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石墨烯產業到了投資時機嗎？——從廣汽與歐陽明高院士的爭論說起
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發布時間：2022-01-14
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在2021年1月19日的“2021中國電動汽車百人會論壇”上，歐陽明高院士指出“要快充、還要續航長、還要便宜，不現實”。廣汽埃安的總經理還隔空放炮表示不服。2022年1月5日，廣汽埃安宣布續航里程1008公里的AION LX Plus正式量產上市，而且售價僅28.66萬元起。電池技術實現了超級快充、超長續航和超級安全，“8分鐘可充滿80%”“NEDC續航1000公里”。不到一年就敢“打臉”國內新能源汽車技術的領袖級大咖。且不說技術水平到底有多高，銷量好不好，至少這是全球第一個實現續航一千公里量產的新能源汽車。其“秘訣”就是神奇的石墨烯。其實新能源電池只是石墨烯的一個應用分支。它被譽為“新材料之王”，早已聲名遠播。從2004年諾獎開始，到現在16年過去?？傮w上還是雷聲大雨點小。到底該怎么看這個行業？新材料是戰興產業的基礎及先導和龍骨，石墨烯是新材料中的“新中之新”。納米材料（碳納米管）--二維材料--石墨烯，石墨烯是二維材料大家族的一員。二維材料是指電子僅可在兩個維度的非納米尺度（1-100nm）上自由運動（平面運動）的材料，如納米薄膜、超晶格、量子阱。繼2004年石墨烯（graphene），后續又有一些其他的二維材料陸續被分離出來，如：黑磷、錫烯、硅烯、六方氮化硼等。石墨烯(Graphene)是由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，是目前世界上五個“最”的材料：一是電阻率最小。非常敏感，稍微有一點風吹草動，比如氣體分子撞了它一下就變形了，電阻也發生變化。所以，它可以用來制造高靈敏度的傳感器。二是電子遷移率最高。電子在石墨烯內部跑得很快，石墨烯如果取代硅，有望讓計算機處理器的運行速度快數百倍。三是導熱率最高。比銀銅都要強好幾倍，可以推動超級電容器達5倍以上的容量。加入鋰電池電極中能夠大幅提高導電性能。四是比表面積很大透光性還特別好，每克達2600多平方米。如果用來做顯示屏，就能做到最薄最輕，有望引發觸摸屏和顯示器產品的革命，制造出可折疊、伸縮的顯示器件。五是最硬與柔韌性最強。石墨烯的厚度是頭發絲的20萬分之一，強度比鋼材高200倍。1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克，但是可以承受一只小貓?？梢宰龀p型飛機材料、超堅韌的防彈衣和“太空電梯”的纜線。因為有這么多的優點，讓石墨烯在電磁屏蔽、柔性顯示、新能源電池，還有海水淡化、儲氫材料、航空航天、衛生醫療等等領域都得到了廣泛關注，而且在很多領域都有可能帶來顛覆性的變革。
一個材料要產業化，首要的問題是解決高質量低成本的規?；苽潆y題。目前石墨烯的粉體制造質量不穩定、性質差異性大、成本高，下游應用受到很大的制約。單層或少層的石墨烯產品目前在工業領域很難實現量產，更多的是不具備石墨烯物理性能的“類石墨烯”產品。以石墨烯薄膜為例，因無法避免在生長過程的結構缺陷和因轉移過程導致的表面污染，實際上使電阻較高，無法匹配其優異電學性能。截至目前，除中國外，全球有數千家公司涉足石墨烯相關的研究和開發，其中包括IBM、英特爾、美國晟碟、陶氏化學、通用、杜邦、施樂、三星、洛克希德·馬丁、波音、索尼等。目前國際上從事石墨烯產業研究的國家包括英國、美國、歐盟、韓國和日本等，各國發展狀況不同。英國：作為石墨烯的“誕生地”，英國在石墨烯的基礎研發方面居于全球領先地位。美國：美國對石墨烯的研究投入較早，石墨烯產業化和應用進程相對較快，其產業布局也呈現多元化，產業鏈相對比較完整，基本覆蓋了從制備及應用研究— 石墨烯產品生產 — 下游應用整個環節。