媒體：“新材料之王”石墨烯在國內淪落為“工業味精”
就連石墨烯的發現者安德烈·海姆也曾一度承認，中國石墨烯產業化水平處於國際領先水平。在今年9月剛剛落幕的石墨烯創新大會上，海姆卻改口稱，中國目前推出的石墨烯產品普遍呈低端化特點。
這一前一後巨大評價落差的背後，折射的或許是石墨烯在中國日漸淪為“工業味精”的現實命運。
據界面新聞9月27日報道，雖然根據中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟數據統計，2015年中國石墨烯相關專利受理數量力壓美韓穩居榜首。然而與上述兩國申請主體以大型企業為主、且石墨烯應用集中於高端產業相比，中國專利申請主體則為高校及科研機構，且將石墨烯主要用作輔助材料，也就是海姆口中的“低端產業”。
報道分析稱，受制於高端應用的長期高投入及高風險，國內中小型民營企業在高端領域少有佈局，實力雄厚的大型國企對石墨烯這一新材料也缺乏積極性。
中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟秘書長李義春對界面指出，與國外相比，中國企業在石墨烯高端應用上的投入差距巨大，相關的高端研發技術落後三年，研發成果已落後五年。因此，李義春建議，政府應在石墨烯高端領域的研發上加大資金支持力度。
不過，中國石墨烯產業奠基人馮冠平對此持有不同看法，他認為“石墨烯作為一種新型材料，其應用領域不存在高低端之分。”
去年9月，“中國製造2025”路線圖中提出中國石墨烯產業總體目標是“2020年形成百億產業規模，2025年整體產業規模突破千億”。有分析人士指出，今明兩年是中國石墨烯產業取得突破的關鍵之年。
以下為文章原文：
十六年前，當科學家安德烈·海姆（Andre Geim）利用強磁場，使青蛙懸浮在空中獲得當年“搞笑諾貝爾物理學獎”時，大概沒有人料到，十年後他因成功製備石墨烯而斬獲了真正的諾貝爾物理學獎。
有“人類最強晶體”之稱的石墨烯於2004年被發現，成為了目前已知最薄最輕，強度最高，韌性最好，導電、導熱性最佳，透光率最高的材料。
與其繁複多樣的性能和應用領域所不相符的是，石墨烯最初的獲取方式竟意外的簡單直接。其發現者海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）通過磨石墨的方法只獲得了數千個原子層厚的石墨片，後來偶然發現學生用來去除石墨表面髒物的透明膠帶上的石墨微片，僅有幾十個原子層厚，在對膠帶進行反覆粘撕後獲得了石墨烯。
石墨烯在中國落地已六年有餘，有關石墨烯的身份角色及應用場景的爭議從未停止過。
石墨烯的發現者安德烈·海姆曾公開表示，中國石墨烯的產業化水平處於國際領先地位。9月22-24日，在青島舉行的2016年中國國際石墨烯創新大會上，他卻指出，中國目前推出的石墨烯產品普遍呈低端化特點，還沒有發揮石墨烯的“真正能量”。
在2014-2016年間，國內企業相繼推出了石墨烯內衣褲、U形枕、輪胎、塗料、加熱片、移動電源、保健用品等產品，多將石墨烯粉體添加至各類產品中改善性能，應用領域極廣。但因用量較少且不發揮主要作用，石墨烯只能作為輔助材料使用，由此獲得了“工業味精”的稱號。
從專利申請數量這一指標來看，中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟的統計數據顯示，2015年中國石墨烯相關專利受理數量為7522件，居全球首位，美、韓緊隨其後。
有別於外國的專利申請主體以大型企業為主，如韓國的三星集團、LG集團和美國的IBM，中國的專利申請主體是高校及科研機構，為一家企業和五所大學，企業申報專利尚未形成規模。
對於一個相對成熟的行業或技術領域而言，專利申請的主體應為企業。國內石墨烯研究領域基本上被高校、科研機構所壟斷，這也説明石墨烯在中國仍是一個新興的技術產業，走出實驗室仍需時間。唯一上榜的中國企業海洋王雖然前期的申請數量較多，但近年來申請數目劇減，且有逐步退出的趨勢。
