摘要：近年來，隨著全球石墨烯研發(fā)成果陸續(xù)進入市場，疊加下游涂料、消費電子以及新能源等產(chǎn)業(yè)保持快速增長，石墨烯材料市場需求不斷擴大，市場規(guī)模也隨之增長。截至2023年12月底，中國石墨烯材料市場規(guī)模約為386億元，同比增長15.22%。

一、定義及分類

石墨烯是碳的同素異形體，碳原子以sp2雜化鍵合形成單層六邊形蜂窩晶格石墨烯。利用石墨烯的晶體結(jié)構(gòu)可以構(gòu)建富勒烯（C60）、石墨烯量子點，碳納米管、納米帶、多壁碳納米管和納米角。石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景，被認為是一種未來革命性的材料。石墨烯材料可分為單層石墨烯、雙層石墨烯、少層石墨烯和多層石墨烯。

二、行業(yè)政策

1、主管部門和監(jiān)管體制

石墨烯材料行業(yè)主管部門是國家發(fā)展和改革委員會和工業(yè)和信息化部。國家發(fā)展和改革委員會主要負責(zé)研究制定行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、產(chǎn)業(yè)政策和總體規(guī)劃，指導(dǎo)技術(shù)改造，以及審批和管理投資項目等。工業(yè)和信息化部主要負責(zé)擬訂實施行業(yè)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)政策和標準，監(jiān)測工業(yè)行業(yè)日常運行，推動重大技術(shù)裝備發(fā)展和自主創(chuàng)新，管理通信業(yè)，指導(dǎo)推進信息化建設(shè)，協(xié)調(diào)維護國家信息安全等。

2、行業(yè)相關(guān)政策

近十年以來，石墨烯材料在全球受到廣泛關(guān)注。中國石墨烯產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，近年來，國家政府部門陸續(xù)出臺了多項政策對石墨烯相關(guān)產(chǎn)業(yè)進行系統(tǒng)布局?！?021年工業(yè)和信息化標準工作要點》《原材料工業(yè)“三品”實施方案》《關(guān)于加快推動制造業(yè)綠色化發(fā)展的指導(dǎo)意見》等政策提出加強產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)標準和強制性標準制定；鼓勵實施前沿材料前瞻布局行動，積極培育石墨烯材料、量子材料、智能材料等前沿新材料，進一步提升高端產(chǎn)品有效供給能力，鼓勵強化對戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和國家重大工程的支撐作用；支持推進石墨烯等新材料制造綠色環(huán)保發(fā)展。一系列支持性政策法規(guī)的出臺，對石墨烯材料行業(yè)進行支持和引導(dǎo)，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境。

三、發(fā)展歷程

石墨烯存在于自然界，且難以剝離出單層結(jié)構(gòu)，將石墨烯一層層疊起來即為石墨，厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。2004年，英國曼徹斯特大學(xué)的兩位科學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃消洛夫從高定向熱解石墨中剝離出石墨片，將薄片的兩面粘在一種特殊的膠帶上，撕開膠帶，就能把石墨片一分為二。隨著不斷地操作，石墨片越來越薄直至得到僅由一層碳原子構(gòu)成的薄片，即為石墨烯。2010年，英國曼徹斯特大學(xué)的兩位科學(xué)家獲得諾貝爾物理學(xué)獎，石墨烯常見的粉體生產(chǎn)方法拓展為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法等。2018年3月31日，中國首條全自動量產(chǎn)石墨烯有機太陽能光電子器件生產(chǎn)線在山東菏澤啟動，該項目主要生產(chǎn)可在弱光下發(fā)電的石墨烯有機太陽能電池，破解了應(yīng)用局限、對角度敏感、不易造型這三大太陽能發(fā)電難題。同年6月，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟發(fā)布團體標準《含有石墨烯材料的產(chǎn)品命名指南》，規(guī)定了石墨烯材料相關(guān)新產(chǎn)品的命名方法。目前，石墨烯材料被列為多個國家戰(zhàn)略發(fā)展材料，產(chǎn)量大幅度上漲，應(yīng)用場景不斷擴大。

