1政策加碼推動(dòng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展 全球各國(guó)加大石墨烯產(chǎn)業(yè)布局
2022年，我國(guó)從國(guó)家層面和地方政府層面不斷出臺(tái)多項(xiàng)政策推動(dòng)石墨烯行業(yè)邁向高質(zhì)量發(fā)展新階段。工信部、國(guó)資委、市場(chǎng)監(jiān)管總局、知識(shí)產(chǎn)權(quán)局等四部門聯(lián)合發(fā)布《原材料工業(yè)“三品”實(shí)施方案》中重點(diǎn)提到積極培育石墨烯材料等前沿新材料，進(jìn)一步提升高端產(chǎn)品有效供給能力，強(qiáng)化對(duì)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和國(guó)家重大工程的支撐作用。北京、上海、深圳、黑龍江、江蘇、浙江、福建、廣西、湖北、內(nèi)蒙古、河南、山東等20多個(gè)省市出臺(tái)相關(guān)政策推動(dòng)石墨烯材料提升和市場(chǎng)應(yīng)用拓展。
同時(shí)，22年全球各國(guó)加大對(duì)石墨烯產(chǎn)業(yè)的布局，搶占發(fā)展制高點(diǎn)。
歐盟，總投資近 1000 億歐元的歐洲地平線計(jì)劃（2021-2027）將接替歐盟石墨烯旗艦計(jì)劃繼續(xù)大力支持歐洲石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前石墨烯、人腦計(jì)劃兩個(gè)旗艦項(xiàng)目和人工智能、可再生能源、基因工程等 6 項(xiàng)“預(yù)備行動(dòng)”（preparatory actions）成為首批支持項(xiàng)目。
美國(guó)國(guó)防部、商務(wù)部支持多個(gè)石墨烯項(xiàng)目，用于開發(fā)軍工用的石墨烯電池及石墨烯電磁屏蔽隱身等技術(shù)。同時(shí)，美國(guó)陸軍工程師研發(fā)中心(ERDC)（該中心是美國(guó)陸軍工程兵團(tuán)的首要研發(fā)中心）正在與密西西比大學(xué)、杰克遜州立大學(xué)、萊斯大學(xué)開展石墨烯專項(xiàng)，創(chuàng)建一個(gè)區(qū)域創(chuàng)新中心，用于石墨烯和其他二維材料的新研究和應(yīng)用，這些材料可用于解決先進(jìn)材料、復(fù)合材料和制造工藝方面的差距，從而有助于幫助原有的武器和材料表現(xiàn)出更出色的軍事性能。
阿聯(lián)酋啟動(dòng)全球石墨烯資助計(jì)劃，旨在支持石墨烯（和其他2D材料）在復(fù)合材料(輕量化)、水和能源領(lǐng)域的開發(fā)和應(yīng)用，建立了一個(gè)名為RIC-2D研究與創(chuàng)新基金的新基金，該基金將為每個(gè)項(xiàng)目每年提供高達(dá)200萬美元的資金,最長(zhǎng)項(xiàng)目期限為3年。
日本文部科學(xué)省啟動(dòng)了開發(fā)2.5D材料的合作項(xiàng)目。該項(xiàng)目名為“2.5D材料的科學(xué)：材料科學(xué)向未來社會(huì)創(chuàng)新的范式轉(zhuǎn)變”。2.5D材料是通過使用先進(jìn)的轉(zhuǎn)移技術(shù)人為地堆疊不同的2D材料而制成的。2.5D材料的一個(gè)很好的例子是雙層石墨烯。
印度成立了印度石墨烯創(chuàng)新中心IIGC，該中心由政府電子和信息技術(shù)部 (MeitY)資助，由電子技術(shù)材料中心 (C-MET)、喀拉拉邦數(shù)字大學(xué) (DUK) 和塔塔鋼鐵有限公司聯(lián)合實(shí)施。IICG旨在推動(dòng)石墨烯應(yīng)用的研究和創(chuàng)新，該中心將在石墨烯和二維材料生態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)域開展研發(fā)、產(chǎn)品創(chuàng)新和能力建設(shè)活動(dòng)。
02國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心獲批組建 為行業(yè)堅(jiān)定發(fā)展信心
2022年11月，工業(yè)和信息化部正式批復(fù)組建國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心，中心是國(guó)內(nèi)石墨烯領(lǐng)域唯一的國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)新中心，借力寧波石墨烯創(chuàng)新中心有限公司、中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心采用“公司+聯(lián)盟”模式運(yùn)營(yíng)。中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟擁有成員單位150余家，基本囊括了國(guó)內(nèi)外從事石墨烯研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的主流單位，涵蓋石墨烯產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)。國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心的成立是中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的里程碑事件，展現(xiàn)了一代石墨烯人團(tuán)結(jié)奮斗，共創(chuàng)輝煌的歷程，也讓有家國(guó)情懷的石墨烯企業(yè)家吃上“定心丸”，為石墨烯產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入“強(qiáng)心劑”。
