石墨烯作為一種具有優(yōu)異電學(xué)、機(jī)械和熱學(xué)性能的二維材料,自發(fā)現(xiàn)以來(lái)便備受學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的關(guān)注。近年來(lái),石墨烯技術(shù)在制備工藝、應(yīng)用拓展和產(chǎn)業(yè)化方面取得了顯著進(jìn)展,逐漸從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng),展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。中國(guó)憑借政策扶持、產(chǎn)業(yè)鏈完整度及應(yīng)用場(chǎng)景拓展優(yōu)勢(shì),已成為全球石墨烯產(chǎn)業(yè)的核心參與者,形成覆蓋原料制備、薄膜/粉體加工到下游應(yīng)用的全鏈條生態(tài)。當(dāng)前,行業(yè)正處于從“技術(shù)驗(yàn)證”向“規(guī)?;逃谩笨缭降年P(guān)鍵階段,新能源、電子信息、生物醫(yī)療等領(lǐng)域的爆發(fā)式需求,與制備工藝突破、成本下降形成共振,推動(dòng)石墨烯從“材料替代”向“系統(tǒng)解決方案”升級(jí),成為支撐制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略新材料。
石墨烯行業(yè)現(xiàn)狀分析
政策層面,2021年,工信部發(fā)布《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》,首次明確提出支持石墨烯新材料的發(fā)展。隨后,我國(guó)先后出臺(tái)《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》《國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》《“十三五”材料領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》等文件,確立石墨烯在我國(guó)新時(shí)代制造業(yè)發(fā)展中的重要戰(zhàn)略地位,鼓勵(lì)在電化學(xué)儲(chǔ)能、海洋工程、柔性電子器件、重大環(huán)保技術(shù)裝備、汽車、航天航空行業(yè)等領(lǐng)域拓展石墨烯應(yīng)用。
在技術(shù)層面,制備工藝的成熟度直接決定產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。化學(xué)氣相沉積法(CVD)通過(guò)等離子體增強(qiáng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)單層薄膜連續(xù)化生產(chǎn),良品率突破90%,推動(dòng)柔性電子器件進(jìn)入量產(chǎn)臨界點(diǎn);機(jī)械剝離法與氧化還原法在粉體材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)萬(wàn)噸級(jí)產(chǎn)能,但高端薄膜成本仍受限于層數(shù)控制精度與缺陷密度,導(dǎo)致良率波動(dòng)。同時(shí),標(biāo)準(zhǔn)體系缺失與檢測(cè)方法差異加劇市場(chǎng)亂象,上下游企業(yè)需求脫節(jié)、生態(tài)協(xié)同薄弱等問(wèn)題,進(jìn)一步延緩了實(shí)驗(yàn)室成果向商業(yè)落地的轉(zhuǎn)化效率。
應(yīng)用領(lǐng)域呈現(xiàn)“新能源主導(dǎo)、多點(diǎn)開花”的特征。在新能源電池領(lǐng)域,石墨烯作為電極材料可提升能量密度與快充性能,成為電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航突破與儲(chǔ)能系統(tǒng)效率升級(jí)的關(guān)鍵;電子信息領(lǐng)域,柔性屏幕、高頻晶體管等器件加速迭代,展現(xiàn)出替代傳統(tǒng)硅基材料的潛力;生物醫(yī)療領(lǐng)域,藥物載體、神經(jīng)接口等創(chuàng)新應(yīng)用打開治療新場(chǎng)景,推動(dòng)健康產(chǎn)業(yè)智能化轉(zhuǎn)型。然而,高端應(yīng)用場(chǎng)景開發(fā)滯后,多數(shù)企業(yè)仍依賴中低端材料市場(chǎng),導(dǎo)致行業(yè)整體盈利水平偏低,早期技術(shù)企業(yè)面臨資金壓力。
據(jù)中研產(chǎn)業(yè)研究院《2025-2030年中國(guó)石墨烯行業(yè)市場(chǎng)分析及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》分析:
根據(jù)《2024中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書》披露的數(shù)據(jù)以及各公司官網(wǎng)披露的數(shù)據(jù)顯示,2021-2023年中國(guó)石墨烯粉體產(chǎn)能逐年遞增,2023年達(dá)到2萬(wàn)噸/年。在全球競(jìng)爭(zhēng)格局中,中國(guó)雖在產(chǎn)能與市場(chǎng)規(guī)模領(lǐng)先,但核心專利數(shù)量仍落后于美、韓等技術(shù)強(qiáng)國(guó)。跨國(guó)公司通過(guò)專利壁壘限制下游出口,倒逼國(guó)內(nèi)企業(yè)加強(qiáng)原創(chuàng)技術(shù)儲(chǔ)備,行業(yè)正從“規(guī)模擴(kuò)張”向“質(zhì)量提升”轉(zhuǎn)型,頭部企業(yè)憑借完整生產(chǎn)線與成熟銷售網(wǎng)絡(luò)占據(jù)主導(dǎo),中小企業(yè)則需在細(xì)分領(lǐng)域?qū)ふ也町惢粐窂健?/p>