四、行業(yè)壁壘

1、技術(shù)壁壘

石墨烯材料屬于技術(shù)密集型行業(yè)，具有非常高的專業(yè)技術(shù)壁壘。針對高性能石墨烯材料而言，要想攻克高定向組裝石墨烯產(chǎn)品的規(guī)?；?、低成本制備技術(shù)和石墨烯材料的結(jié)構(gòu)修復(fù)與熱導(dǎo)率提升技術(shù)這兩大關(guān)鍵技術(shù)障礙，需要在材料配方、原材料選購、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝、自動化等多個方面形成自主技術(shù)，并經(jīng)過大量的生產(chǎn)實踐不斷進行優(yōu)化，而普通企業(yè)在沒有充分行業(yè)經(jīng)驗及技術(shù)積累的情況下，難以在短時間內(nèi)實現(xiàn)。

2、客戶認證壁壘

石墨烯材料目前最主要的下游應(yīng)用領(lǐng)域為中高端智能手機、平板電腦等消費電子行業(yè)。一般大型的消費電子品牌商基于對產(chǎn)品質(zhì)量、成本控制等因素考慮，均會建立嚴格的供應(yīng)商認證體系。消費電子產(chǎn)品中的石墨烯散熱器件作為一種高度定制化的產(chǎn)品，需要根據(jù)客戶的個性化需求，有針對性地設(shè)計出相應(yīng)的產(chǎn)品方案，從而對石墨烯材料生產(chǎn)商提出較高要求。且石墨烯材料供應(yīng)商一旦進入下游客戶的供應(yīng)鏈，通常不會被輕易更換。定制化設(shè)計與生產(chǎn)能力、長期技術(shù)驗證的持續(xù)投入以及客戶對供應(yīng)商的品牌信任，也構(gòu)筑起了較高的進入壁壘。

3、人才壁壘

石墨烯材料的制備涉及氧化石墨烯原料解離分散、漿料涂覆及干燥、高溫加壓熱處理還原、碳自由基修復(fù)、真空壓延加工、模切成型、熱設(shè)計仿真以及成品檢測等多個工藝流程，綜合了熱力學(xué)、空氣動力學(xué)、流體力學(xué)、電學(xué)、材料學(xué)、機械工程、自動化、信息化等多個學(xué)科領(lǐng)域，對多學(xué)科、復(fù)合背景的人才需求量較大。隨著 5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，石墨烯等新型材料的應(yīng)用市場不斷擴大，對企業(yè)管理人才及技術(shù)人才提出了更高的要求。目前，石墨烯材料的技術(shù)人才主要集中在高校和科研院所，產(chǎn)業(yè)化人才相對緊缺，公司的技術(shù)人才隊伍以自主培養(yǎng)為主，從而對行業(yè)新進入者構(gòu)成了極高的人才壁壘。

4、資金和規(guī)模壁壘

石墨烯材料下游終端產(chǎn)品更新?lián)Q代快，對上游供應(yīng)商的規(guī)?；a(chǎn)、自動化水平、質(zhì)量控制及產(chǎn)品交付及時性均有較高要求。規(guī)?；a(chǎn)的實現(xiàn)需要大量生產(chǎn)、檢測等設(shè)備作為支撐，對資金投入要求較高。同時，消費電子、汽車電子等下游應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展較快，為滿足不斷變化的下游需求，持續(xù)性的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品升級同樣需要較大的研發(fā)投入和資金支持。只有企業(yè)達到一定的生產(chǎn)規(guī)模才能有效降低生產(chǎn)成本，形成市場競爭優(yōu)勢，因而形成較高的資金和規(guī)模壁壘。

五、產(chǎn)業(yè)鏈

1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

石墨烯材料從發(fā)現(xiàn)至今僅10余年，其各項優(yōu)異特性雖經(jīng)理論研究論證、實驗室測試認證，但到真正的中試、量產(chǎn)并商業(yè)化應(yīng)用同樣需要很長時間，仍處在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期。石墨烯材料產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為石墨礦、CVD設(shè)備、甲烷等原材料供應(yīng)商。其中，石墨礦是制備石墨烯的重要原料之一，近十年來我國石墨產(chǎn)量穩(wěn)居全球第一，目前國內(nèi)年產(chǎn)量穩(wěn)定在80萬噸左右。我國國內(nèi)晶質(zhì)石墨資源主要分布在黑龍江、內(nèi)蒙古、四川、山西等地，儲量相對豐富，為我國石墨烯材料生產(chǎn)奠定堅實的基礎(chǔ)。