03工信部原材料工業(yè)司參加第九屆中國(guó)國(guó)際石墨烯創(chuàng)新大會(huì)
11月11-19日，由上海市寶山區(qū)人民政府、上海大學(xué)和石墨烯聯(lián)盟（CGIA）聯(lián)合主辦的2022（第九屆）中國(guó)國(guó)際石墨烯創(chuàng)新大會(huì)在上海寶山舉行。工業(yè)和信息化部原材料工業(yè)司參加大會(huì)，并組織召開石墨烯行業(yè)領(lǐng)袖峰會(huì)，探討產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展路徑。
大會(huì)以“滬聚烯力量共碳新未來”為主題，聚焦科技成果轉(zhuǎn)化、國(guó)際合作、產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈，旨在進(jìn)一步推動(dòng)石墨烯領(lǐng)域的產(chǎn)學(xué)研交流合作，為石墨烯創(chuàng)新成果提供良好的展示平臺(tái)，促進(jìn)石墨烯產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量創(chuàng)新發(fā)展。三天會(huì)議時(shí)間里，來自20個(gè)國(guó)家地區(qū)的100多位全球頂級(jí)專家學(xué)者和10萬名參會(huì)觀眾通過線上參會(huì)的方式云聚2022中國(guó)國(guó)際石墨烯創(chuàng)新大會(huì)，多維度、多角度分享與探討了石墨烯行業(yè)熱點(diǎn)話題，攜手打造了一場(chǎng)具有創(chuàng)新性、多元化的全球石墨烯學(xué)術(shù)盛宴，助推石墨烯產(chǎn)業(yè)邁向高質(zhì)量發(fā)展新征程。
會(huì)上，聯(lián)盟與Grapheneinfo、國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心和上海市石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)功能型平臺(tái)面向全球共同發(fā)布了《全球石墨烯企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力百?gòu)?qiáng)榜》通過樹立典型，激發(fā)企業(yè)創(chuàng)新活力，為行業(yè)樹立創(chuàng)新發(fā)展“風(fēng)向標(biāo)”，營(yíng)造中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)的國(guó)際影響力。
下一步，原材料工業(yè)司將全面深入貫徹黨的二十大精神，立足我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際，把握石墨烯技術(shù)與信息技術(shù)、納米技術(shù)、智能技術(shù)等融合發(fā)展趨勢(shì)，持續(xù)深化產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，更好發(fā)揮國(guó)家石墨烯制造業(yè)創(chuàng)新中心作用，以關(guān)鍵技術(shù)突破和創(chuàng)新應(yīng)用需求為主攻方向，形成一批創(chuàng)新成果與典型應(yīng)用，強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)體系服務(wù)平臺(tái)等建設(shè)，夯實(shí)發(fā)展根基，加快推動(dòng)石墨烯產(chǎn)業(yè)壯大發(fā)展，鍛造新的增長(zhǎng)引擎。
04加強(qiáng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè) 助力石墨烯產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展
