。

石墨烯产业前景广阔，相关企业的数量逐年增多。据统计，截至2017年底，全国石墨烯相关的企业数量超4800家，2017年新增的企业数量达1093家。下面进行石墨烯行业政策分析。石墨烯行业分析表示，近年来，石墨烯概念在全球受到追捧，中国石墨烯产业发展也较快。中国是世界第二大石墨资源国，石墨基础储量约占世界总储量的33%，已查明资源储量2.6亿吨，预测资源潜力18.7亿吨，主要分布在黑龙江、内蒙古和山东等省区。目前，国内已基本形成以长三角、珠三角和京津冀鲁区域为聚合区，多地分布式发展的石墨烯产业格局。从石墨烯的应用领域来看，石墨烯应用研究方面的专利申请共超1.2万件。石墨烯的应用主要集中在储能、复合材料、电子信息、水-气体处理、医疗健康等方面。通过对石墨烯行业政策分析，我国高度重视石墨烯的研发与产业化发展。上至国家领导人，下至地方政府、媒体、企业和普通老百姓都十分关注石墨烯及产业的发展进展。国家自然基金委、科技部、国家发改委、工信部等相关部委都高度重视石墨烯的研发、生产与应用，不断加大投入和支持力度。目前已经有几百家科研机构和公司从事石墨烯材料及其相关产品的研发。我国石墨烯技术创新成果频出，产业化发展势头迅猛，走在世界前列。据统计，截止2016年底，我国石墨烯专利申请量占全球68.2%，85%以上的理工科学校都有石墨烯相关的研究团队，有的高校甚至一个学校就多达10多个研究团队。2017年，两项石墨烯研究成果获得国家科技进步奖。不仅如此，我国从事石墨烯研发、生产的企业数也是全球最多。通过对石墨烯行业政策分析，2010-2017年，中国石墨烯企业每年新增数量急剧增加，从2010年新增135家到2017年新增了1093家，发展迅猛。截至2017年底，在工商部门注册的营业范围包含石墨烯相关业务的企业数量达4800多家，其中，70%以上的企业集中在东部沿海地区。从各产业链环节石墨烯企业数量分布来看，石墨烯应用环节的企业数量最多，占比达39%;石墨烯研发环节的企业数量也占到了19%;此外，技术服务、制备、销售、投资、设备、检测环节的企业数量分别占到了14%、14%、7%、4%、2%、1%。截止2018年1月底，中国机构共发表石墨烯相关论文6万余篇，通过中国机构石墨烯论文发表数量年度分布图可以看出，自2010年石墨烯斩获诺贝尔奖，石墨烯相关研究论文数量呈逐年增长趋势。诺贝尔奖的获得，使石墨烯普遍进入大众视野，凭借优异的材料性能，石墨烯迅速成为科学研究界的宠儿。以上便是石墨烯行业政策分析的所有内容了。

8日，2018中国国际石墨烯创新大会新闻发布会在西安召开，由中国石墨烯产业技术创新战略联盟产业研究中心编写的《全球石墨烯产业研究报告(2018)》正式发布。《报告》显示，近年来石墨烯产业发展势头迅猛，中国石墨烯产业应用领跑国际，应用市场遍地开花，产业格局初具雏形，石墨烯技术逐步“走近生活”。国家层面的政策引导、系统规划明显加速，产学研合作贯通产业链条，品牌竞争格局即将形成。据统计，截至2017年12月底，我国从事石墨烯的研发、生产、销售、推广等相关单位的数量达到4800多家，石墨烯产业的市场规模增长至70亿元，石墨烯产业呈现出快速发展趋势，石墨烯应用企业已经初具规模，并形成了良性循环的状态。此外，由西安市科学技术局、西安高新技术产业开发区管委会、中国石墨烯产业技术创新战略联盟联合主办的“2018中国国际石墨烯创新大会”，将于9月19至21日在西安召开。据悉，本届大会以“开启石墨烯产业发展新时代”为主题，届时将有来自全球范围内的石墨烯领域知名专家、各国石墨烯机构负责人以及知名石墨烯企业代表等3000余人参会。中国国际石墨烯创新大会自2014年创办以来，至今已吸引了全球30多个国家和地区的6000余人参会。另据介绍，“2018中国国际石墨烯创新大会”在西安召开，意在营造良好的石墨烯产业生态氛围，对将西安打造成为国际石墨烯“创新高地”具有重要的促进作用，助力西安打造“硬科技之都”。（来源：中国新闻网）