不僅擁有IBM、英特爾、波音等眾多研發實力強勁的大型企業，還誕生了眾多小型石墨烯企業。美國國防部、國家自然科學基金也投入巨資，重點在石墨烯晶體管、能量存儲、超級電容器等領域支持石墨烯產業研發及產業化。歐盟：石墨烯旗艦研究項目是歐盟選定的首批技術旗艦項目之一，13個重點研發領域，主要包括生物傳感器、薄膜技術、面向能源應用的催化劑、面向復合材料和能源應用的功能材料、功能涂層和界面、GRM與半導體器件的集成等。韓國：韓國三星集團和LG公司為主，石墨烯柔性顯示、觸摸屏以及芯片等領域的國際領先地位。日本：依托碳材料產業基礎，日立、索尼、東芝等，在石墨烯薄膜、新能源電池、半導體、復合材料、導電材料等應用領域。2020年中國石墨烯總產能約1萬噸，產能利用率不足5%。受技術標準、產品成本以及市場拓展等方便因素影響，石墨烯下游應用市場發展進程相對較慢。殺手锏級應用好像一直沒有出現。以華麗家族為代表的早期企業，十年努力，一地雞毛。天眼查數據顯示，截至2021年11月30日，我國已注冊石墨烯企業11432家。按照劉忠范院士說的企業有16000多家。國內目前的石墨烯公司大多分布在江蘇+寧波市+北京+深圳+青島。在能源、新材料、電子信息、可穿戴設備、電動汽車等諸多領域形成了產業集群。
石墨烯屬于新材料產業，這個產業有三高三長（難度高、投入高、門檻高，研發周期長、驗證周期長、應用周期長）的特點，只有產業鏈龍頭企業才有能力進行持續創新。石墨烯產業作為基礎材料，決定其發展的關鍵因素除了材料本身的高質量低價格的穩定批產，還在于產業鏈上下游形成一個相輔相成的完整生態。如基礎研發、材料制備設備、下游應用產品的開發等等。有了產業鏈、創新鏈，才有價值鏈。據多個業內專家介紹，上萬家石墨烯企業到目前為止只有極少數真的賺錢。為什么？2021年12月份，一年一度的中國國際石墨烯創新大會上，諾獎獲得者安德烈·海姆說“石墨烯正從學術界走向工業界”。他有一個觀點：一個新材料從實驗室走到產業化需要40年左右的時間。石墨烯是從學術研究轉化到實際應用最快的材料。世界上各大著名企業的研究和產業化沒有停止，還在加快。
三星、華為等公司在編織專利的天羅地網，成千上萬家企業在上游方法、設備，到下游材料，深加工、產品，都在尋機突破。好消息越來越多。指望獨立于現有產品之外的“殺手锏”式的應用不現實，科技創新一定是循序漸進的。最有希望實現產業突破的應用就在習以為常產品的“添加”改性。廣汽的突破可能就是石墨烯產業拐點的一個標志。華為、三星等，很多企業的產業鏈企業陸續在宣布進展。最有可能帶動石墨烯產業突破的主要在四個領域，傳感器領域、儲能和新型顯示領域、半導體材料領域、生物醫學領域。如增強復合材料、石墨烯光傳感器、海綿傳感器，超級電容、石墨烯單晶晶圓、芯片生物傳感器、石墨烯晶體管光學調制器、石墨烯鋰離子電池、觸摸屏、導熱膜等。
在改變人們生活的最終產品領域。如3C應用的三星、蘋果、華為的產業鏈；如新能源電池應用的廣汽、特斯拉產業鏈；如軍工產品應用的洛克希德·馬丁、波音、中國軍工配套企業（防彈衣，裝甲車防護墊）等。投資標的就在這些企業供應鏈中的產品改性上。還有一類，就是跟老百姓生活最接近的，打“石墨烯”技術插邊球，如“石墨烯竹炭”“石墨烯內衣”“石墨烯面膜”“石墨烯地熱”等產品的企業，老百姓還是很吃這一套的。有部分企業可能會以‘貿工技’的路線，成為石墨烯技術應用的龍頭。借用技術創新成長曲線理論來分析，石墨烯現在是創新的第三波，波谷。越是最悲觀的時候，越是值得投資人關注的時候。
另外，因為石墨烯可添加改性這一特質，要比一般的新材料應用要快一半時間?，F在已經16年，未來5年可能會有大的產業發展。作為立志“投資改變中國”的瑞鵬資產來說，石墨烯是一個不可回避的新材料產業前沿，現在已經到了行業爆發的拐點。我們應該高度重視石墨烯產業，并從3C龍頭和軍工的產業鏈配套企業入手，研究布局投資機會。
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