摘要：近年來，隨著全球石墨烯研發成果陸續進入市場，疊加下游涂料、消費電子以及新能源等產業保持快速增長，石墨烯材料市場需求不斷擴大，市場規模也隨之增長。截至2023年12月底，中國石墨烯材料市場規模約為386億元，同比增長15.22%。

一、定義及分類

石墨烯是碳的同素異形體，碳原子以sp2雜化鍵合形成單層六邊形蜂窩晶格石墨烯。利用石墨烯的晶體結構可以構建富勒烯（C60）、石墨烯量子點，碳納米管、納米帶、多壁碳納米管和納米角。石墨烯具有優異的光學、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。石墨烯材料可分為單層石墨烯、雙層石墨烯、少層石墨烯和多層石墨烯。

二、行業政策

1、主管部門和監管體制

石墨烯材料行業主管部門是國家發展和改革委員會和工業和信息化部。國家發展和改革委員會主要負責研究制定行業發展戰略、產業政策和總體規劃，指導技術改造，以及審批和管理投資項目等。工業和信息化部主要負責擬訂實施行業規劃、產業政策和標準，監測工業行業日常運行，推動重大技術裝備發展和自主創新，管理通信業，指導推進信息化建設，協調維護國家信息安全等。

2、行業相關政策

近十年以來，石墨烯材料在全球受到廣泛關注。中國石墨烯產業不斷發展，近年來，國家政府部門陸續出臺了多項政策對石墨烯相關產業進行系統布局。《2021年工業和信息化標準工作要點》《原材料工業“三品”實施方案》《關于加快推動制造業綠色化發展的指導意見》等政策提出加強產業基礎標準和強制性標準制定；鼓勵實施前沿材料前瞻布局行動，積極培育石墨烯材料、量子材料、智能材料等前沿新材料，進一步提升高端產品有效供給能力，鼓勵強化對戰略性新興產業和國家重大工程的支撐作用；支持推進石墨烯等新材料制造綠色環保發展。一系列支持性政策法規的出臺，對石墨烯材料行業進行支持和引導，為產業發展提供了良好的政策環境。

三、發展歷程

石墨烯存在于自然界，且難以剝離出單層結構，將石墨烯一層層疊起來即為石墨，厚1毫米的石墨大約包含300萬層石墨烯。2004年，英國曼徹斯特大學的兩位科學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃消洛夫從高定向熱解石墨中剝離出石墨片，將薄片的兩面粘在一種特殊的膠帶上，撕開膠帶，就能把石墨片一分為二。隨著不斷地操作，石墨片越來越薄直至得到僅由一層碳原子構成的薄片，即為石墨烯。2010年，英國曼徹斯特大學的兩位科學家獲得諾貝爾物理學獎，石墨烯常見的粉體生產方法拓展為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法等。2018年3月31日，中國首條全自動量產石墨烯有機太陽能光電子器件生產線在山東菏澤啟動，該項目主要生產可在弱光下發電的石墨烯有機太陽能電池，破解了應用局限、對角度敏感、不易造型這三大太陽能發電難題。同年6月，中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟發布團體標準《含有石墨烯材料的產品命名指南》，規定了石墨烯材料相關新產品的命名方法。目前，石墨烯材料被列為多個國家戰略發展材料，產量大幅度上漲，應用場景不斷擴大。

四、行業壁壘

1、技術壁壘

石墨烯材料屬于技術密集型行業，具有非常高的專業技術壁壘。針對高性能石墨烯材料而言，要想攻克高定向組裝石墨烯產品的規模化、低成本制備技術和石墨烯材料的結構修復與熱導率提升技術這兩大關鍵技術障礙，需要在材料配方、原材料選購、產品結構、生產工藝、自動化等多個方面形成自主技術，并經過大量的生產實踐不斷進行優化，而普通企業在沒有充分行業經驗及技術積累的情況下，難以在短時間內實現。

