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近年來(lái)，國內關(guān)于石墨烯的研究日益活躍，技術(shù)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(jià)值鏈的低端。
“雖然資本界、學(xué)術(shù)界、媒體界熱情高漲，但依然無(wú)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(guò)快、產(chǎn)品同質(zhì)化嚴重等問(wèn)題。”對此，工信部賽迪智庫的專(zhuān)家指出，在石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展如火如荼的同時(shí)，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(lái)電子信息、新材料、新能源、生物醫藥等領(lǐng)域的變革，各國都在加緊研發(fā)和部署，以期占領(lǐng)行業(yè)制高點(diǎn)。
“通過(guò)對我國石墨烯產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利申請、下游應用和制備技術(shù)等方面的分析，我們發(fā)現產(chǎn)業(yè)正面臨著(zhù)陷入低端陷阱的風(fēng)險。”她說(shuō)。
首先，專(zhuān)利“重量輕質(zhì)”。截至2015 年10 月，我國石墨烯專(zhuān)利申請量達到13427 件，約占全球申請總量的一半左右，穩居全球首位。但存在實(shí)用新型專(zhuān)利多、原創(chuàng )基礎專(zhuān)利少，國內專(zhuān)利多、國際專(zhuān)利少，高校專(zhuān)利多、企業(yè)專(zhuān)利少的現象，企業(yè)的專(zhuān)利申請量?jì)H占36%左右。
由于我國石墨烯專(zhuān)利申請主體以高校和科研機構為主，導致技術(shù)創(chuàng )新更關(guān)注于理論基礎和科學(xué)研究，與產(chǎn)業(yè)化嚴重脫節，申請的專(zhuān)利往往以在國外先進(jìn)成果的基礎上進(jìn)行改進(jìn)或者延伸者居多，研發(fā)成果呈現出碎片化、同質(zhì)化的現象，真正原創(chuàng )性、技術(shù)影響力大的專(zhuān)利很少，造成我國石墨烯專(zhuān)利數量眾多但實(shí)際應用價(jià)值偏低的現狀。
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(lèi)石墨烯）領(lǐng)域，即將石墨烯作為改性添加劑應用于涂料、復合材料、動(dòng)力電池等規模大但對石墨烯的品質(zhì)要求并不高的領(lǐng)域，產(chǎn)品附加值較低，無(wú)法真正體現石墨烯作為高性能、高品質(zhì)材料的特性和價(jià)值。
由于這些應用技術(shù)門(mén)檻較低，再加上資本市場(chǎng)的熱捧，很多企業(yè)先后進(jìn)入這一領(lǐng)域，甚至盲目擴大產(chǎn)能，產(chǎn)品的低端同質(zhì)化現象十分嚴重。而在真正能夠體現石墨烯特性和價(jià)值、價(jià)值鏈高端環(huán)節的集成電路、晶體管、芯片等應用領(lǐng)域，由于關(guān)鍵技術(shù)尚未突破，需要長(cháng)期持續的研發(fā)資金投入，投資回報周期也較長(cháng)，國內鮮有企業(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(shí)現量產(chǎn)，但目前的制備技術(shù)普遍存在能耗、水耗大和工藝不環(huán)保等問(wèn)題。如目前公認的最容易實(shí)現石墨烯工業(yè)化生產(chǎn)的氧化還原制備法，其生產(chǎn)過(guò)程涉及一系列化學(xué)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(huì )通過(guò)地表水迅速傳播，破壞生態(tài)環(huán)境，而目前以這種工藝進(jìn)行石墨烯制備的企業(yè)并不在少數。
應加強頂層設計
談到上述現狀的成因，馬琳認為，主要來(lái)自三個(gè)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(shí)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(diǎn)，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(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、成果轉化、產(chǎn)業(yè)布局、上下游銜接、配套措施等方面缺乏統籌協(xié)調。
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(xiāo)售額大多不超過(guò)百萬(wàn)量級。在石墨烯領(lǐng)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(yíng)業(yè)務(wù)，且全部處于虧損狀態(tài)，亟待國家加強統籌協(xié)調、頂層設計、基礎性研究和前瞻性戰略布局，重點(diǎn)培育領(lǐng)軍企業(yè)。
二是產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)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?；苽浼夹g(shù)、高端應用技術(shù)、綠色制備技術(shù)等方面均存在瓶頸。在關(guān)鍵技術(shù)尚未突破的情況下，應重點(diǎn)加強基礎研發(fā)和中試，并不適合激進(jìn)地大規模低端產(chǎn)業(yè)化。
三是產(chǎn)業(yè)標準體系匱乏。行業(yè)標準是引領(lǐng)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(dòng)了石墨烯國家標準的制定工作，但也僅以石墨烯材料的術(shù)語(yǔ)、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(jìn)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一的標準，導致企業(yè)自說(shuō)自話(huà)、市場(chǎng)魚(yú)龍混雜，下游應用企業(yè)不會(huì )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)展總體規劃，
明確石墨烯的發(fā)展戰略，從中長(cháng)期發(fā)展目標、產(chǎn)業(yè)布局、重點(diǎn)企業(yè)培育、關(guān)鍵技術(shù)突破、下游應用行業(yè)等方面進(jìn)行統一部署等，重點(diǎn)在芯片、集成電路等下游高端領(lǐng)域加強技術(shù)創(chuàng )新和前瞻性布局。
在建立標準規范體系方面，應根據石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現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(lǐng)域，盡快完善相關(guān)產(chǎn)品定義、檢測和使用標準。
另外，要加快技術(shù)突破，包括成立國家級石墨烯創(chuàng )新中心，制定技術(shù)創(chuàng )新目錄和技術(shù)突破路線(xiàn)圖，對材料制備技術(shù)、清潔生產(chǎn)技術(shù)、下游高端應用等關(guān)鍵技術(shù)加強攻關(guān)，設立石墨烯產(chǎn)業(yè)基金等。同時(shí)，采用政策性財政支出和社會(huì )資本共同參與的模式，加快關(guān)鍵技術(shù)成果的轉化。
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