中國的高校及科研院的數量在全球呈壓倒性的優勢，介入石墨烯行業十分容易。從事化學、物理、材料等相關專業的人才或團隊均可開展研究發表專利，一般國家在專利總量上難以與中國相比。
“多”並不是界定石墨烯產業綜合發展水平的主要因素，關鍵是“誰”。9月9日，江南石墨烯研究院院長張朝暉，在位於西太湖科技產業園的辦公室裏向界面新聞記者表示，真正需要注意的是國外大型公司，“它們的研發成本是國內中小型企業難以匹敵的，它們多根據自身企業的戰略方向和優勢，來深入研究石墨烯的高端應用，十分具有針對性。”
所謂“高端應用”，是指具有高技術含量、高附加值的應用。石墨烯極高的導熱性、導電性、比表面積等優良特性，使其成為儲能、電子、光電器件的首選材料，這些也是石墨烯最有可能發揮決定性作用，成為不可替代的“超級材料”的應用場景。
2014年，全球芯片製造巨頭美國IBM公司推出了世界首個多級石墨烯射頻接收器，是迄今為止最先進的全功能石墨烯芯片，其傳輸速度是硅制芯片的千倍；同年7月，IBM宣佈將在未來五年內，對石墨烯碳芯片技術投資30億美元的研發資金。
此外，韓國三星、LG集團近年也在柔性顯示器、觸控屏等領域與高校合作研發出了成果，相較於目前市場上最成熟的透明導電薄膜材料氧化銦錫（ITO），石墨烯的成本更低，柔韌性更佳，在柔性電子器件及可穿戴設備等應用十分具有發展潛力。
受制於高端應用的長期高投入及高風險，國內中小型民營企業在高端領域少有佈局，實力雄厚的大型國企對石墨烯這一新材料也缺乏積極性。
目前國內約有400多家經營石墨烯業務的企業，將石墨烯作為主營業務的約70家，多呈小型、初創等特點。按經營業務劃分，還可進一步分為粉材企業和膜材企業，前者數量約50家，後者約10家。
“中國的石墨烯產業發展主要依託於民營企業、中小企業以及上市公司的投入，主要目的是為了解決現階段產業提升轉型。”中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟秘書長李義春向界面新聞記者指出，國內的石墨烯產品多為針對兩三年以內可以形成產業的應用。
“例如將石墨烯添加到現有材料裏提升其性能。”他説，“石墨烯的高端應用需要大量資金投入，三五年後才可能形成產業應用，民營企業很難有實力去進行佈局。”
石墨烯民用產品開發成為主流，是中國石墨烯行業現階段的特點之一。該類產品直接面向個人消費者，產品的市場驗證時間不長；工業類產品因為下游客户對材料的應用需要很多工程化的驗證，則需要相對較長的驗證時間，所以目前市場佔比並不大。
9月9日下午，常州二維碳素科技有限公司（下稱二維碳素）總裁金虎，在常州市武進（經發區）西太湖科技產業園二維碳素的總裁辦公室接受界面新聞記者採訪時表示，粉材是作為輔助材料添加於儲能、漿料等多個領域，應用領域極其廣泛，很少的用量就可極大改善產品性能。“粉材是傳統企業轉型的契機，特別是材料行業如鋼鐵、鋁材、複合材料等，大型企業，尤其是國企應多關注石墨烯在自身領域帶來的性能改善。”他説。
不過，輔材的定位使石墨烯粉材企業在拓展自身業務時有不小的難度。因為粉材用量很少，在某個領域的應用對企業的銷售貢獻有限，粉材企業需要開拓的下游領域範圍廣，需要企業自己逐個做商業推廣，難度較大。
“粉材企業一定是應用型企業才具備競爭優勢，純靠出售粉材無法存活。企業一定要做應用，應用產品對企業銷售的貢獻非常大。”金虎對界面新聞記者説。
由於近兩年粉材企業的迅速崛起，相關粉材生產線陸續投產，業內出現了“石墨烯上游產能過剩”的説法。據中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟估計，目前國內石墨烯產能約2000噸，但下游應用卻不到200噸。上游的產能過剩主要集中在粉體材料。