石墨烯作为近年来备受关注的新型材料，其用途非常广泛，在半导体产业、光伏产业、锂离子电池、航天、军工、新一代显示器等传统领域和新兴领域都将带来革命性的技术进步。随着石墨烯应用在新领域内不断开发，其应用市场规模不断扩大，发展态势良好。石墨烯在下游市场的应用主要表现在新能源、大健康、电子信息、节能环保、生物医药、化工、航空航天等七大应用领域。我国政府高度重视石墨烯产业发展，发布了一系列相关政策进行系统布局，并将石墨烯列入我国“十三五规划”的165项重大工程。相关政策的实施对推动技术创新、支撑战略性新兴产业发展、加快走中国特色新型工业化道路具有重要战略意义。当前，我国处于制造业由大转强的关键时期，以石墨烯为代表的新材料对加快制造业转型升级、带动相关下游产业进步、抢占新一轮科技革命制高点等有着重要的意义。经过近十年的发展，我国石墨烯行业呈现出欣欣向荣的发展势头，企业数量、产业规模、科研实力、论文专利、产品种类等方面均处于领跑地位。在下游应用拓展方面，石墨烯锂电池导电剂、石墨烯改性防腐涂料、石墨烯电加热产品、石墨烯柔性显示等领域已经开始初步产业化，并形成了一定的产业规模。石墨烯作为世界上第一种被发现可以宏观存在的二维纳米材料，自诞生之日起就吸引了全球科研界和产业界的关注。石墨烯具有超高强度、超薄超韧、导电性高、导热性好等优异的物理化学性质，被誉为“新材料之王”，在新能源、环境保护、复合材料、电子器件、生物医药、航空航天等诸多领域有广阔的应用前景。目前应用领域：一：智能手机石墨烯可能会成为智能手机技术戏剧性升级的动力。石墨烯具有足够的韧性，可以天线或触屏的形式被整合到可弯曲手机中。手机是石墨烯最明显的用例之一，5G网络技术则是另一个，华为已经在其5G演示中使用了石墨烯。任正非专访 提到了石墨烯时代将颠覆硅时代任正非近日在深圳接受了中国媒体采访，这也是他首次接受中国媒体的采访对于这个神秘人物，我们有着太多的问题，正因为神秘，所以才显得极其有价值，而这两年来新型材料石墨烯的研发和广泛应用，更是受到了极大的关注。而任正非也对此次有着自己独特的见解。任正非这样说道，这个时代将来最大的颠覆，是石墨烯时代颠覆硅时代，但是颠覆需要有继承性发展，在硅时代的成功者最有希望成为石墨烯时代的成功者，每一次新型材料的更迭，都会引发一场材料革命，都代表着一个社会的进步，一个时代的进步二：石墨烯地暖由于石墨烯超小电阻，可以让电能大幅转为热量，核心发热材料厚度只有0.4mm，转化率高达98%以上，石墨烯的稳定性可让石墨烯地暖使用寿命达到50年以上，运行成本与维护成本，也分别比集中供暖和水地暖低1/2~3/4。三：石墨烯医疗产品中国的科研人员发现细菌的细胞在石墨烯的纸上无法生长，而人类细胞则不会受损。利用石墨烯这一特性可以做绷带、食品包装甚至抗菌T恤衫、人造皮肤等等。四：石墨烯智能发热服饰平昌“北京8分钟”、2017年春晚两个分会场都用到石墨烯发热服。无论是在北方﹣28°的严寒气候条件下，还是南方阴冷潮湿的环境里，石墨烯发热服可在30秒升温到40℃左右的高效保暖效果，这种高科技服饰，已经从舞台走向我们的日常生活，我们普通老百姓已经可以亲身体验到这份来自高科技的温暖与健康。