中關(guān)村華清石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟【中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟標(biāo)委會(huì)】在寧波石墨烯創(chuàng)新中心有限公司【國(guó)家石墨烯創(chuàng)新中心】、江蘇清大際光新材料有限公司、江蘇杉元科技有限公司、常州富烯科技股份有限公司4家主編單位，及近40家國(guó)內(nèi)外上下游主要企業(yè)和知名高校科研機(jī)構(gòu)的積極參與和支持下，歷時(shí)近一年，共同完成了《石墨烯材料綠色制備與溫室氣體排放核算指南 第3部分：液相剝離法》T/CGIA 004.3-2022、《石墨烯材料綠色制備與溫室氣體排放核算指南 第4部分：電弧放電法》T/CGIA 004.4-2022、《石墨烯材料開發(fā)與制造能力等級(jí)評(píng)價(jià)》T/CGIA 005-2022、《高導(dǎo)熱膜用石墨烯材料應(yīng)用指南》T/CGIA 035-202 4項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)制工作，已正式發(fā)布。
05石墨烯材料為冬奧會(huì)保障賦能
科技助力冬奧。石墨烯作為高科技應(yīng)用之一在2022年北京冬奧會(huì)的亮相，向全世界展示了我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響力。
在材料特性基礎(chǔ)上，為保證在冬奧賽場(chǎng)工作人員長(zhǎng)時(shí)間室外工作不感到寒冷，研發(fā)人員開發(fā)出了適用于低溫環(huán)境下快速啟動(dòng)和高效運(yùn)行的石墨烯加熱圍巾、石墨烯加熱馬甲、石墨烯加熱手套和襪子等多種產(chǎn)品，在零下20℃能夠快速升溫到38℃-53℃，持續(xù)發(fā)熱2-4個(gè)小時(shí)，滿足各場(chǎng)館、各工種的不同需求。
采用石墨烯打造的6座城市志愿者服務(wù)站，是在綠色辦奧理念指導(dǎo)下，由石墨烯智暖巖板打造而成。在北京冬奧會(huì)期間，免費(fèi)為張家口市城市志愿者們提供御寒“暖屋”和取暖、飲水、休息、應(yīng)急等多重服務(wù)，保證這些幕后英雄在零下十幾度的戶外環(huán)境中，有一處溫暖的避風(fēng)場(chǎng)所。
在冬奧場(chǎng)館和比賽現(xiàn)場(chǎng)極低溫環(huán)境下，為解決云轉(zhuǎn)播設(shè)備低溫環(huán)境正常工作的難題，研發(fā)人員研制了石墨烯低溫保障方案。應(yīng)用石墨烯柔性發(fā)熱織物材料的云轉(zhuǎn)播背包（含有石墨烯加熱層、保溫層），可以瞬間產(chǎn)生50℃的溫升，配備低溫電池，以保證在冬奧環(huán)境零下20℃環(huán)境下，云轉(zhuǎn)播設(shè)備既可方便攜帶、輕量出行，又能有效應(yīng)對(duì)低溫挑戰(zhàn)。
新型奧運(yùn)版復(fù)興號(hào)智能動(dòng)車組正式亮相使用石墨烯空氣凈化裝置。
從服裝服飾、冬奧特許商品、加熱座椅、地毯到賽場(chǎng)專業(yè)設(shè)備低溫保護(hù)，石墨烯低溫柔性發(fā)熱保障功能實(shí)現(xiàn)了多方面應(yīng)用，為“科技冬奧”“低碳冬奧”貢獻(xiàn)了科技力量。
06歐盟石墨烯旗艦計(jì)劃釋放了石墨烯在不同應(yīng)用領(lǐng)域的潛力
石墨烯過濾器增加消費(fèi)者對(duì)自來水的信心。GRAPHIL項(xiàng)目承擔(dān)方生產(chǎn)一款緊湊型濾水器，利用中空纖維膜去除水中的微生物污染物(即細(xì)菌、病毒和內(nèi)毒素) ，以及石墨烯氧化物去除水中新出現(xiàn)的污染物(即藥物、抗生素、除害劑、重金屬和個(gè)人護(hù)理副產(chǎn)品)。
改進(jìn)光通信技術(shù)，以提高數(shù)據(jù)通信速度。Graphene Flagship 聯(lián)合會(huì)員 CamGraPhiC公司正在開發(fā)石墨烯集成光子學(xué)樣件，他們的目標(biāo)是成為市場(chǎng)上第一個(gè)每秒傳輸1600千兆比特的公司，在5G 和邊緣計(jì)算等領(lǐng)域促進(jìn)光通信發(fā)展。
石墨烯紅外傳感器助力汽車視覺系統(tǒng)。AUTOVISION 項(xiàng)目的承擔(dān)方西班牙Qurv公司正在開發(fā)新的傳感器這種傳感器具有紅外線(實(shí)際上是夜視)視覺能力，這意味著同樣的石墨烯 CMOS 傳感器可以用作自動(dòng)駕駛汽車自動(dòng)剎車系統(tǒng)的一部分，尤其是在惡劣天氣下。這種汽車防撞系統(tǒng)將成為石墨烯的一個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用，并將有助于自動(dòng)駕駛技術(shù)的更廣泛應(yīng)用。
改變癌癥診斷。石墨烯旗艦合作伙伴劍橋拉曼成像公司(CRIL)正在開發(fā)一種快速診斷癌癥的技術(shù)，而且成本低廉。其目標(biāo)是開發(fā)一種能夠自動(dòng)分析未染色組織的醫(yī)療設(shè)備，能夠以高于98% 的準(zhǔn)確率區(qū)分正常組織和腫瘤組織，能夠以高于90% 的準(zhǔn)確率區(qū)分和分級(jí)組織學(xué)亞型。
金屬-石墨烯復(fù)合材料去除斷路器油脂的研究。在 ABB 的領(lǐng)導(dǎo)下，石墨烯旗艦項(xiàng)目先鋒斷路器研究使用金屬-石墨烯復(fù)合材料生產(chǎn)免維護(hù)低壓斷路器——連接到配電網(wǎng)的設(shè)備，在故障時(shí)開啟和關(guān)閉電路。
