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近年來，國內(nèi)關于石墨烯的研究日益活躍，技術創(chuàng)新成果頻出，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展勢頭迅猛。然而，與美、日、韓等發(fā)達國家相比，我國石墨烯研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展基本處于產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈的低端。
“雖然資本界、學術界、媒體界熱情高漲，但依然無法掩蓋其以材料生產(chǎn)為主，下游應用集中在附加值低的產(chǎn)品、低端產(chǎn)能擴張過快、產(chǎn)品同質(zhì)化嚴重等問題。”對此，工信部賽迪智庫的專家指出，在石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展如火如荼的同時，一定要警惕石墨烯產(chǎn)業(yè)陷入低端陷阱。
警惕產(chǎn)業(yè)低端化
賽迪智庫原材料工業(yè)研究所研究員馬琳介紹，石墨烯因其優(yōu)異的性能，將帶來電子信息、新材料、新能源、生物醫(yī)藥等領域的變革，各國都在加緊研發(fā)和部署，以期占領行業(yè)制高點。
“通過對我國石墨烯產(chǎn)業(yè)專利申請、下游應用和制備技術等方面的分析，我們發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)正面臨著陷入低端陷阱的風險。”她說。
首先，專利“重量輕質(zhì)”。截至2015 年10 月，我國石墨烯專利申請量達到13427 件，約占全球申請總量的一半左右，穩(wěn)居全球首位。但存在實用新型專利多、原創(chuàng)基礎專利少，國內(nèi)專利多、國際專利少，高校專利多、企業(yè)專利少的現(xiàn)象，企業(yè)的專利申請量僅占36%左右。
由于我國石墨烯專利申請主體以高校和科研機構為主，導致技術創(chuàng)新更關注于理論基礎和科學研究，與產(chǎn)業(yè)化嚴重脫節(jié)，申請的專利往往以在國外先進成果的基礎上進行改進或者延伸者居多，研發(fā)成果呈現(xiàn)出碎片化、同質(zhì)化的現(xiàn)象，真正原創(chuàng)性、技術影響力大的專利很少，造成我國石墨烯專利數(shù)量眾多但實際應用價值偏低的現(xiàn)狀。
其次，下游“優(yōu)材低用”。目前，我國石墨烯下游應用多集中在粉體（類石墨烯）領域，即將石墨烯作為改性添加劑應用于涂料、復合材料、動力電池等規(guī)模大但對石墨烯的品質(zhì)要求并不高的領域，產(chǎn)品附加值較低，無法真正體現(xiàn)石墨烯作為高性能、高品質(zhì)材料的特性和價值。
由于這些應用技術門檻較低，再加上資本市場的熱捧，很多企業(yè)先后進入這一領域，甚至盲目擴大產(chǎn)能，產(chǎn)品的低端同質(zhì)化現(xiàn)象十分嚴重。而在真正能夠體現(xiàn)石墨烯特性和價值、價值鏈高端環(huán)節(jié)的集成電路、晶體管、芯片等應用領域，由于關鍵技術尚未突破，需要長期持續(xù)的研發(fā)資金投入，投資回報周期也較長，國內(nèi)鮮有企業(yè)涉足。
再者，環(huán)保“隱患猶存”。雖然石墨烯粉體和薄膜材料的制備已經(jīng)初步實現(xiàn)量產(chǎn)，但目前的制備技術普遍存在能耗、水耗大和工藝不環(huán)保等問題。如目前公認的最容易實現(xiàn)石墨烯工業(yè)化生產(chǎn)的氧化還原制備法，其生產(chǎn)過程涉及一系列化學反應，需要添加鹽酸、硫酸等強酸物質(zhì)，以及水合肼、乙二胺等具有毒性的還原劑，產(chǎn)生的廢水和固廢若處理不當會通過地表水迅速傳播，破壞生態(tài)環(huán)境，而目前以這種工藝進行石墨烯制備的企業(yè)并不在少數(shù)。
應加強頂層設計
談到上述現(xiàn)狀的成因，馬琳認為，主要來自三個方面。
一是頂層設計不足。石墨烯作為新興產(chǎn)業(yè)，發(fā)展時間短、理論體系不成熟、企業(yè)創(chuàng)新能力弱，要搶占行業(yè)制高點，必須從國家層面加強布局、引導和資源整合。雖然目前國家對石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展高度重視，出臺了一系列政策，并給予一定資金加以支持和引導，但總體較為分散，在關鍵技術研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)布局、上下游銜接、配套措施等方面缺乏統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。
馬琳表示，從事石墨烯生產(chǎn)的企業(yè)80%以上為中小型企業(yè)，年銷售額大多不超過百萬量級。在石墨烯領域的上市公司中，只有4 家新三板企業(yè)將石墨烯作為主營業(yè)務，且全部處于虧損狀態(tài)，亟待國家加強統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、頂層設計、基礎性研究和前瞻性戰(zhàn)略布局，重點培育領軍企業(yè)。
二是產(chǎn)業(yè)化關鍵技術尚未突破。雖然我國石墨烯產(chǎn)業(yè)化步伐走在世界前列，但產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體上仍然處于概念導入階段、產(chǎn)業(yè)化突破前期，在原料規(guī)?；苽浼夹g、高端應用技術、綠色制備技術等方面均存在瓶頸。在關鍵技術尚未突破的情況下，應重點加強基礎研發(fā)和中試，并不適合激進地大規(guī)模低端產(chǎn)業(yè)化。
三是產(chǎn)業(yè)標準體系匱乏。行業(yè)標準是引領石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的前提。目前，我國雖然已經(jīng)啟動了石墨烯國家標準的制定工作，但也僅以石墨烯材料的術語、定義和制備方法等為主，而在下游應用、產(chǎn)品認證、檢測、使用標準等方面仍是空白，嚴重制約了石墨烯的高端應用和產(chǎn)業(yè)化進程。
“以目前石墨烯下游應用較為成熟的復合材料為例，究竟如何界定、檢測石墨烯復合材料尚未有統(tǒng)一的標準，導致企業(yè)自說自話、市場魚龍混雜，下游應用企業(yè)不會用，也不敢用。” 馬琳舉例道。
她建議，首先，加強頂層設計必不可少，包括制定我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體規(guī)劃，
明確石墨烯的發(fā)展戰(zhàn)略，從中長期發(fā)展目標、產(chǎn)業(yè)布局、重點企業(yè)培育、關鍵技術突破、下游應用行業(yè)等方面進行統(tǒng)一部署等，重點在芯片、集成電路等下游高端領域加強技術創(chuàng)新和前瞻性布局。
在建立標準規(guī)范體系方面，應根據(jù)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和下游應用的迫切程度，研究制定一批國家標準和行業(yè)標準，尤其對下游應用較為成熟的復合材料、涂料、鋰電池等應用領域，盡快完善相關產(chǎn)品定義、檢測和使用標準。