“目前市場上99%的粉體材料都是微米級的石墨片，並不是納米級的石墨烯，兩者不能混為一談，國內納米級的粉體生產線不超過五條。”9月7日，在無錫石墨烯發展示範區中，從事上游粉體制備的無錫納盾科技有限公司總裁凌海林對界面新聞記者説，“目前廣泛使用的氧化還原法所生產出的石墨烯粉體層數較高，甚至有的都不在10層之內，所謂的產能過剩水分較多。”
據國家標準化管理委員會的規定，石墨烯按層數可分為單層石墨烯（1層）、雙層石墨烯（2層）和多層石墨烯（3-10層），石墨烯的性能隨着層數的疊加而逐步遞減，一般超出10層之後幾乎喪失了性能優勢。
不同於石墨烯粉材，膜材可以獨立承擔主體材料的角色。這一差異使得膜材企業可以按量出產，薄膜與應用產品是一對一的，在找準一兩項穩定的下游應用方向後，很容易實現膜材的規模化量產。
儘管如此，膜材企業的下游拓展也不是一帆風順。二維碳素董秘張章對界面新聞記者表示，受下游傳統行業的工藝侷限，還沒有成熟的下游客户瞭解如何去使用或加工膜材，因此產業化推進速度遠沒有達到預期。
“膜材企業未來的商業路線，首先是要將膜材製成功能部件，直接為下游客户呈現成品，才能解決上下游銜接的技術問題。”他説。
“與國外相比，中國企業在石墨烯高端應用上的投入差距巨大，相關的高端研發技術落後三年，研發成果已落後五年。政府應在石墨烯高端領域的研發上加大資金支持力度。”李義春説。
石墨烯
深圳石墨烯協會會長、中國石墨烯產業奠基人馮冠平對此持有不同看法，“石墨烯作為一種新型材料，其應用領域不存在高低端之分。”9月8日下午，在“石墨烯走進常州市民”體驗日活動上，馮冠平對界面新聞記者表示，首先要讓大眾認識到其與自身的緊密關係，將來才能有生命力滲入民用、工業用、軍用等各個領域。對企業而言，目前的首要任務是滿足市場需求並且存活下去。
金虎則認為，對石墨烯應用產品“高低端”應用的評判，實際上是由科研思維和產業化思維的差異造成的。在石墨烯產業推進的過程中，科學家與企業家這兩類羣體各自扮演了不同的角色。
“業內對石墨烯產品低端化的評價，是典型的科學家思維。但產業化必須要知道市場需要什麼，然後最快地予以滿足，這才是推進產業化的金科玉律。”金虎説。
2014-2016年間，中國國家主席習近平先後到訪江蘇省、英國、黑龍江市調研石墨烯，期間國家發改委、工信部、科技部等部門密集推出相關利好政策。但在業內呼籲啓動石墨烯高端應用領域專項資金的背景下，相關部委在資金扶持方面並沒有實質性動作。李義春認為，相比於國外在高端應用上的資金投入，國內目前做得明顯不夠。
“政府在這方面能做的有限。”江南石墨烯研究院院長張朝暉表示，“國內外政府都出台了不少政策扶持產業，但高端應用還是要靠大型企業解決。國內的高端科研多散落在各個科研院所，沒有具備實力的大型企業來主導。”
一位不願具名的業內人士則指出，政府在資金方面遲遲沒有動作是由於“十二五”重大專項的“前車之鑑”。“十二五”重大專項將大量資金投給了高校和科研機構，希望能通過它們孵化出企業，做出高端產業化的成績，結果並不盡如人意，事實證明這也是一條錯誤的道路。
去年9月，國家制造強國建設戰略諮詢委員會發布了《〈中國製造2025〉重點領域技術路線圖（2015版）》，提出中國石墨烯產業總體目標是“2020年形成百億產業規模，2025年整體產業規模突破千億”。
儘管國內石墨烯應用還存在很多問題，但一位機構分析師表示，今年以來，國內石墨烯應用已經取得一定突破。例如，通過石墨烯粉末製備手機導熱膜，取代原有以炭黑為材料的導熱膜，以及石墨烯薄膜在加熱膜領域的應用都是產業化前沿的成果。
“2016-2017年是石墨烯產業能否取得突破的關鍵之年。如果這兩年沒有實現產業化應用突破，現有的石墨烯產業規劃目標很難實現。一兩年後沒有成果，政策支持力度也會下降。”在談到石墨烯應用前景時，該分析師謹慎地回答。
（記者 江帆 劉燦邦 孟令稀）