石墨烯傳感器用于傷口監(jiān)測(cè)，病原體檢測(cè)等。歐盟石墨烯旗艦計(jì)劃合作伙伴Grapheal為冠狀病毒疾病開發(fā)的快速測(cè)試 TestnTrace 在拉斯維加斯贏得了著名的 CES 2022創(chuàng)新獎(jiǎng)。它利用了非接觸式通信技術(shù)，在3分鐘或更短時(shí)間內(nèi)顯示結(jié)果。
石墨烯太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)在性能上大放異彩。石墨烯旗艦合作伙伴希臘地中海大學(xué)、意大利格雷特賽爾太陽(yáng)能公司等通過疊加鈣鈦礦、石墨烯和二硫化鉬層設(shè)計(jì)了多個(gè)太陽(yáng)能電池板。鈣鈦礦太陽(yáng)能電池技術(shù)的制造成本較低(< 0.4歐元/瓦特峰值) ，而其他層狀材料有助于延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命和變流技術(shù)效率，可以將太陽(yáng)能的26% 轉(zhuǎn)化為電能。通過實(shí)際運(yùn)行測(cè)試在運(yùn)行八個(gè)月后，仍保留了80% 的初始發(fā)電量。
07石墨烯市場(chǎng)化成果帶來新一輪投資熱潮
據(jù)石墨烯聯(lián)盟（CGIA）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，自2020年至2022年7月，歐洲與美國(guó)在石墨烯領(lǐng)域消息面項(xiàng)目投資達(dá)776多億元，其中，歐洲近兩年主要集中在電子器件、儲(chǔ)能、醫(yī)療、航空航天（火箭）、制備（粉體、CVD、城市垃圾轉(zhuǎn)化石墨烯）等方面，美國(guó)近兩年來的投資布局主要集中在電池、醫(yī)療、復(fù)合材料、武器裝備、電子器件、制備等方面。比如，英國(guó)的CVD石墨烯開發(fā)商Paragraf從英國(guó)未來基金、美國(guó)中情局投資機(jī)構(gòu)In-Q-Tel和其他投資者那里籌集了6000萬美元；英國(guó)AEH公司獲得350萬英鎊投資推進(jìn)基于石墨烯的垂直農(nóng)業(yè)系統(tǒng)；美國(guó)Avadain獲得美國(guó)商務(wù)部377萬美元的資助，用于將其石墨烯薄片技術(shù)升級(jí)為大規(guī)模生產(chǎn)。歐洲創(chuàng)新委員會(huì)(EIC)過渡挑戰(zhàn)項(xiàng)目資助了近250萬歐元，用以支持將高容量、安全和環(huán)保的石墨烯超級(jí)電容器成果進(jìn)行商業(yè)化轉(zhuǎn)化。
我國(guó)2020年至2022年7月在石墨烯領(lǐng)域消息面項(xiàng)目投資為280多億元，投資主要布局電池、粉體制備、散熱、復(fù)材、電采暖、紡織、涂料等比較容易市場(chǎng)化的領(lǐng)域，其中電池、散熱和紡織成為近年來石墨烯項(xiàng)目投資的熱點(diǎn)。柔碳電子、寧波富理、墨睿科技、江蘇杉元、巨灣技研、星途公司等多家石墨烯企業(yè)獲得千萬元級(jí)別融資。
08石墨烯在軍工航天領(lǐng)域展露鋒芒
美國(guó)：（1）美國(guó)國(guó)防部撥款100萬美元支持美國(guó)NanoGraf公司生產(chǎn)更強(qiáng)大、更持久的4.3Ah鋰離子電池。該電池的目標(biāo)是為美國(guó)軍事人員所用設(shè)備提供更長(zhǎng)時(shí)間的供電，確保這些設(shè)備安全有效的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。預(yù)測(cè)該電池將于2024年第二季度投入批量生產(chǎn)，并在2024年底可獲得相關(guān)資質(zhì)認(rèn)證，在部隊(duì)中投入使用；（2）美國(guó)陸軍工程師研發(fā)中心與G6材料公司達(dá)成氧化石墨烯材料測(cè)試協(xié)議，開發(fā)具有卓越吸附能力的 GO 材料；（3）美國(guó)石墨烯粉體生產(chǎn)商Avadain正在為美國(guó)軍隊(duì)開發(fā)石墨烯屏蔽隱身材料；（4）美國(guó)國(guó)防創(chuàng)新小組（DIU）資助美國(guó)先進(jìn)材料公司Lyten開發(fā)用以支撐太空應(yīng)用的高比儲(chǔ)能的電池技術(shù)解決方案。
歐盟：（1）歐洲航天局與波蘭Advanced Graphene Products S.A.（AGP）公司簽署協(xié)議，合作開發(fā)基于石墨烯的低溫環(huán)境用的半導(dǎo)體傳感器元件，用于探索開發(fā)太空的航空器；（2）歐洲航天局與希臘Pleione Energy開公司合作開展新項(xiàng)目，通過將超薄石墨烯添加到傳統(tǒng)鋰離子電池中，將電池中的有毒溶劑換成水和植物基纖維素，實(shí)現(xiàn)低成本、環(huán)保的鋰電池生產(chǎn)方式，進(jìn)而增強(qiáng)未來的太空電池的容量和循環(huán)壽命；（3）使用石墨烯材料的小型有效載荷火箭——OrbexPrime，在22年5月于蘇格蘭的航天中心發(fā)射臺(tái)上公開展示了全尺寸原型，有望在近期進(jìn)行商業(yè)發(fā)射。
