第一節 石墨烯行業概述
一、石墨烯概述
石墨烯是一種以sp雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。其具有優異的光學、電學、力學特性,在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景,被認為是一種未來革命性的材料。

二、石墨烯行業分類
石墨烯主要可以分為單層石墨烯、雙層石墨烯、少層石墨烯、多層石墨烯。

三、石墨烯行業產業鏈分析
石墨烯產業鏈上游主要包括原材料與設備,其中原材料包括石墨、碳化硅、甲烷、乙烯等;設備主要有化學氣相沉積工藝設備、機械剝離工藝用設備、纖維工藝用設備等;中游主要有石墨烯粉體、石墨烯薄膜、石墨烯漿料、石墨烯纖維、石墨烯改性復合材料等;石墨烯下游主要應用于移動設備、航空航天、新能源電池等領域。

1、上游端分析
石墨是石墨烯生產的原材料,我國是全球最大的石墨生產國,但可開采儲量僅為全球第二,占世界總儲量的25%,靜態可開采年限僅為116年,在全球主要的石墨生產國中,僅高于挪威。據資料顯示,2021年我國天然石墨產量為72萬噸,同比增長10.6%。

2、下游端分析
目前,新能源是我國石墨烯最大的下游應用領域,是行業增長的主要驅動來源。此外,石墨烯在防腐涂料、復合材料、生物傳感器等領域的應用也占額較多且備受關注,節能環保和電子信息柔性顯示領域也有一定的涉及,但相對來說規模仍較小。具體來看,我國石墨烯下游應用占比前三的領域分別為新能源、防腐涂料及生物傳感器,占比分別為71.5%、11.4%和7.1%。
第二節 石墨烯行業細分市場分析
一、市場規模
得益于近年來我國新能源、半導體等產業的迅速發展,石墨烯的需求量也隨之不斷增長,推動了行業規模的持續擴張。據資料顯示,2021年我國石墨烯行業市場規模達265億元,同比增長15.2%。

二、細分市場
1、導電劑用石墨烯市場
相對于傳統鋰電池導電劑,石墨烯比表面積適中,導電性良好,在電池中充當導電網絡的節點,在負極中,它不僅可以提高電極的導電性,而且可以提高負極的容量。據資料顯示,2021年我國導電劑用石墨烯市場規模為161億元,同比增長15.8%。
2、高定向性超晶石墨烯
高定向性超晶石墨烯材料,是一種含碳量大于99.96%的,在水平方向(x-y axis)有著大面積連續的石墨烯晶體結構的片層緊密堆疊而成,所以在水平方向擁有高達1000~1700W/m.k的高導熱性能和良好的導電性能。本項目中使用的氧化還原法是目前全球最先進的制備技術,同步于日本松下、美國eGraftech公司。超晶石墨烯的上游是氧化石墨烯、聚酰亞胺等富含六邊形碳環的前驅體原材料,中游是超晶石墨烯的研磨、預定向、高溫氧化還原制造流程,下游按照用途分為消費電子、汽車、服務器和數據中心、醫療保健、航天航空等。
第三節 石墨烯行業競爭格局分析
一、石墨烯行業競爭梯隊
中國石墨烯行業呈現外資企業技術領頭,國內企業制造領跑的行業競爭趨勢。石墨烯行業競爭格局中第一梯隊由貝特瑞、方大碳素、碳元科技、沃特新材料等營收規模較大,已經擁有完整的石墨烯生產線并且實現規模化經營的龍頭上市企業組成,該類公司在國內國外均有較為成熟的銷售網絡,市占率較高。
第二梯隊主要常州第六元素、二維碳素、寧波墨西、南京先豐納米吉倉納米等進入行業較早,擁有較強的研發能力和全國范圍的銷售網絡的代表企業。該類企業依托國內的政策支持,人才回流等紅利,有較強的研發能力,未來發展潛力較大。
第三梯隊其他中小型石墨烯生產制造公司,該梯隊中企業較多,市占率均不高,競爭格局較為分散。
二、石墨烯行業進入壁壘分析
目前對于石墨烯行業來說,其主要面臨的進入壁壘為技術壁壘、資金壁壘以及銷售渠道壁壘,其中技術和資金壁壘是資金壁壘是目前最為主要的進入壁壘。
石墨烯產值源自新產品,需要技術上的突破,該行業技術擴散速度慢、產品模仿較為復雜的特性決定了行業具有較高的技術壁壘;資金方面,石墨烯生產企業前期需要較大的資金投入建立生產線(反應釜、CVD沉積設備)等,因此資金壁壘較高。
第四節 石墨烯行業發展趨勢分析
一、國家政策利好行業發展
為加強石墨烯行業基礎標準和強制性標準制定,工信部在2021年3月發布《2021年工業和信息化標準工作要點》,《要點》對高端鋼鐵材料、航空發動機用高溫合金材料、化工新材料、民機鋁材、石墨烯、電子專用材料、天然纖維材料、循環再利用化學纖維材料等新材料和關鍵材料進行標準制定。國家產業政策和行業監管體系有效地促進了石墨烯新材料行業的健康發展,為企業正常經營提供了良好的發展環境,有利于行業企業鞏固競爭優勢。
二、應用驅動行業迎來新發展
石墨烯作為技術密集型的前沿新材料,前期產業培育以技術驅動為主,以“從上至下”的產業鏈發展模式為主,需石墨烯企業自行尋找和開拓市場,不利于產業的快速健康發展。近年來,隨著石墨烯制備技術成熟化和產業應用多元化,石墨烯與各領域的融合持續深化,逐步由技術驅動轉變為應用驅動。按產品形態,石墨烯包括石墨烯粉體和石墨烯薄膜,石墨烯粉體主要應用于防腐涂料、鋰電池、超級電容、導熱塑料、消費電子散熱片等。石墨烯薄膜可以應用在導熱膜上,發揮其優異的導熱性能,用于智能手機、平板電腦等設備的散熱層;或利用石墨烯的導電透光以及高度柔性,可以用來制作柔性顯示屏、可穿戴設備等。此外,石墨烯對硅的替代有望帶來半導體領域顛覆性的革命,成為下一代集成電路、超級計算機的基礎材料。未來石墨烯的應用領域將會繼續拓展,產業發展前景極佳。
三、產業協同化發展
石墨烯屬于技術、人才和資金高度密集型的前沿新材料產業,只有跟下游應用深度融合,完全打開應用市場才能快速發展。石墨烯不僅與紡織鞋服、功能涂料、改性橡膠等傳統產業發展關系密切,同時與電子信息、航空航天、新能源、生物醫藥等戰略性新興產業的發展也緊密相關,形成“共生共融、協同發展”的產業生態。“十四五”期間,我國石墨烯產業將進一步發揮改造提升傳統產業、培育新興產業的功能,與相關產業深度融合發展,加速推動我國石墨烯產業化進程,推動我國石墨烯行業快速發展。
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