通过以上介绍相信大家对石墨烯有所了解，那再来介绍一下纯度更高的生物质石墨烯材料。生物质石墨烯—— 改变21世纪的神奇新材料称为“黑金”的“新材料之王”——石墨烯，是从碳材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层或多层原子厚度的二维晶体，拥有非常优异和独特的光、电、磁、机械等物理性能和化学性质，被称为“黑金”，作为“新材料之王”，科学家预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。“内暖”生物质石墨烯复合材料强化了生物质石墨烯的抑菌性能，结合其强大的体温远红外功能，可迅速吸收人体皮肤散发的湿气汗液，并快速导入空气中散发，使肌肤保持干爽状态，给身体干爽呵护，并且多次洗涤后抑菌效果不衰减。吸湿透气，干爽呵护 现着重介绍以下单品21世纪，这是一个英雄辈出的时代，这是一个草根逆袭的时代，这是一个知识改变未来的时代，这是一个科技创新才是王道的时代。在科技创新的新时代，一切皆有可能，是立于浪尖还是沉落海底往往取决于能否把握住潮来的机会.把握住创业的风口。

石墨烯是一种技术含量非常高、应用潜力非常广泛的碳材料，在半导体产业、光伏产业、锂离子电池、航天、军工、新一代显示器等传统领域和新兴领域都将带来革命性的技术进步。石墨烯行业前景预测 政策推动石墨烯产业化石墨烯尚未形成产业化，售价非常的高，目前国内的售价在2000元/克以上，接近于黄金价格的十倍左右。石墨烯凭借其特殊的物理结构和特质，在多个领域都将带来革命性的变革，一旦量产必将成为下一个万亿级的产业。根据前瞻产业研究院发布的《石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告》最新报告显示，到2020年全球石墨烯市场预计将达2.78亿美元，2015-2020年期间，复合增长率达42.8%。石墨烯技术开发应用热潮方兴未艾，众多机构纷纷寻求与曼彻斯特大学国家石墨烯研究院进行技术研发。全球石墨烯前景及预测(单位：万美元)资料来源：前瞻产业研究院整理国际石墨烯细分领域前景预测资料来源：前瞻产业研究院整理随着石墨烯概念的升温，我国也将石墨烯产业发展列入重点支持项目，从政策层面给予前所未有 的扶持力度，开启“速跑”模式。重点发展领域包括：动力电池用石墨烯基电极材料、海洋工程等石墨烯基防腐涂料、柔性电子用石墨烯薄膜等，引导行业发展方向。随着石墨烯产业化的不断推进，国家针对该产业的政策有望再度加码，石墨烯有望成为“十三五” 新材料规划的重点扶持行业。从研发的角度看，目前我国石墨烯技术专利的数量已经超过1万件，位居全球之首，这从一定程度上反映出我国在石墨烯技术方面投入了巨大的研发力量，并且也取得了不错的成绩。前瞻产业研究院发布的《石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告》通过大量数据调研，对石墨烯行业全面剖析，以及石墨烯行业重点企业的产销运营分析，并根据石墨烯行业发展轨迹及时间经验，对石墨烯产业未来的发展趋势与预测。