澳大利亞國(guó)防創(chuàng)新中心、悉尼科技大學(xué)和澳大利亞陸軍機(jī)器人與自主實(shí)施與協(xié)調(diào)辦公室(RICO)合作開發(fā)了石墨烯腦機(jī)接口技術(shù)，通過石墨烯生物傳感器檢測(cè)到相應(yīng)的腦電波并放大電路發(fā)出信號(hào)，可以控制軍事機(jī)器狗（Ghost Robotics）的動(dòng)作，該成果已在堪培拉Majura訓(xùn)練區(qū)展出，該機(jī)器狗會(huì)響應(yīng)士兵大腦“坐”、“取”和“停留”多種大腦的指令。
加拿大國(guó)防部通過國(guó)防卓越和安全創(chuàng)新（IDEaS）計(jì)劃支持加拿大Nova Graphene公司開發(fā)兩個(gè)項(xiàng)目，一是為直升機(jī)旋翼開發(fā)石墨烯增強(qiáng)涂層，以保護(hù)直升機(jī)旋翼免受因暴露于沙子、冰和水引發(fā)的損壞如腐蝕等系列問題；二是開發(fā)一種改進(jìn)的旋翼葉片前緣防腐蝕條。
09石墨烯前沿研究不斷取得新突破
麻省理工學(xué)院魔角石墨烯發(fā)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)，在《Nature Materials》發(fā)文報(bào)告了超導(dǎo)魔角扭曲四層和五層石墨烯的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在平行磁場(chǎng)中的測(cè)量，N?=2和N>2層結(jié)構(gòu)，這與它們對(duì)磁場(chǎng)的軌道響應(yīng)之間的差異一致，因此可將交替扭曲魔角多層石墨烯建立為可靠的莫爾超導(dǎo)體家族，該結(jié)果擴(kuò)展了新興的莫爾超導(dǎo)體家族，為設(shè)計(jì)新的超導(dǎo)材料平臺(tái)提供了新的見解和潛在的影響。
耶魯大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)報(bào)道在扭角雙層石墨烯器件發(fā)現(xiàn)異常高強(qiáng)度和極性有關(guān)的光伏效應(yīng)。作者成功實(shí)現(xiàn)了一種緊湊的雙層石墨烯光探測(cè)器，能夠給出探測(cè)光的多種參數(shù)
因斯布魯克大學(xué)的理論物理學(xué)家 Mathias Scheurer 組成的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已成功實(shí)現(xiàn)了一個(gè)里程碑：在沒有外部磁場(chǎng)的情況下實(shí)現(xiàn)了超導(dǎo)二極管效應(yīng)，從而證明了超導(dǎo)和磁性共存的假設(shè)。文中描述的二極管效應(yīng)也是通過堆疊扭曲的三層石墨烯產(chǎn)生的（三個(gè)相互扭曲的石墨烯層能夠無損耗地傳導(dǎo)電流）。
歐盟石墨烯旗艦計(jì)劃和2D-EPL項(xiàng)目的相關(guān)研究人員在《Nature Communications》發(fā)表評(píng)論，探討用于下一代計(jì)算的2D 材料。目前，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的兩個(gè)主要研究方向More Moore和More than Moore（“ CMOS + X”），石墨烯和二維材料是一個(gè)非常有前途的平臺(tái)在這兩個(gè)方面都有很大應(yīng)用潛力。例如，它們最終的薄度使它們成為在未來技術(shù)節(jié)點(diǎn)中取代硅作為納米片晶體管通道材料的主要候選者，這將使尺寸可持續(xù)縮放成為可能。此外，基于2D 材料的設(shè)備原則上可以與標(biāo)準(zhǔn) CMOS 技術(shù)很好地集成，因此可以用來擴(kuò)展具有附加功能的硅芯片的能力，例如傳感器、光子學(xué)或用于神經(jīng)形態(tài)計(jì)算的記憶設(shè)備。同時(shí)，2D 材料在量子技術(shù)領(lǐng)域可以在未來發(fā)揮重要作用的。
10石墨烯市場(chǎng)應(yīng)用層出不窮 亮點(diǎn)頻出
1、汽車領(lǐng)域
福特汽車使用石墨烯降低噪音，降低重量，并提高其車輛的導(dǎo)熱性。通過與XG科學(xué)公司、萊斯大學(xué)等的合作，目前超過500多萬輛福特汽車使用了石墨烯，如F-150、野馬和Mach-E，用于發(fā)動(dòng)機(jī)蓋和橡膠等部件，以增加耐熱性和降低噪音。2022年，福特公司宣布與UCSGRAPHENE 和南卡希亞斯大學(xué)合作在巴西成立福特巴西技術(shù)與開發(fā)中心，致力于推動(dòng)石墨烯研究及其在車輛上的應(yīng)用。
新款吉利嘉際L正式上市，內(nèi)飾方面，嘉際L二排座椅采用行業(yè)首個(gè)石墨烯理療座椅，采用蜂窩式均衡升溫，可促進(jìn)血液循環(huán)緩解疲勞。
豐田三輪車公司(豐田)亞洲發(fā)展資本有限公司和馬來西亞石墨烯公司Graphjet Technology 公司簽署合作，據(jù)悉馬來西亞Graphjet Technology Sdn公司開創(chuàng)了一種從棕櫚仁中生產(chǎn)石墨烯的創(chuàng)新方法。
