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近年來(lái)，國(guó)內(nèi)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(shì)頭迅猛。然而，與美、日、韓等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)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(yīng)用集中在附加值低的產(chǎn)品、低端產(chǎn)能擴(kuò)張過(guò)快、產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重等問(wèn)題。”對(duì)此，工信部賽迪智庫(kù)的專家指出，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(kù)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(yī)藥等領(lǐng)域的變革，各國(guó)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(duì)我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)專利申請(qǐng)、下游應(yīng)用和制備技術(shù)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(fēng)險(xiǎn)。”她說(shuō)。
首先，專利“重量輕質(zhì)”。截至2015 年10 月，我國(guó)石墨烯專利申請(qǐng)量達(dá)到13427 件，約占全球申請(qǐng)總量的一半左右，穩(wěn)居全球首位。但存在實(shí)用新型專利多、原創(chuàng)基礎(chǔ)專利少，國(guó)內(nèi)專利多、國(guó)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(qǐng)量?jī)H占36%左右。
由于我國(guó)石墨烯專利申請(qǐng)主體以高校和科研機(jī)構(gòu)為主，導(dǎo)致技術(shù)創(chuàng)新更關(guān)注于理論基礎(chǔ)和科學(xué)研究，與產(chǎn)業(yè)化嚴(yán)重脫節(jié)，申請(qǐng)的專利往往以在國(guó)外先進(jìn)成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)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(shù)影響力大的專利很少，造成我國(guó)石墨烯專利數(shù)量眾多但實(shí)際應(yīng)用價(jià)值偏低的現(xiàn)狀。
其次，下游“優(yōu)材低用”。目前，我國(guó)石墨烯下游應(yīng)用多集中在粉體（類石墨烯）領(lǐng)域，即將石墨烯作為改性添加劑應(yīng)用于涂料、復(fù)合材料、動(dòng)力電池等規(guī)模大但對(duì)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(xiàn)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(yīng)用技術(shù)門檻較低，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(kuò)大產(chǎn)能，產(chǎn)品的低端同質(zhì)化現(xiàn)象十分嚴(yán)重。而在真正能夠體現(xiàn)石墨烯特性和價(jià)值、價(jià)值鏈高端環(huán)節(jié)的集成電路、晶體管、芯片等應(yīng)用領(lǐng)域，由于關(guān)鍵技術(shù)尚未突破，需要長(zhǎng)期持續(xù)的研發(fā)資金投入，投資回報(bào)周期也較長(zhǎng)，國(guó)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(shí)現(xiàn)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(rèn)的最容易實(shí)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(guò)程涉及一系列化學(xué)反應(yīng)，需要添加鹽酸、硫酸等強(qiáng)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(dāng)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(shù)。
應(yīng)加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)
談到上述現(xiàn)狀的成因，馬琳認(rèn)為，主要來(lái)自三個(gè)方面。
一是頂層設(shè)計(jì)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(guó)家層面加強(qiáng)布局、引導(dǎo)和資源整合。雖然目前國(guó)家對(duì)石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展高度重視，出臺(tái)了一系列政策，并給予一定資金加以支持和引導(dǎo)，但總體較為分散，在關(guān)鍵技術(shù)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(guò)百萬(wàn)量級(jí)。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(guó)家加強(qiáng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、頂層設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)性研究和前瞻性戰(zhàn)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(guó)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(dǎo)入階段、產(chǎn)業(yè)化突破前期，在原料規(guī)模化制備技術(shù)、高端應(yīng)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(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)基礎(chǔ)研發(fā)和中試，并不適合激進(jìn)地大規(guī)模低端產(chǎn)業(yè)化。
三是產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系匱乏。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是引領(lǐng)石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的前提。目前，我國(guó)雖然已經(jīng)啟動(dòng)了石墨烯國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用、產(chǎn)品認(rèn)證、檢測(cè)、使用標(biāo)準(zhǔn)等方面仍是空白，嚴(yán)重制約了石墨烯的高端應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
“以目前石墨烯下游應(yīng)用較為成熟的復(fù)合材料為例，究竟如何界定、檢測(cè)石墨烯復(fù)合材料尚未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致企業(yè)自說(shuō)自話、市場(chǎng)魚龍混雜，下游應(yīng)用企業(yè)不會(huì)用，也不敢用。” 馬琳舉例道。
她建議，首先，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)必不可少，包括制定我國(guó)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(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo)、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(yīng)用行業(yè)等方面進(jìn)行統(tǒng)一部署等，重點(diǎn)在芯片、集成電路等下游高端領(lǐng)域加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和前瞻性布局。
在建立標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系方面，應(yīng)根據(jù)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和下游應(yīng)用的迫切程度，研究制定一批國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，尤其對(duì)下游應(yīng)用較為成熟的復(fù)合材料、涂料、鋰電池等應(yīng)用領(lǐng)域，盡快完善相關(guān)產(chǎn)品定義、檢測(cè)和使用標(biāo)準(zhǔn)。
另外，要加快技術(shù)突破，包括成立國(guó)家級(jí)石墨烯創(chuàng)新中心，制定技術(shù)創(chuàng)新目錄和技術(shù)突破路線圖，對(duì)材料制備技術(shù)、清潔生產(chǎn)技術(shù)、下游高端應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)加強(qiáng)攻關(guān)，設(shè)立石墨烯產(chǎn)業(yè)基金等。同時(shí)，采用政策性財(cái)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(zhuǎn)化。
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