石墨烯材料應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，其產(chǎn)品可大致分為薄膜和粉體兩大類。其中，石墨烯粉體多應(yīng)用于涂料和鋰離子電池領(lǐng)域；石墨烯薄膜則因透明、導(dǎo)電、柔性好等優(yōu)點，多應(yīng)用于汽車電子、消費電子、光子及光電設(shè)備等領(lǐng)域。未來在智能可穿戴設(shè)備、ICT 設(shè)備、航空航天、海水淡化、醫(yī)療器械等應(yīng)用領(lǐng)域的滲透率有望逐步提升。

石墨烯材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

石墨礦

雞西長源礦業(yè)有限公司

淅川縣中泰華龍石墨有限公司

中國石墨集團有限公司

湖南中加石墨股份有限公司

CVA設(shè)備

北京北方華創(chuàng)真空技術(shù)有限公司

深圳市捷佳偉創(chuàng)新能源裝備股份有限公司

中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)股份有限公司

國機精工集團股份有限公司

拓荊科技股份有限公司

甲烷

金宏氣體股份有限公司

杭氧集團股份有限公司

湖南凱美特氣體股份有限公司

廣東華特氣體股份有限公司

上游

方大炭素新材料科技股份有限公司

江西寧新新材料股份有限公司

平頂山東方碳素股份有限公司

常州二維碳素科技股份有限公司

中游

防腐涂料

鋰離子電池

汽車電子

消費電子

儲氫材料

航空航天

下游

2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析

（1）方大炭素新材料科技股份有限公司

方大炭素新材料科技股份有限公司成立于1999年，是世界領(lǐng)先的石墨電極及炭素制品的專業(yè)化生產(chǎn)和銷售公司。方大炭素主要從事石墨電極、塊狀炭磚、等靜壓石墨、核電用炭/石墨材料、石墨烯材料、碳/碳復(fù)合材料等的研制、生產(chǎn)與銷售。近年來，方大炭素發(fā)揮其炭素板塊的規(guī)模優(yōu)勢、資源協(xié)同優(yōu)勢、“大兵團”作戰(zhàn)優(yōu)勢，靈活調(diào)整銷售策略，穩(wěn)固開拓石墨電極高端市場；重點抓住各類炭磚市場、特種石墨等產(chǎn)品市場需求變化尋求增量，在高爐炭磚、核電用炭/石墨材料、石墨烯制備及應(yīng)用技術(shù)的研究和生產(chǎn)等領(lǐng)域占據(jù)著領(lǐng)先位置。2023年方大炭素包含石墨烯材料在內(nèi)的炭素制品業(yè)務(wù)收入為47.07億元，同比下降3.71%；毛利率為15.59%。

（2）常州二維碳素科技有限公司

常州二維碳素科技有限公司成立于2011年，主要從事大面積石墨烯透明導(dǎo)電薄膜的生產(chǎn)，該產(chǎn)品主要市場包括：石墨烯透明導(dǎo)電薄膜材料的生產(chǎn)和銷售，以及在透明電極、儲能、電子器件等領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)開發(fā)和技術(shù)支持服務(wù)。近年來，二位碳素以石墨烯薄膜材料研發(fā)為基礎(chǔ)，通過持續(xù)的研發(fā)投入不斷開發(fā)出適應(yīng)下游應(yīng)用市場需求的產(chǎn)品，抓住行業(yè)發(fā)展機遇，不斷增強公司的盈利能力和持續(xù)經(jīng)營能力，以增加市場份額并建立市場影響力。2023年受下游需求承壓、產(chǎn)品銷售量減少的影響，二維碳素石墨烯產(chǎn)品收入為1474.24萬元，同比下降54.96%；毛利率為23.51%。