2、涂料領(lǐng)域
新建福廈鐵路安海灣特大橋成功合龍，全長(zhǎng) 9.46 公里，其中跨海區(qū)段長(zhǎng) 1.56 公里，大橋采用全新材料，避免大橋腐蝕，國(guó)內(nèi)首次采用高鎳系耐海洋大氣腐蝕環(huán)境的耐候鋼，鋼梁外表采用石墨烯納米防腐蝕涂料，確保大橋耐久超長(zhǎng)壽命。
塔塔鋼鐵公司（Tata Steel）與其班加羅爾的合作伙伴CeNS聯(lián)合開發(fā)了少層還原氧化石墨烯（rGO）薄膜用于金屬防護(hù)。塔塔鋼鐵公司表示，目前它已經(jīng)開始接觸全球客戶，并向歐盟、美國(guó)和亞洲的領(lǐng)先公司提供樣品。
西北油田巧用石墨烯涂層技術(shù)解決結(jié)蠟難題。該中心在多方驗(yàn)證后，決定在YKE1-3井1500米以上選用石墨烯涂層防蠟油管。使用防蠟涂層油管，既能減少清蠟劑及熱洗投入費(fèi)用，又能提高采收率、延長(zhǎng)檢泵周期和油管使用壽命。
3、電池領(lǐng)域
石墨烯太陽(yáng)能電池板性能已超過商用硅電池板。歐盟石墨烯旗艦先鋒項(xiàng)目GRAPES旨在用石墨烯和分層材料制造具有成本效益且穩(wěn)定的光伏電池板。目前，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池已成為光伏的低成本解決方案，低于每瓦0.3美元，效率超過25%。GRAPES 項(xiàng)目組正在建設(shè)一條市場(chǎng)成熟度高于6級(jí)的試點(diǎn)生產(chǎn)線，重點(diǎn)是將能源水平成本降低到每兆瓦時(shí)20 歐元以下。這有助于推動(dòng)石墨烯鈣鈦礦電池商業(yè)化，同時(shí)，GRAPES 項(xiàng)目也將在促進(jìn)歐洲對(duì)太陽(yáng)能項(xiàng)目的接受方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用。
歐洲創(chuàng)新委員會(huì)(EIC)過渡挑戰(zhàn)項(xiàng)目資助了近250萬歐元，用以支持將高容量、安全和環(huán)保的石墨烯超級(jí)電容器成果進(jìn)行商業(yè)化轉(zhuǎn)化。據(jù)了解，該成果是由帕拉茨基大學(xué)奧洛穆茨CATRIN的研究人員與以色列巴伊蘭大學(xué)和意大利公司 ITELCOND的研究人員聯(lián)合開發(fā)的。
超威集團(tuán)正式發(fā)布了超威石墨烯旗艦版電池。超威石墨烯旗艦版電池采用了石墨烯聚能極板，擁有極致能量，可以跑得更遠(yuǎn)；其次，超威石墨烯旗艦版電池能夠保持鎖水，具有更高的一致性，用得就是久；最后，超威石墨烯旗艦版電池內(nèi)阻低、電流暢、電力十足、動(dòng)力就是強(qiáng)。
雅迪集團(tuán)控股投資的華宇新能源項(xiàng)目簽約儀式在安徽阜陽(yáng)界首市舉行。華宇新能源項(xiàng)目總投資超20億元，將致力于石墨烯電池的生產(chǎn)以及新能源電池的研發(fā)、制造和銷售。而根據(jù)雅迪公布的最新年報(bào)，華宇制造的新型石墨烯電池已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，其中2021年完成產(chǎn)銷近500萬組，計(jì)2500萬個(gè)電池，后續(xù)將進(jìn)一步投入石墨烯升級(jí)電池及新型結(jié)構(gòu)電池的制造生產(chǎn)。
4、散熱領(lǐng)域
OPPO：（1）OPPO Find X5 Pro天璣版正式發(fā)布，裝配了石墨烯膜散熱系統(tǒng)，讓這款新旗艦?zāi)軌虺掷m(xù)穩(wěn)定保持高性能；（2）OPPO旗下子品牌——realme發(fā)布了自己的新款高端旗艦—真我GT2 Pro，機(jī)身內(nèi)置新一代的金剛石冰芯散熱系統(tǒng)Plus，散熱板面積覆蓋36761mm2 ，這套散熱結(jié)構(gòu)有9層，其中包括金剛石凝膠、VC散熱板和3D多重石墨烯，相較realme上代散熱方案的效率提升25%。
榮耀：榮耀Magic4系列正式發(fā)布，榮耀Magic4系列手機(jī)采用第三代石墨烯技術(shù)——超導(dǎo)六方晶石墨烯，導(dǎo)熱性能比第一代石墨烯提升50％，通過石墨烯3D不等厚設(shè)計(jì)，讓散熱總面積達(dá)到20000+mm2，加之全新設(shè)計(jì)的VC液冷系統(tǒng)，最大程度提升散熱性能。
華為：華為發(fā)布新一代折疊屏旗艦Mate Xs 2，，搭載高導(dǎo)熱性的石墨烯液冷散熱系統(tǒng)，散熱能力大幅提升。
努比亞：努比亞Z40 Pro手機(jī)搭載全新航天級(jí)微納腔石墨烯相變均溫板，采用微納腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和固液雙態(tài)相變材料填充，吸熱性能高出傳統(tǒng)相變材料140%，導(dǎo)熱系數(shù)比傳統(tǒng)相變材料增高300倍。
