数说我国石墨烯产业发展现状

石墨烯是人类已知强度最高、韧性最好、质量最轻、透光率最高、导电性最佳的材料。

单层的石墨烯是由一层密集的碳六元环构成，它的厚度为0.335 nm左右，是目前为止最薄的二维纳米碳材料。

由于其结构的独特性，石墨烯的各类性质也非常优异。

石墨烯及相关碳材料微观结构示意图

近年来，石墨烯研究在全球受到追捧，我国石墨烯资源丰富，产业起步较早，下游生产企业已经有能力参与到全球石墨烯市场的竞争，并在石墨烯的研究和生产等方面取得较为领先的优势，石墨烯应用领域如下图所示：

石墨烯应用领域

2017年，中国石墨烯产业规模达到70亿元。石墨烯作为新材料产业的先导，在带动传统制造业转型升级，培育新兴产业增长点，推动大众创业、万众创新的作用越来越显著。本文将从8个角度“数”读中国石墨烯产业发展现状。

一、企业数量

近年来，随着石墨烯产业的快速发展，中国石墨烯企业不断增加。据全球石墨烯产业战略研究院（CGIA Research）统计，2013年，中国石墨烯企业为1922家，此后不断快速增长，截至2017年底，我国的石墨烯企业达到4871家，具体见图1。

图1  2013-2017年中国石墨烯企业数量（单位/家）

从企业新增数量来看，2013年新增企业218家，同比增长12.8%；2014年增加361家，同比增长18.8%；2015年新增企业537家，同比增长23.5%；2016年新增企业958家，同比增长34.0%；2017年新增企业1093家，同比增长28.9%，如图2。

图2  2013-2017年中国石墨烯新增企业数量（单位/家）

从各产业链环节石墨烯企业数量分布来看，石墨烯应用环节的企业数量最多，占比达39%；石墨烯研发、技术服务、制备环节的企业数量分别占到了19%、14%、14%；此外，销售环节的企业数量也占到了7%。

图3 截至2017年中国石墨烯各产业链环节企业数量占比图

二、专利情况

石墨烯相关专利最早出现在上世纪末，2009年之前，石墨烯相关专利技术处于萌芽阶段；2010年之后石墨烯相关专利技术申请量快速增长。近年来，因其在电学、力学、导热散热、光学、高比表面积等方面表现出优异的性能，使其在电子信息、生物科技、储能、节能环保、航空航天领域拥有巨大的应用潜能，快速成为各国的研发热点，专利申请数量也出现了井喷式增长。

据江南石墨烯研究院统计，截至2017年12月31日，全球石墨烯公开专利总量为60874件，同比增长约20%。其中，中国的专利申请量最高，专利公开量为37249件，全球占比达61%，位列第一梯队。美国和韩国的专利申请量次之，公开量分别为8024件（占比13%）和6249件（占比10%），位列第二梯队。日本、德国、英国、法国等专利申请量相对较少，位列第三梯队。

01全球年度专利申请数量

如图4所示，近5年来，全球石墨烯年度申请数量呈快速增长的趋势，2013年申请数量为3704件，2016年便突破万件达到了10231件，2017年更是达到了13371件，至今热度不减。

图4  2013-2017年全球石墨烯专利申请数量（单位/件）

02中国专利数量

在我国，石墨烯专利的申请始于 2003 年，由我国本土申请的石墨烯专利始于 2006 年。近5年来，石墨烯成为大热的研究领域，在我国申请的石墨烯专利数量也快速增长，如图5所示。其中，我国本土的石墨烯专利数量占据主导地位。

图5 我国受理的石墨烯专利年度公开数量（单位/件）

03专利应用

与石墨烯年度申请数量的情况类似，我国石墨烯应用技术专利年度数量也呈现快速增长的趋势，如图6所示，截至2017年底，石墨烯应用技术专利数量已经达到了9107件。

图6 石墨烯应用技术专利年度数量（单位/件）

在众多的专利应用领域中，化工（橡胶塑料、纤维、涂料油墨、金属合金、无机材料等）占比46.7%；储能（锂离子电池、超级电容器、太阳能、柔性储能等）占比24.2%；电子器件（显示屏&面板、传感器、集成电路、LED&OLED 等）占比18.5%；除此之外，水处理（催化降解、吸附过滤、海水淡化等）、医疗（药物载体、DNA 基因检测、荧光标记等）、检测、航空航天等也是石墨烯技术的重要应用领域。

图7 石墨烯技术应用领域

三、论文数量

截止2017年底，中国机构共发表石墨烯相关论文6万余篇，通过中国机构石墨烯论文发表数量年度分布图可以看出，自2010年石墨烯斩获诺贝尔奖，石墨烯相关研究论文数量呈逐年增长趋势。诺贝尔奖的获得，使石墨烯普遍进入大众视野，凭借优异的材料性能，石墨烯迅速成为科学研究界的宠儿。中国研究学者紧跟研究潮流，大批研究人员投入到石墨烯领域研究中，从而使石墨烯研究论文数量激增。

图8  2013-2017年中国机构石墨烯论文，发表数量统计图（单位/篇）

四、相关政策

从宏观政策看，我国石墨烯的发展得到了国家和各级地方政府的大力扶持，尤其是2016年以来，国家出台了大量跟石墨烯相关的政策支持其发展。2012年，国家在《新材料“十二五”规划》中首次提出支持石墨烯发展；国家自然科学基金委员会已经陆续拨款超过3亿元资助石墨烯相关项目；国家引导石墨烯产业成立了中国石墨烯产业技术创新战略联盟，联盟成员已达53家，6位联盟常务理事单位分别对石墨烯技术路线、标准战略、专利布局、国际合作和产业促进进行支持和合理引导。

五、行业重点企业

国外大多由大型企业来主导石墨烯产业，如巴斯夫、三星、陶氏化学等企业都已经在石墨烯领域进行了布局。国内除了众多A股上市公司介入石墨烯业务外，目前我国石墨烯行业主要以小型、初创型企业为主。此外，随着各地方政府对于石墨烯产业的推动，国内已经形成了一些石墨烯产业聚集区域，主要包括常州、无锡、宁波、青岛、深圳、成都、德阳等地区。

我国石墨烯产业发展在环境和制度的建立方面已经走在世界前列，研发应用的推进还在稳步继续。近两年石墨烯得到越来越多的关注，也吸引了很多投资，面对资本市场的热捧，石墨烯产业的发展还是要去粗取精，企业和科研机构需要沉下心来搞研发，按部就班搞生产，待到应用技术成熟之时就是石墨烯产业崛起之时。