當(dāng)前,中國(guó)石墨烯行業(yè)正經(jīng)歷從“產(chǎn)能驅(qū)動(dòng)”向“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)”的深層變革。一方面,制備技術(shù)的持續(xù)突破與成本下降為規(guī)模化應(yīng)用掃清障礙——等離子體增強(qiáng)CVD技術(shù)使薄膜成本驟降,生物提取法等綠色工藝進(jìn)一步降低環(huán)境負(fù)荷,AI控制的智能化生產(chǎn)將缺陷率壓縮至0.01/μm2,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)從“經(jīng)驗(yàn)制造”向“數(shù)字制造”躍遷。另一方面,下游需求的結(jié)構(gòu)性變化重塑市場(chǎng)邏輯:新能源領(lǐng)域從“材料添加”向“系統(tǒng)設(shè)計(jì)”升級(jí),氫能儲(chǔ)運(yùn)、固態(tài)電池等前沿應(yīng)用打開增長(zhǎng)空間;電子信息領(lǐng)域從“器件改良”向“架構(gòu)重構(gòu)”突破,太赫茲通信、柔性電子等技術(shù)有望顛覆現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)格局;生物醫(yī)療領(lǐng)域從“單點(diǎn)應(yīng)用”向“生態(tài)構(gòu)建”延伸,形成從診斷到治療的全鏈條解決方案。這種“技術(shù)突破—成本下降—需求爆發(fā)—生態(tài)協(xié)同”的正向循環(huán),正推動(dòng)石墨烯產(chǎn)業(yè)穿越“死亡之谷”,邁向萬(wàn)億級(jí)市場(chǎng)的關(guān)鍵拐點(diǎn)。
石墨烯行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測(cè)
政策層面,國(guó)家“十四五”規(guī)劃將石墨烯納入新材料前沿領(lǐng)域。2021年,國(guó)家發(fā)改委發(fā)布了《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃綱要》,提出大力支持發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)任務(wù)。地方政府通過(guò)專項(xiàng)基金、產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)與標(biāo)準(zhǔn)體系完善,構(gòu)建從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用轉(zhuǎn)化的全周期支持體系。環(huán)保政策倒逼下,低污染制備工藝逐步替代傳統(tǒng)技術(shù),為產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供保障。
技術(shù)趨勢(shì)聚焦“低成本、高性能、綠色化”三大方向。制備技術(shù)方面,卷對(duì)卷CVD設(shè)備突破連續(xù)化生產(chǎn)瓶頸,純物理剝離工藝實(shí)現(xiàn)納米級(jí)別規(guī)?;a(chǎn),推動(dòng)粉體與薄膜成本持續(xù)下降;復(fù)合材料領(lǐng)域,石墨烯與金屬、陶瓷、高分子的復(fù)合技術(shù)成熟,強(qiáng)度提升,成本降低,在航空航天、汽車輕量化等領(lǐng)域展現(xiàn)替代優(yōu)勢(shì);智能化生產(chǎn)與數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用,將進(jìn)一步提升產(chǎn)品穩(wěn)定性與定制化能力,打開高端市場(chǎng)空間。
國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中,中國(guó)正從“技術(shù)跟隨”向“規(guī)則制定”躍遷。通過(guò)加強(qiáng)基礎(chǔ)專利布局、主導(dǎo)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定,逐步打破歐美技術(shù)壟斷;同時(shí),依托完整產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì),推動(dòng)石墨烯材料出口規(guī)模擴(kuò)大,在東亞、歐洲等市場(chǎng)建立供應(yīng)鏈主導(dǎo)地位,成為全球產(chǎn)業(yè)變革的核心參與者。
展望未來(lái),石墨烯產(chǎn)業(yè)將呈現(xiàn)三大趨勢(shì):一是技術(shù)路線從“單一材料”向“復(fù)合體系”拓展,與金屬、高分子等材料的跨界融合,催生高性能結(jié)構(gòu)材料與功能器件;二是應(yīng)用場(chǎng)景從“消費(fèi)電子”向“高端制造”延伸,在航空航天、深海裝備等極端環(huán)境領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破;三是產(chǎn)業(yè)模式從“材料供應(yīng)”向“解決方案”轉(zhuǎn)型,上下游企業(yè)通過(guò)聯(lián)合研發(fā)、生態(tài)共建,形成“技術(shù)—產(chǎn)品—市場(chǎng)”的閉環(huán)。
作為支撐新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵材料,石墨烯的發(fā)展不僅關(guān)乎企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,更決定國(guó)家在高端制造領(lǐng)域的話語(yǔ)權(quán)。通過(guò)持續(xù)創(chuàng)新突破、完善政策生態(tài)、強(qiáng)化國(guó)際合作,中國(guó)有望在全球石墨烯產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)主導(dǎo)地位,推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)從“跟跑”向“并跑”“領(lǐng)跑”跨越,為制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)注入強(qiáng)勁動(dòng)能。
想要了解更多石墨烯行業(yè)詳情分析,可以點(diǎn)擊查看中研普華研究報(bào)告《2025-2030年中國(guó)石墨烯行業(yè)市場(chǎng)分析及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》。
























研究院服務(wù)號(hào)
中研網(wǎng)訂閱號(hào)