中興：（1）中興AX5400Pro+路由器采用了鋁硅&鋁鎂合金雙層全覆蓋散熱片＋石墨烯高效散熱涂層，配合物理降噪系統(tǒng)，運(yùn)行安靜少發(fā)燙（2）中興天機(jī) A41 Ultra采用九層環(huán)抱式冷封散熱設(shè)計(jì)，將金屬VC、石墨烯、納米碳纖維導(dǎo)熱片、高功率凝膠等多種散熱材料覆蓋到主要發(fā)熱器件，散熱總面積達(dá) 35000mm2，并且行業(yè)首發(fā)全新航天級(jí)微納腔石墨烯相變均溫板﹐相比傳統(tǒng)相變材料，讓吸熱性能提高140%，導(dǎo)熱能力高出300 倍。
摩托羅拉：推出moto edge X30手機(jī)采用多路熱感技術(shù)，包含5層由碳納米管和石墨烯組成的高功率散熱模組，散熱效率高達(dá)130W/m·k，45分鐘游戲，溫度不高于37.6°。
戴爾Latitude7000系列應(yīng)用NASA同款GORE氣凝膠隔熱膜，內(nèi)部零件添加增強(qiáng)導(dǎo)熱的石墨烯材質(zhì)，石墨烯的材質(zhì)是用在熱管和CPU顯卡這些發(fā)熱單元接觸上，在這些地方達(dá)到更好的導(dǎo)熱效率。。
惠普FX900 Pro固態(tài)硬盤選擇使用高導(dǎo)熱的石墨烯來進(jìn)行導(dǎo)熱，理論上散熱效果肯定要好于普通的散熱貼片，而且最大的優(yōu)勢(shì)是不會(huì)增加額外的厚度。
全球記憶體儲(chǔ)存品牌廠Transcend創(chuàng)見推出最新PCIe 4.0 M.2 SSD MTE250S高規(guī)格固態(tài)硬碟，搭載超薄石墨烯散熱片，迅速有效降溫，確保穩(wěn)定效能。
5、綠色建材
世界綠色建筑委員會(huì)(WorldGBC)最近的一份報(bào)告指出，目前全球只有500座凈零商業(yè)建筑和2,000座凈零住宅（不到全球所有建筑的 1%），并提出了2022年及未來的一些可持續(xù)性建筑發(fā)展趨勢(shì):先進(jìn)技術(shù)、模塊化結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新材料和智能改造。其中，在創(chuàng)新材料方面,提到根據(jù)研究石墨烯具有改變建筑環(huán)境的潛力。例如，石墨烯已被科學(xué)家納入傳統(tǒng)的混凝土生產(chǎn)中，開發(fā)出一種復(fù)合材料。摻入石墨烯的方法可以生產(chǎn)出高產(chǎn)量且無缺陷的混凝土，并可直接用于建筑工地，從而能夠使用更少的混凝土建造可持續(xù)且堅(jiān)固的建筑，并減少溫室氣體排放。
石墨烯增強(qiáng)瀝青在英國(guó)牛津的馬什巷(Marsh Lane)主干道進(jìn)行示范驗(yàn)證，該主干道每天約有10000輛汽車通過，700米長(zhǎng)的路段的一半將用GiPave鋪設(shè)，而其余的將使用傳統(tǒng)瀝青重新鋪設(shè)，以便可以準(zhǔn)確地比較兩個(gè)路面。數(shù)據(jù)表明，與傳統(tǒng)的表面重鋪方法相比，GiPave將表面的壽命延長(zhǎng)了70%。與其他高性能材料相比，Milestone Infrastructure使用GiPave材料可以將耐用性提高至少35%。
英國(guó)高速鐵路二期(HS2）工程的承包商宣布，他們將創(chuàng)新使用石墨烯鋼筋混凝土結(jié)合3D打印技術(shù)制造構(gòu)件，用于車站建設(shè)。據(jù)悉，該技術(shù)名為"Printfrastructure”，將于今年首次用于HS2工程Euston站外的主線隧道的擋土墻構(gòu)件，后續(xù)還將用于車站站臺(tái)、護(hù)欄、樓梯、墻壁與立柱等構(gòu)件。
歐盟石墨烯旗艦合作伙伴Verserrien與屢獲殊榮的設(shè)計(jì)師和藝術(shù)家Steuart Padwick一起創(chuàng)建了一個(gè)由石墨烯增強(qiáng)的100%無水泥砂漿制成的3D打印裝置。這種創(chuàng)新材料堅(jiān)固耐用，與混凝土相比，碳排放減少了35%，并且固化速度很快。該設(shè)計(jì)原型在2022年倫敦設(shè)計(jì)節(jié)展出獲得廣泛關(guān)注。
澳大利亞First Graphene與Fosroc達(dá)成協(xié)議共同開發(fā)石墨烯增強(qiáng)水泥。在水泥生產(chǎn)的最終磨礦階段，使用低劑量的puregraph增強(qiáng)水泥添加劑，該產(chǎn)品已通過國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的外部測(cè)試，可將水泥砂漿的抗壓強(qiáng)度提高34%，抗拉強(qiáng)度提高27%，可以減少20%的水泥熟料用量，以減少總的二氧化碳的排放。
新西蘭石墨烯技術(shù)提供商GtM Action正在與預(yù)制混凝土制造商C&O Concrete Limited合作，將石墨烯增強(qiáng)混凝土推向市場(chǎng)。據(jù)報(bào)道，該材料的抗壓強(qiáng)度提高了59%，混凝土的抗拉強(qiáng)度提高33%。混凝土是地球上使用最廣泛的材料之一，因此能夠?qū)⒉牧鲜褂昧繙p少25%非常有益。僅對(duì)新西蘭的混凝土行業(yè)而言，這相當(dāng)于2300萬棵樹在10年內(nèi)固碳量。”
6、電子信息
