石墨烯成為競相追捧的“寵兒 看重慶如何在石墨烯技術脫穎而出

    鋰電世界  今年初，一則“西班牙研發出‘超級石墨烯’電池可在8分鐘內將一輛電動汽車充滿電”的消息，搶足了眼球。

    作為制造未來可彎曲、可折疊柔性顯示屏的理想材料，三星、蘋果、IBM等知名企業都覺察到石墨烯的潛力，并積極儲備與之相關的技術專利。石墨烯，一時間成為競相追捧的“寵兒”。

    3月上旬，又一條有關石墨烯的新聞占據了各大門戶網站的頭條——全球首批量產石墨烯手機在重慶發布。

    作為一個內陸城市，重慶如何脫穎而出掌握石墨烯頂尖研發技術？圍繞石墨烯發展產業，重慶怎樣下好這盤“大棋”？
率先擁有全球領先技術的石墨烯單層薄膜材料量產工藝

    石墨烯產業在我市的崛起，離不開它的前端研發平臺——2011年，中科院重慶研究院成立伊始就確立將石墨烯研發作為主要研究方向，并于當年底研發出大面積石墨烯薄膜制造工藝。

    兩年后，該院在實驗室內成功研制出國內首片15英寸的單層石墨烯薄膜。當時有業內專家稱，這將為手機、電腦等電子產品制造業帶來劃時代變革。

    有此“魔力”的石墨烯究竟為何物？

    中科院重慶研究院微納制造與系統集成研究中心副主任史浩飛稱，石墨烯是由碳原子組成的單原子層平面薄膜，被認為是目前世界上最薄、透光度最好、強度最大的材料，可作為制備新型觸摸屏的核心部分——透明電極的材料。而且石墨烯薄膜的厚度只有0.34納米，一根頭發絲的直徑約等于10萬層石墨烯疊加起來的厚度。同時它還能保證很高的電導率和很好的柔性。

    “從這些優點來看，石墨烯特別適合在電子信息產業中推廣應用，目前華為、三星、中興等企業都相當關注它的研發進展情況。”史浩飛說。

    尖端科研成果的誕生，讓各方產業資本很快嗅到潛在商機。隨后，由上海南江集團出資、中科院重慶研究院提供知識產權和技術、共同組建的重慶墨希科技有限公司應運而生，專門開發、生產石墨烯薄膜原材料。

    2013年底，該公司大面積單層石墨烯薄膜生產線在重慶高新區金鳳園區投產運行。這條生產線使得石墨烯生產成本降至原來的1/3，每平方米成本約350元，實驗室生產的原材料成本已降低到100元/平米左右（目前ITO市場價格在120-200元/平米之間），為產業鏈下游產品開發創造了良好條件，也標志著我市率先擁有全球領先技術的石墨烯單層薄膜材料量產工藝。

    初步形成從原材料研發到批量制備元器件再到終端制造的產業鏈布局

    隨著重慶墨希科技公司在金鳳電子信息產業園區投產運行，依托前者的集聚效應，金鳳園區近年陸續吸引下游企業入駐，不斷擴充石墨烯產業鏈。

    去年底，高新區圍繞石墨烯產業引進的全市首家石墨烯終端生產企業——新唐電科技有限公司開工投產，主要經營石墨烯智能終端產業化項目，包括智能手機、平板電腦等，邁出本地石墨烯產業化第一步。隨后松錄科技、嘉樂派等國內6家智能終端企業紛至沓來落子金鳳，使我市初步形成從石墨烯原材料研發到批量制備元器件再到終端制造的產業鏈布局。

    “我們之所以要加速推進石墨烯產業化，是因為在新材料產業里，最有前景的就是它。”市經信委電子處處長張建聰表示，預計石墨烯在今后10年里，會在全球形成1萬億美元以上的產業鏈，涉及領域包括數字存儲、光伏電池、汽車電池等。而這些產業正好與我市現有的汽車、電子這兩大支柱產業完全融合。

    在史浩飛看來，這是當前寧波、常州等國內具有石墨烯發展基礎地區，尚停留在產業鏈培育階段時，我市卻脫穎而出的根本原因——重慶不僅擁有國內頂尖的石墨烯研發實力，這里還有汽車、電子信息兩大基礎雄厚的產業。例如，長安汽車已同墨希科技展開汽車涂料、電池等方面合作，重慶經開區觸摸屏制造企業美景光電也向墨希科技拋出訂單。

    “另外，石墨烯產業在我市的成長氛圍也比較好。”重慶高新區投資促進局負責人介紹，近年來該區重點招商方向是面向以石墨烯為材料的產業，包括顯示觸控屏、鋰電池電極材料、晶體管等。當前不僅市、區兩級財政每年會拿出不少于3000萬元的產業扶持資金對入駐企業給予補貼，而且廠房也會優先為這些企業預留。

    按計劃，今明兩年落戶高新區的石墨烯產業企業數量將達到20余家，我市完整的石墨烯產業鏈預計將在今后3-5年內成形，形成400億元年產值。

    突破瓶頸向高附加值產業鏈挺進

    如果說此前被產業界看好的石墨烯產業化項目是“只聞樓梯響，不見人下來”，那么全球首批量產石墨烯手機在我市推出，則為該產業從“原材料—組件—智能終端”的全產業鏈有機結合提供了范例。業內人士亦將我市發展石墨烯產業看作新一輪產業轉型升級的“吃蟹”之舉。

    不過業內看來，雖然國內石墨烯產業發展勢頭迅猛，但“上游強下游弱、重科研輕應用”現狀，正成為產業發展亟須突破的瓶頸。

    中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟秘書長李義春認為，眼下我國石墨烯薄膜和粉體制備初步實現量產，甚至擁有全球最大規模石墨烯生產線。不過，在附加值更高、應用更廣的石墨烯產業下游，我國仍處弱勢。

    李義春表示，一旦石墨烯發展成為萬億級產業，其絕大部分效益都將體現在產業下游應用端，這才是真正的高附加值行業。當前歐美日韓的石墨烯技術研發都以企業為主，而我國的研發主體仍是高校及科研機構，企業層面雖然申請了部分專利，但整體研發力量薄弱分散，不利于石墨烯技術跨越式發展。若產業鏈下游發展不力，不僅將制約上游發展，還將導致我國石墨烯產業初期積累的優勢盡失。

    重慶墨希科技副總經理張友國持相同觀點。他表示，現在墨希科技年產能已達到100萬平方米，短期內不會再擴大產能。這是因為石墨烯材料用于制作產品，都需要至少一年時間試制，每種產品的技術、指標、參數各不相同，都需要磨合出相應工藝。作為上游企業，墨希科技會根據下游企業的使用反饋來進行二次技術攻關，繼而擴大生產。

    “石墨烯材料就好比一頭整豬，有的要切絲有的要切片，然后再拿去烹飪成不同的菜肴。”張友國打比方說，現在“原料”有了，缺的是更多技術精湛的“廚師”。

    重慶高新區負責人并不諱言目前在石墨烯招商領域遭遇的困局——由于石墨烯產業尚處于發展初期，不少下游企業看到投資回收期較長，且可能需要淘汰原有生產線，導致缺乏足夠勇氣邁出這一步。

    為此，目前我市相關單位、企業等正在以眾籌形式，推動成立重慶石墨烯研究院。據稱，這是一個專門從事推動石墨烯科研成果產業化、產品大批量生產的研究機構，預計今年上半年將成立，或有望逐步改變我市石墨烯產業鏈“上強下弱”格局。