任正非曾預言的“材料之王”石墨烯，仍“等待突破”的原因

任正非曾預言“這個時代將來最大的顛覆，是石墨烯時代顛覆硅時代”。儘管全球範圍內都對石墨烯高度關注，但截至目前石墨烯產業看似繁華，但背後卻滿是傷感。因為，石墨烯產業化進程不盡人意，在規模化生產方面技術成熟度不高，存在不同批次石墨烯產品質量不穩定、性能差異性大等問題。如粉體材料產品存在尺寸和層數不均勻等問題、薄膜材料存在結構缺陷及轉移過程帶來表面汙染的情況。

歐美等發達國家認為，目前石墨烯技術成熟度還在1～4級，仍然存在很大的突破空間，尚不適宜大規模產業化。我國石墨烯研究和產業發展基本處於產業鏈和價值鏈的低端，雖然資本界、學術界、媒體界等“熱情高漲”，但無法掩蓋上游材料生產企業盲目擴大產能，下游應用集中在附加值低的產品，已經初步顯示出“低端化”發展的苗頭。

目前，石墨烯產業總體上正處於概念導入期、產業化突破前期，正從實驗室走向產業化。實驗室成果和專利要成為商品，一般需要經過5個階段：實驗室研發——實驗工廠(小試)——示範生產線(中試)——示範工廠——規模化生產，每個階段都不可或缺，並且都潛在著風險，不可能一蹴而就，這個過程需要10年、20年、甚至更長時間。比如，硅材料歷經了20多年、碳纖維堅持了半個多世紀。石墨烯雖然已經走出了實驗室，但是大規模商業化應用仍然面臨著很多制約因素。

1）技術方面。我國石墨烯專利申請量超過全球申請總量半數以上，穩居全球首位，但存在實用新型專利多、原創基礎專利少，國內專利多、國際專利少，高校專利多、企業專利少的現象，即高端應用技術有待突破。如在電子信息、動力電池、醫療健康等新興產業領域應用多處於技術攻關和儲備期，離產業化仍有較長距離。在集成電路、光電器件、傳感器、信息存儲等領域的石墨烯應用研究偏弱，技術儲備、基礎配套不足，取得產業突破尚需時日。以石墨烯薄膜為原料的高端產品，如微電子材料和顯示屏薄膜材料等，或處於實驗室階段，或處於中試階段，短時間內均難以實現產業化。

2）產業化。石墨烯在產業化路上還存在競爭和市場風險，如石墨烯在某些性能方面存在競爭性材料，如碳纖維、碳納米管、硅材料、石墨烯粉體等。石墨烯製備過程還存在著環境風險，如氧化石墨烯製備過程中需要大量的酸、鹼，材料本身具有較強的穩定性和極易擴散，對環境具有較大的風險。關鍵技術和裝備都尚未突破，雖然目前石墨烯製備技術已經有20多種，但規模化、低成本、高品質和大尺寸的宏量製備技術尚未取得實質性突破，難以滿足工業化量產的需求。材料的分散技術，以及與下游工藝、工程化應用相結合的技術等都還制約著產業化進程。目前石墨烯製備技術普遍存在能耗、水耗大和工藝不環保等問題，對生態環境保護存在較大隱患。

3）市場問題。目前各種應用產品層出不窮，百花齊放，但真正的高品質、高附加值和體現石墨烯獨特性能、顛覆性的石墨烯應用技術和產品尚未出現。絕大多數只不過是對傳統材料進行改性或者努力替代已經成熟的材料，經過改性後的材料性能提升並不明顯，或者石墨烯並不是非添加不可，個別甚至在添加之後出現不良後果，難以得到市場認可。目前石墨烯應用主要是以“添加劑”形式對塗料、改性纖維、熱管理器件等傳統產品的性能進行改進，而現階段石墨烯對這些傳統材料的性能並沒有“質”的提升。如“石墨烯”塗料防腐性能以及潤滑劑的潤滑效果沒有大數量級的提高。

4）標準缺失。目前國家層面的石墨烯材料標準尚未出臺，部份企業與地方政府將石墨與石墨烯的概念混為一談，學術界與企業界對石墨烯層數的標準判定也存在爭議。如一些企業宣稱實現石墨烯量產，但多是晶格缺陷高、多層堆疊的類石墨烯產品，並非真正單層石墨烯；一些企業將“類石墨烯”產品甚至是純石墨產品宣傳為石墨烯產品，混淆市場。

5）成本問題。目前大多數企業尚處於小批量生產的探索階段，還不能形成穩定的規模化生產能力，沒有資金的回籠。且企業前期的研發投入資金量大、週期長，應用市場沒有打開，所以不論是材料本身，還是應用產品的成本都很高。下游應用多集中在粉體(類石墨烯)領域，產品主要是石墨烯智能保暖理療暖貼、石墨烯發熱服裝、石墨烯織物等輕應用，同質化現象十分嚴重，即將石墨烯作為改性添加劑應用於塗料、複合材料、動力電池等規模大但對石墨烯的品質要求並不高的領域，產品附加值不高，阻礙了石墨烯進一步走向市場。

不過，可以相信的是，隨著技術的成熟度越來越高以及資本市場、政府政策的大力推動，或許不用很久石墨烯將可以掀起電子科技領域的下一場革命。在強度、光學、電學等方面體現石墨烯的超優異性能，在晶體管、傳感器、柔性觸摸屏、可穿戴設備、環境治理等高端領域得以廣泛應用。