六、行業(yè)現(xiàn)狀

石墨烯材料是目前世界上最薄但也是最堅硬的納米材料，幾乎完全透明，只吸收2.3%的光，導(dǎo)熱系數(shù)高于納米碳管和金剛石；電阻率比銅、銀更低，是目前世界上電阻率最小的材料，因而被廣泛應(yīng)用在電池電極材料、半導(dǎo)體器件、透明顯示屏、傳感器、電容器、晶體管等方面。近年來，隨著全球石墨烯研發(fā)成果陸續(xù)進入市場，疊加下游涂料、消費電子以及新能源等產(chǎn)業(yè)保持快速增長，石墨烯材料市場需求不斷擴大，市場規(guī)模也隨之增長。截至2023年12月底，中國石墨烯材料市場規(guī)模約為386億元，同比增長15.22%。此外，石墨烯材料扶持力度加碼，國家、地方政府、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟通過多種手段支持石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展，明確了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展重點、方向和路徑，以解決當(dāng)前相關(guān)產(chǎn)品制備技術(shù)存在成本高、技術(shù)不成熟、產(chǎn)品不穩(wěn)定等問題，開發(fā)針對特定場合的多形態(tài)和特性石墨烯材料的制備和結(jié)構(gòu)調(diào)控技術(shù)，進一步推動石墨烯材料市場化應(yīng)用。預(yù)計到2024年，我國石墨烯材料市場規(guī)模將進一步增長至441億元。

七、發(fā)展因素

1、有利因素

（1）國家政策大力支持

具備優(yōu)異導(dǎo)熱性能的石墨烯材料正逐步成為多個制造行業(yè)的理想替代材料，在電子器件、信息技術(shù)、國防軍工、新能源汽車等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。國家通過頒布一系列的法律法規(guī)和政策性文件，為石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了良好的政策環(huán)境基礎(chǔ)，促進了行業(yè)的快速發(fā)展。同時，國家發(fā)展改革委2023年12月修訂發(fā)布的新版《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2024年本）》中，將石墨烯材料、氫燃料電池石墨雙極板等新材料的生產(chǎn)及應(yīng)用開發(fā)列為鼓勵類項目，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

（2）下游行業(yè)需求快速增長

目前，石墨烯材料因其良好的熱傳導(dǎo)和光學(xué)性能，已被制成導(dǎo)熱散熱材料，并在智能手機、平板電腦等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商用，吸引了更多下游領(lǐng)域的關(guān)注和青睞，國家層面也將石墨烯散熱材料列入鼓勵示范應(yīng)用的前沿新材料。隨著行業(yè)技術(shù)水平的不斷提高，石墨烯材料的產(chǎn)品性能進一步提升，應(yīng)用場景不斷拓展。且依托我國消費電子、汽車電子、通信及基站設(shè)備等行業(yè)呈現(xiàn)迅速增長的態(tài)勢，帶動石墨烯材料市場需求快速增長。

（3）行業(yè)競爭格局初步形成

隨著國內(nèi)外石墨烯材料生產(chǎn)廠商的不斷加入，行業(yè)競爭格局初步形成。同時，行業(yè)競爭加劇，促進石墨烯產(chǎn)業(yè)新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)化進程加快，將帶動行業(yè)良性發(fā)展，激發(fā)石墨烯材料的商業(yè)化應(yīng)用，為行業(yè)內(nèi)企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造機會。此外，行業(yè)內(nèi)優(yōu)勢企業(yè)憑借優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的客戶資源、行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)工藝水平、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品品質(zhì)保障能力和及時批量供貨能力，深受下游客戶的信賴，有利于推進市場集中度不斷提高。

2、不利因素

（1）產(chǎn)業(yè)標準化進程緩慢

石墨烯材料擁有優(yōu)異的熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在熱管理、電子元器件、新能源、儲能、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景，自 2004年被發(fā)現(xiàn)以來受到全球?qū)＜覍W(xué)者的關(guān)注和重點研究，世界各國不斷加大對石墨烯材料的研發(fā)并推動其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。目前國內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)中企業(yè)眾多，相關(guān)產(chǎn)品種類復(fù)雜，且相關(guān)產(chǎn)品的行業(yè)標準尚不完善，不利于行業(yè)標準化發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化進程。

