石墨烯商业化：迄今为止的历程回顾

K． Ghaffarzadeh

IDTechEx公司(英国)

石墨烯并非新型材料，其商业化运行已有十多年，正变得越来越容易获得和负担得起，并最终形成了具有一定成交量的市场。本文基于IDTechEx公司有关石墨烯、碳纳米管(CNTs)和其他2D材料的持续研究计划，回顾石墨烯迄今为止的商业化发展并展望未来。

1 不同发展阶段

第一阶段为首批石墨烯公司成立之时，多数公司通过大力宣传炒作以筹集资金或获得大量的长期资助。几乎每天都有新论文或新闻宣称石墨烯是某些应用或行业的革命性救星。此阶段见证了第一轮大型投资，在此阶段，企业首次尝试建立了小型石墨烯生产设施，演示了石墨烯的许多性能并发布声明。

在第二阶段，石墨烯公司数量猛增，世界各地涌现出许多小而精的石墨烯企业。炒作和投资承诺，尤其是大规模的研发投资，释放出石墨烯具有市场吸引力的信号，媒体也通过持续宣传促使该信息传播。事实上，大多数公司仅出售少量的高价石墨烯用于研究目的。无论是大型还是小型设备的供应商，都表现积极，有些企业尝试超越单纯的性能展示，寻求真正的生产资格认证。但终端用户对石墨烯的本质和实际用途并不明确，供应商也缺乏规模、经验和质量控制，这些客观事实阻碍了石墨烯的发展。此时，许多公司遭受“机会过剩”的纷扰，试图在世界各地各种不相关的行业中追逐每一个可能的潜在优势。他们努力地集中精力，有效分配有限资源。

在下一阶段，一些公司面临艰难困境，试图最终通过大量投资以克服“鸡和蛋”难题。在此阶段，公司数量继续增加，尽管增加速度有所减缓。但与此同时，有迹象表明，部分公司挣扎之后默默退出。此时，供应商和用户对石墨烯产业已经有了更加细致和现实的认识。用户意识到了挑战，放低了期望，尤其是在石墨烯的处理(分散)方面，同时也缩小了目标应用的范围。供应商开始更加关注产品安全性、一致性及生产成本等因素。总之，此阶段该行业处于亏损状态，这导致人们担心石墨烯充其量将成为缺乏光明前景的低价值替代品。

石墨烯行业继续发展到第四阶段。石墨烯的市场价值得到确切定位，尽管它在很大程度上仍是替代品，但人们对其前景充满信心。石墨烯的生产工艺得到改进，采用了新方法，供应的石墨烯的质量和价格也有所提高。许多公司终于克服了对产品过早商品化的恐惧，开始降价，甚至不惜亏本供应产品以满足需求。一些国家如中国开始以主要参与者的身份出现在竞争格局中。这些新的参与者向市场发出信号，表示他们打算将石墨烯产业转变为量产且考虑成本的产业。在此阶段，尽管全线营业收入同比增长，但由于成本(研发、产能等)的增长超过收入的增长，该行业仍处于亏损状态。

目前石墨烯行业处于第五阶段。多家公司已具备显著产能，使石墨烯的应用性越来越高。中国是当今石墨烯的主要生产地，占大部分市场份额。目前剥离法为最常见的石墨烯生产工艺，同时，一些欧洲和北美公司正力求重新平衡竞争格局，探索大规模生产石墨烯的方法。对许多公司而言，尽管价格与成本仍差异明显，但石墨烯销售价格已跌至100美元/kg以下，市场上基于产量和价格的竞争更加激烈。随着一些资格认证过程的推进，产生了第一波显著的商业消费浪潮，更多的资格审查程序仍在经历最后的难关。石墨烯仍为添加剂或替代品，但用户有时间更好地探索其应用空间，找到石墨烯能创造价值的、以往无法想象的细分市场。企业兼并整合越来越快，许多公司再次默默退出。收入继续增长，但该行业仍处于亏损状态。

2 未来不同发展阶段

第六阶段是关于不久的将来，已经可预见到此新兴阶段的轮廓。该阶段石墨烯需求将加速增长，从而使公司收入增加，产能利用率提高。这将促使供应商进一步降低石墨烯价格。鉴于石墨烯的质量差异，并不会出现统一价格。石墨烯能否在成本上超越多壁碳纳米管，这是尚未得到证实的现实问题。企业兼并整合将加快并导致更多的小型生产企业退出，同时涌现出大型生产企业。这种市场现象并非静态的，新的参与者将持续加入，且很可能是以应用开发商而非石墨烯生产商的身份进入市场。这种趋势产生于石墨烯的应用价值和价格可承受性的提升。这一阶段将出现首次盈利迹象。

在第七阶段，收入增长将从2021/2022年度开始加速。届时许多资格认证过程将改变。无论是供应商还是用户，都将拥有广泛的经验积累。合适的应用将得以证实，石墨烯将具有更高的性能和成本竞争力。此阶段将是产量和收入增长的阶段，最终该行业进入盈利期。

本文所述7个阶段(表1)基于IDTechEx公司的研究报告《石墨烯、2D材料和碳纳米管：2018—2028年的市场、技术和机遇》。该报告对石墨烯、碳纳米管和2D材料进行了全面分析，并提供了详细的技术报告，对产品过去、现在和未来的价格和生产能力进行了最新评估，并进行了有见地且很关键的应用分析及按应用细分的10年细分市场预测，该报告还涵盖了行业参与者的意见。

表1 石墨烯商业化过程演变的不同阶段