中商情报网讯：近年来，石墨烯概念受到追捧。石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，是新材料产业的先导，带动传统制造业转型升级。据悉，中国是世界第二大石墨资源国，主要分布在黑龙江、内蒙古和山东等省区。石墨烯产业前景广阔，市场规模持续增长。据数据显示，2018年中国石墨烯市场规模飞涨突破百亿元，约达280亿元。预计2019年，石墨烯产业规模进一步扩大，市场规模将超670亿元。到2021年，石墨烯市场规模过将达2000亿元。数据来源：中商产业研究院整理具体来看，目前在石墨烯产业中，涉及应用方面的企业最多，占比近四成。其次为研发领域，占比19%。技术服务、制备领域的企业数量各占14%。数据来源：中商产业研究院整理虽然目前石墨烯企业数量增长快速，涉及的产业链多个方面，但整体的经营规模较小，中小型、初创型企业占比较大，中型、大型企业相对较少，相较于庞大的前景市场仍有很大的发展空间。未来，我国的石墨烯行业区域发展将呈现三大趋势：一是产业资源加速整合，东部沿海等石墨烯产业发展较快地区的资源要素将进一步汇聚，为产业发展提供更便利的环境。二是政策利好，未来石墨烯研究院、产业园的示范试点项目将陆续落实，石墨烯产业发展越来越受到重视。三是石墨烯产业将呈现“特色化、差异化”发展，区域分工格局更加明晰。更多资料请参考中商产业研究院发布的《2019-2024年石墨烯行业前景及投资机会研究报告》，同时中商产业研究院还提供产业大数据、产业规划策划、产业园策划规划、产业招商引资等解决方案。

全球石墨烯产业仍处于中游专利布局阶段，下游产业链尚未形成。对石墨烯的需求主要是初级低端应用和概念推测。这两个因素共同导致目前石墨烯在全球石墨矿产资源中的应用仍是非主流应用。石墨烯作为一种替代材料还有很长的路要走。石墨烯为何成为新的材料热点石墨烯在光学、力学和电学方面比其他材料具有更优异的性能。它在各个领域都有很好的应用前景，具有广泛的应用前景。因此，近年来石墨烯已成为新材料和新能源领域的研究热点。在政策方面，2016年国家公布的“十三五”规划第23章明确了石墨烯在战略性新兴产业中的重要性，石墨烯作为高端材料进入“十三五”产品目录。此外，在工业和信息化部发布的《中国制造2025》中，国家确定了石墨烯材料的技术发展路线规划。近两年来，我国已建成4个石墨烯产业创新基地，国家领导人多次实地考察石墨烯产业化。这表明国家愿意不遗余力地扶持石墨烯产业。在政策引导和产业升级的推动下，石墨烯在我国已初步应用。石墨烯作为导电浆料和防腐涂料，已经初步形成了大规模的下游应用，具有一定的市场发展空间。通过对石墨烯相关企业的调查发现，石墨烯的制备成本和下游应用技术不足，制约了石墨烯向更深层次的发展。为什么石墨烯是所谓的“新材料之王”石墨烯是从片状石墨中分离出来的具有单碳原子结构的平面晶体材料。与其他石墨材料不同，它的碳原子排列成二维周期性蜂窝状晶格。按碳原子层数可分为单层石墨烯（单碳原子层）、多层石墨烯（2-10个碳原子层）和石墨烯微芯片（10个碳原子层<100um）。石墨烯单层膜是世界上最薄但最硬的纳米材料。石墨烯在光学、力学和电学方面比其他材料有更好的性能。在力学方面，石墨烯是人类已知的最强、最高的材料，强度约为180gpa，是普通钢的100倍。此外，石墨烯还具有良好的韧性，石墨烯片的单位面积可以承受4kg的重量，可见韧性是碳纤维的20倍；在热性能方面，石墨烯是室温下最好的导热材料，其导热系数为5300w/m·K，石墨烯的导热系数是碳纳米管的1.51倍，是铜的13倍；在电学方面，石墨烯是室温下最好的导电材料。由于其特殊的能带结构，使得电子在室温下运动的干扰小，传输质量大大提高。石墨烯在我国的应用及发展趋势石墨烯具有高载流子迁移率和高电流密度的特性。石墨烯的载流子迁移率为150000c㎡/V＜s，是工业硅片载流子迁移率的10倍。电流密度电阻为2亿a/C㎡，相当于铜的100倍。综合分析石墨烯的各种性能和特点，石墨烯作为一种替代材料在高科技领域的应用具有一定的优势，而石墨烯又被称为“新材料之王”的原因。