（2）產(chǎn)業(yè)鏈不夠完善

石墨烯材料行業(yè)屬于新興材料，行業(yè)發(fā)展尚處于起步階段，供應(yīng)鏈以及下游產(chǎn)業(yè)鏈還不夠完善，未形成充分的競爭市場。同時，行業(yè)發(fā)展成熟度不高，參與企業(yè)需要大量的研發(fā)投入，長期致力于工藝技術(shù)水平改進和新產(chǎn)品研發(fā)并拓展應(yīng)用領(lǐng)域。受限于目前上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展、技術(shù)迭代等因素影響，行業(yè)面臨新材料和新產(chǎn)品研發(fā)投入高、周期長和風(fēng)險大的挑戰(zhàn)。

（3）行業(yè)高端人才短缺

隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，下游消費產(chǎn)品更新迭代速度加快，優(yōu)質(zhì)石墨烯材料需求量不斷擴大，從而對行業(yè)企業(yè)研發(fā)及技術(shù)人才提出了更高的要求。行業(yè)內(nèi)復(fù)合型專業(yè)人才不僅要有復(fù)合知識背景、豐富的實踐經(jīng)驗，還要對下游行業(yè)有深度的理解以滿足客戶個性化需求。但目前我國石墨烯材料領(lǐng)域?qū)I(yè)性人才相對匱乏，行業(yè)人才缺口不斷擴大，從而限制石墨烯材料的產(chǎn)業(yè)化推進和技術(shù)創(chuàng)新。

八、競爭格局

現(xiàn)階段，各國的支持政策大多集中在石墨烯材料中游產(chǎn)業(yè)鏈上，歐美等發(fā)達國家前期支持政策主要集中于石墨烯基礎(chǔ)研究和高端應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)。國外部分企業(yè)，如日本松下、Kaneka和美國Graftech等進入該領(lǐng)域較早，技術(shù)較為成熟，在全球石墨烯材料市場位居前列。隨著制造工藝與技術(shù)的不斷成熟，國內(nèi)廠商逐步崛起，引領(lǐng)中國石墨烯材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并且成功進入下游大型廠商的供應(yīng)鏈體系，具有較強的市場競爭力。目前，中國部分石墨烯企業(yè)已能實現(xiàn)石墨烯材料規(guī)?；a(chǎn)線的投產(chǎn)，如貝特瑞、方大碳素、寧新新材等，其營收規(guī)模較大，在國內(nèi)國外均有較為成熟的銷售網(wǎng)絡(luò)，市占率較高，屬于我國石墨烯材料競爭市場第一梯隊。第二梯隊主要為東方碳素、常州第六元素、二維碳素、凱納股份等進入行業(yè)較早，擁有較強的研發(fā)能力和全國范圍的銷售網(wǎng)絡(luò)的代表企業(yè)。該類企業(yè)依托國內(nèi)的政策支持，人才回流等紅利，有較強的研發(fā)能力，未來發(fā)展?jié)摿^大。第三梯隊其他中小型石墨烯生產(chǎn)制造公司，該梯隊中企業(yè)較多，市占率均不高，競爭格局較為分散。

九、發(fā)展趨勢

目前，在石墨烯材料制備領(lǐng)域，可實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的企業(yè)已經(jīng)初露崢嶸。改進生產(chǎn)工藝、提升制備效率、降低石墨烯材料生產(chǎn)成本，成為我國石墨烯材料行業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢。同時，在應(yīng)用領(lǐng)域，石墨烯材料已經(jīng)在電池、觸摸屏、電容以及涂料等領(lǐng)域表現(xiàn)出了較好的發(fā)展勢頭，而在醫(yī)療、淡水處理等領(lǐng)域的研發(fā)工作表明，石墨烯材料具有巨大的潛在應(yīng)用前景。通過政府的引導(dǎo)，國內(nèi)石墨烯產(chǎn)業(yè)有望夯實“產(chǎn)、學(xué)、研”一體化體系，建立完整的上、下游產(chǎn)業(yè)鏈，石墨烯的研究和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展將持續(xù)升溫，并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展。