據(jù)外媒報(bào)道，歐盟“石墨烯旗艦”研究專項(xiàng)衍生的石墨烯微電子器件中試線2D-EPL于近期啟動(dòng)運(yùn)行。報(bào)道顯示，該試驗(yàn)產(chǎn)線投資約2000萬歐元，旨在使用半導(dǎo)體制造設(shè)備，為相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)摸索石墨烯電子元器件生產(chǎn)工藝、開發(fā)關(guān)鍵工具和材料提供平臺(tái)，愛思強(qiáng)、IMEC等歐洲地區(qū)機(jī)構(gòu)參與了該產(chǎn)線建設(shè)。報(bào)道稱，首次啟用的產(chǎn)線基于石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (GFET)工藝，先期將開展生物傳感器、霍爾傳感器等器件研發(fā)，參與機(jī)構(gòu)需基于工藝設(shè)計(jì)套件 (PDK) 完成設(shè)計(jì)，流片成本由2D-EPL運(yùn)營(yíng)方分擔(dān)，可大幅降低原型開發(fā)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。其目標(biāo)是提供工具，以300毫米晶圓規(guī)模生產(chǎn)高質(zhì)量石墨烯，并開發(fā)新的策略，使其能夠集成到現(xiàn)有的半導(dǎo)體工廠生產(chǎn)線流程中。
根據(jù)我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)媒體報(bào)道，我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)企業(yè)臺(tái)積電在2nm先進(jìn)制程方面加大投資，金額達(dá)2290億元，預(yù)計(jì)到2025年下半年進(jìn)入量產(chǎn)。此外，臺(tái)積電將在 2nm的節(jié)點(diǎn)推出Nanosheet/Nanowire 的晶體管架構(gòu)，另外還將采用新的材料，包括High mobility channel、2D、CNT等。其中，2D材料方面，臺(tái)積電正在挖掘以石墨烯為代表的二維材料家族，可以逐漸用在晶體管上。
INBRAIN Neuroelectronics 公司與西班牙科學(xué)研究委員會(huì) (CSIC) 的巴塞羅那微電子研究所 (IMB-CNM)、加泰羅尼亞納米科學(xué)研究所和納米技術(shù)(ICN2)、ICREA和生物醫(yī)學(xué)研究中心網(wǎng)絡(luò) CIBER BBN簽署了一項(xiàng)開發(fā)協(xié)議，開發(fā)基于石墨烯技術(shù)的腦神經(jīng)技術(shù)。該協(xié)議將允許INBRAIN臨床轉(zhuǎn)化基于石墨烯晶體管的技術(shù)，這些技術(shù)在記錄超慢腦信號(hào)方面表現(xiàn)出獨(dú)特的能力。這些信號(hào)對(duì)癲癇和中風(fēng)等疾病具有重要意義，而且對(duì)腦機(jī)接口也具有整體意義。
澳大利亞量子計(jì)算公司Archer Materials公司通過將單個(gè)原子厚的石墨烯成功地集成到硅晶圓上，解決了其生物芯片開發(fā)中的關(guān)鍵納米技術(shù)挑戰(zhàn)。Archer公司正在推進(jìn)其“芯片實(shí)驗(yàn)室”技術(shù)（生物芯片），該技術(shù)將允許使用基于石墨烯的傳感器分析和處理生物標(biāo)本的液滴。
Cardea 公司一直在率先開發(fā)規(guī)模生產(chǎn)的生物相容性半導(dǎo)體——BPU（生物信號(hào)處理單元）——也稱為石墨烯場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (gFET) 或石墨烯生物傳感器，2022年已經(jīng)展示了每月 20,000 片 BPU 的產(chǎn)能，22年Cardea公司總共生產(chǎn)了超過 50 萬個(gè)傳感器，預(yù)計(jì)在 2023 年達(dá)到超過 100 萬個(gè)。此外，Cardea公司現(xiàn)在將石墨烯轉(zhuǎn)移到印刷晶圓上的良率超過 90%。
電子和計(jì)算機(jī)巨頭戴爾公司為筆記本電腦設(shè)計(jì)了一種石墨烯增強(qiáng)型可拆卸夾子，這種夾子可用于無線充電。
韓國(guó)Charm Graphene公司宣布通過利用納米厚度的石墨烯薄膜實(shí)現(xiàn)了透光率為 95.4%的EUV薄膜，為國(guó)際上首次突破EUV薄膜透光率達(dá)到90%。與現(xiàn)有的基于硅和碳納米管(CNT)的薄膜相比，Charm Graphene公司的EUV石墨烯薄膜具有熱穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和更高的透射率。
LG電子美國(guó)公司宣布了其2022年TONE Free真無線耳機(jī)陣容，旗艦型號(hào)TONE Free T90由于多次升級(jí)而提供了令人印象深刻的聲音，包括使用石墨烯來減少振動(dòng)。石墨烯的使用有助于減少振動(dòng)，而杜比頭部跟蹤支持即使在用戶移動(dòng)時(shí)也能保持用戶周圍的音樂感覺。
來源：石墨烯聯(lián)盟