<三>石墨烯的动态：第一，石墨烯是由六边形结构的碳原子组成的二维结构，组成元素与铅笔芯石墨一样。都是同样的元素，导致不同性能表现的原因在于，原子排列结构不同。石墨烯的特殊结构导致它具有高强度、高硬度、高导热导电性能，以及几乎透明的光学特性。第二，单层石墨烯当前还停留在实验室研发阶段，没有大规模的商业应用案例。媒体上报道的石墨烯电池，是指多层石墨烯，距离实现产业化应用至少5年以上。多层石墨烯通常与其他材料复合应用后，呈现多样化。第三，尽管石墨烯行业处于产业初期，但依然需要密切跟踪它的研究成果，以及对于其他行业的颠覆性的影响。另一方面，也需要考虑一项技术产业化应用的时点，毕竟技术只有真正与行业真实需求相结合，它的价值才能最大化发挥。<四>石墨烯的特点以及应用领域：一，芯片领域石墨烯跟芯片有什么关系呢？1.石墨烯具有的转角结构和超导特性。2018年，科学家发现，当两层石墨烯之间有一个特别小的夹角的时候（大概1.1°），两层石墨烯的薄膜之间会交替出现超导和绝缘的区域，就像是汽油漂在水面上交替出现的彩色条纹一样。这个现象让科学家们非常兴奋。它开启了一个被称为转角电子学的研究领域，1.1°这个角度，就被称为“魔角”。而在这一次的研究中，人们发现了石墨烯一个更重磅的特性，就是通过一个小的电压变化，我们就可以控制这个超导现象的打开或者关闭。正是这个可控的特性，让科学家异常兴奋，甚至看到了未来芯片的一种可能。像我们所熟悉的各种芯片，包括电脑的CPU、手机的AI芯片，还有大量的集成电路器件等等，它最底层的结构单元，其实就是逻辑开关。所以，在遥远的地平线上，科学家们仿佛看到了一种全新的、构成芯片底层结构的可能，那就是用两层石墨烯的夹角结构，也就是“魔角”，构成逻辑开关的阵列。而且这个阵列还有一个特别诱人的特性——那就是超导。要知道现在芯片行业最头疼的一个难题，就是晶体管发热的问题。而石墨烯夹角带来的超导特性，意味着这样的材料不会发热，因此格外吸引人。不过平心而论，因为目前针对石墨烯器件的研究，普遍都在原理阶段。咱们说的这种新型芯片，距离实现看起来还非常非常远。那为什么希望这么渺茫，科学家们还费尽心思地钻研呢？这是因为，这种新型材料很有可能解决信息技术领域最大的“焦虑”——摩尔定律的极限。我们知道，所谓摩尔定律是指单位面积的集成电路数量，平均每18个月就要翻一番。在过去半个多世纪的时间里，摩尔定律一直在延续。单个晶体管的大小，从原来的几百微米，缩小到了今天的7纳米。所以，我们今天的一块手机芯片上，可以有100亿个晶体管。这些就是支持一个手机强大算力的基础设施。但发展到这个地步，用于制作晶体管的硅材料，已经遭遇了“物理极限”——如果晶体管再小下去，很可能就会出现“量子效应”——也就是说，芯片会变得不稳定、不可靠。可是人们对于算力的渴望又是无穷无尽的，就像上面说到的机器视觉超能力，也需要越来越高的算力才能实现。所以在科研领域，有不少科学家都在尝试，不用传统的硅材料作芯片，尝试其他的材料。在这些研究思路之中，有一条就是用碳基芯片代替硅基芯片，石墨烯就是其中之一。这条关于石墨烯的最新进展之所以值得关注，简单来说，就是它通过一种可控的方式，实现了石墨烯在超导和绝缘之间的切换。这个切换，让石墨烯原料成为了一种开关，它能作为一种全新的芯片原理，延续摩尔定律的发展。当然，这些都是从芯片材料的角度对于这项研究的解读。作为早期的学术研究，石墨烯转角结构很可能还会从超导原理、二维材料的设计等等其他方面，发挥意想不到的作用。更多石墨烯行业知识，请关注后期连载。来源：上海锦町实业整理，如需转载，请注明出处。