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“新材料之王”石墨烯引領(lǐng)電子變革
石墨烯是目前人類已知強(qiáng)度最高、韌性最好、質(zhì)量最輕、導(dǎo)電性最佳的材料，也被認(rèn)為是未來(lái)最有可能得到大力發(fā)展的新技術(shù)之一?？墒且?yàn)榧夹g(shù)難度高，目前尚未得到大范圍應(yīng)用。而據(jù)報(bào)道，繼石墨烯薄膜在華為Mate20X得到首次應(yīng)用之后，華為近期發(fā)布的國(guó)內(nèi)首款5G平板MatePadPro5G搭載了超厚3D石墨烯散熱技術(shù)。
該技術(shù)以石墨烯為原料，采用多層石墨烯堆疊而成的高定向?qū)崮?，具有機(jī)械性能好、導(dǎo)熱系數(shù)高、質(zhì)量輕、材料薄、柔韌性好等特點(diǎn)。
值得一提的是，華為前不久剛剛投資了常州富烯科技，進(jìn)一步布局石墨烯技術(shù)，后者現(xiàn)有產(chǎn)品包括石墨烯導(dǎo)熱膜、石墨烯導(dǎo)熱片、石墨烯泡沫膜等，華為及榮耀手機(jī)所用的“石墨烯液冷散熱”方案就是富烯科技提供的材料。
手機(jī)散熱性能的提升，為導(dǎo)熱材料的發(fā)展提供了機(jī)會(huì)。手機(jī)散熱方案多元化，主要包含石墨片、石墨膜、金屬背板、導(dǎo)熱凝膠、液冷技術(shù)(均熱板)等，未來(lái)考慮多種方式結(jié)合或研發(fā)更多可行方向。
隨著5G手機(jī)換機(jī)潮和基站建設(shè)高峰到來(lái)，石墨烯有望迅速擴(kuò)大在電子設(shè)備散熱方案中的應(yīng)用。
產(chǎn)業(yè)化方面，石墨烯在戰(zhàn)略前沿材料中占據(jù)關(guān)鍵地位。當(dāng)前石墨烯正處于大規(guī)?；跋?，業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程望明顯提速。
中國(guó)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)石墨烯產(chǎn)業(yè)“2020年形成百億產(chǎn)業(yè)規(guī)模，2025年整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模破千億”的發(fā)展目標(biāo)。
石墨烯是從石墨材料中剝離出來(lái)，由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。
石墨烯因?yàn)槠涮厥獾慕Y(jié)構(gòu)，具有突出的力學(xué)性能，電磁性能，熱學(xué)性能，透光率和滲透率等特性，使其成為材料科學(xué)研究熱點(diǎn)，在許多領(lǐng)域都有應(yīng)用前景。
石墨烯是目前已知的世界上最薄的材料(0.34nm)，也是有史以來(lái)被證實(shí)的最結(jié)實(shí)的材料，強(qiáng)度可達(dá)130GPa，其具有極好的彈性，可被拉伸至自身尺寸的120%。
石墨烯具有極強(qiáng)的導(dǎo)熱性能，單層石墨烯的熱導(dǎo)率可達(dá)5000 W/m·K，是室溫下純金剛石的3倍，金屬銅的12倍。石墨烯還具有優(yōu)良的透光性能，光子透過(guò)率高97.4%，其理論比表面積高達(dá)2630 m2·g-1。
根據(jù)石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的數(shù)據(jù)，在專利技術(shù)來(lái)源方面，中國(guó)的石墨烯最早優(yōu)先權(quán)專利占比達(dá)66.6%，其次是韓國(guó)、美國(guó)和日本，占比分別為12.3%、9.7%和3.1%，來(lái)源于中國(guó)的石墨烯專利已大幅領(lǐng)先于其他國(guó)家/地區(qū)。
石墨烯的上游包括石墨等資源、設(shè)備和系統(tǒng)等，下游應(yīng)用領(lǐng)域包括導(dǎo)熱、導(dǎo)電、柔性顯示屏和油墨涂料等，中游有石墨烯粉體和石墨烯薄膜兩種產(chǎn)品形態(tài)。
隨著石墨烯在鋰電池、觸控屏等領(lǐng)域應(yīng)用的逐漸興起，對(duì)于產(chǎn)業(yè)鏈上游石墨烯的需求日益增加，業(yè)界最關(guān)心的問(wèn)題已成為如何實(shí)現(xiàn)石墨烯原料的大規(guī)模制備，這也是目前制約石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。
國(guó)內(nèi)政策的推進(jìn)速度與覆蓋范圍不斷加大，吸引了大量的產(chǎn)業(yè)資本不斷投入到石墨烯的相關(guān)研究與商業(yè)化應(yīng)用方面。當(dāng)前國(guó)家在全國(guó)建立了多個(gè)石墨烯產(chǎn)業(yè)園和石墨烯聯(lián)盟。
常州、寧波、青島、重慶、無(wú)錫等地率先設(shè)立石墨烯產(chǎn)業(yè)園，江蘇、內(nèi)蒙古、山東等地也成立了石墨烯聯(lián)盟，有利于進(jìn)一步整合上下游資源，完善石墨烯創(chuàng)新體系，促進(jìn)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展，同時(shí)有利于國(guó)家的宏觀調(diào)控。
同時(shí)，國(guó)內(nèi)各種石墨烯優(yōu)秀企業(yè)也不斷涌現(xiàn)，雖然高端產(chǎn)品因成本，技術(shù)問(wèn)題短時(shí)間難以得到大面積的突破，但是一些低端產(chǎn)品已經(jīng)在一些公司得到了商業(yè)化生產(chǎn)。
國(guó)內(nèi)廠商青島昊鑫、天奈科技主要產(chǎn)品包括石墨烯、碳納米管導(dǎo)電劑;第六元素主要產(chǎn)品有石墨烯粉末和石墨烯薄膜、三順納米和德方納米主要產(chǎn)品有碳納米管導(dǎo)電劑。
青島昊鑫的主要客戶有比亞迪、國(guó)軒高科、東莞鑫泰通、江西安馳、蕪湖天弋等;天奈科技客戶有寧德時(shí)代、比亞迪;第六元素的客戶有道蓬科技、烯旺新材料、華騏電子等;德方納米的主要客戶包括寧德時(shí)代，湖北金泉，比亞迪，航天電源，贛鋒鋰業(yè)等企業(yè)。
從2012年的新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃起，國(guó)家逐漸開(kāi)始不斷通過(guò)各種利好政策，推動(dòng)石墨烯的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，而最近的新材料“十三五”規(guī)劃也將石墨烯作為先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)。
隨著石墨烯產(chǎn)業(yè)化方向逐漸清晰，石墨烯已成為我國(guó)未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)之一。