2、客戶認證壁壘

石墨烯材料目前最主要的下游應用領域為中高端智能手機、平板電腦等消費電子行業。一般大型的消費電子品牌商基于對產品質量、成本控制等因素考慮，均會建立嚴格的供應商認證體系。消費電子產品中的石墨烯散熱器件作為一種高度定制化的產品，需要根據客戶的個性化需求，有針對性地設計出相應的產品方案，從而對石墨烯材料生產商提出較高要求。且石墨烯材料供應商一旦進入下游客戶的供應鏈，通常不會被輕易更換。定制化設計與生產能力、長期技術驗證的持續投入以及客戶對供應商的品牌信任，也構筑起了較高的進入壁壘。

3、人才壁壘

石墨烯材料的制備涉及氧化石墨烯原料解離分散、漿料涂覆及干燥、高溫加壓熱處理還原、碳自由基修復、真空壓延加工、模切成型、熱設計仿真以及成品檢測等多個工藝流程，綜合了熱力學、空氣動力學、流體力學、電學、材料學、機械工程、自動化、信息化等多個學科領域，對多學科、復合背景的人才需求量較大。隨著 5G、物聯網、人工智能等領域的不斷發展，石墨烯等新型材料的應用市場不斷擴大，對企業管理人才及技術人才提出了更高的要求。目前，石墨烯材料的技術人才主要集中在高校和科研院所，產業化人才相對緊缺，公司的技術人才隊伍以自主培養為主，從而對行業新進入者構成了極高的人才壁壘。

4、資金和規模壁壘

石墨烯材料下游終端產品更新換代快，對上游供應商的規模化生產、自動化水平、質量控制及產品交付及時性均有較高要求。規模化生產的實現需要大量生產、檢測等設備作為支撐，對資金投入要求較高。同時，消費電子、汽車電子等下游應用領域發展較快，為滿足不斷變化的下游需求，持續性的技術研發和產品升級同樣需要較大的研發投入和資金支持。只有企業達到一定的生產規模才能有效降低生產成本，形成市場競爭優勢，因而形成較高的資金和規模壁壘。

五、產業鏈

1、行業產業鏈分析

石墨烯材料從發現至今僅10余年，其各項優異特性雖經理論研究論證、實驗室測試認證，但到真正的中試、量產并商業化應用同樣需要很長時間，仍處在產業化發展初期。石墨烯材料產業鏈上游主要為石墨礦、CVD設備、甲烷等原材料供應商。其中，石墨礦是制備石墨烯的重要原料之一，近十年來我國石墨產量穩居全球第一，目前國內年產量穩定在80萬噸左右。我國國內晶質石墨資源主要分布在黑龍江、內蒙古、四川、山西等地，儲量相對豐富，為我國石墨烯材料生產奠定堅實的基礎。

石墨烯材料應用領域廣泛，其產品可大致分為薄膜和粉體兩大類。其中，石墨烯粉體多應用于涂料和鋰離子電池領域；石墨烯薄膜則因透明、導電、柔性好等優點，多應用于汽車電子、消費電子、光子及光電設備等領域。未來在智能可穿戴設備、ICT 設備、航空航天、海水淡化、醫療器械等應用領域的滲透率有望逐步提升。

石墨烯材料行業產業鏈

石墨礦

雞西長源礦業有限公司

淅川縣中泰華龍石墨有限公司

中國石墨集團有限公司

湖南中加石墨股份有限公司

CVA設備

北京北方華創真空技術有限公司

深圳市捷佳偉創新能源裝備股份有限公司

中微半導體設備(上海)股份有限公司

國機精工集團股份有限公司

拓荊科技股份有限公司

甲烷

金宏氣體股份有限公司

杭氧集團股份有限公司

湖南凱美特氣體股份有限公司

廣東華特氣體股份有限公司

上游

方大炭素新材料科技股份有限公司

江西寧新新材料股份有限公司

平頂山東方碳素股份有限公司

常州二維碳素科技股份有限公司

中游

防腐涂料

鋰離子電池

汽車電子

消費電子

儲氫材料

航空航天

下游

2、行業領先企業分析

（1）方大炭素新材料科技股份有限公司

方大炭素新材料科技股份有限公司成立于1999年，是世界領先的石墨電極及炭素制品的專業化生產和銷售公司。方大炭素主要從事石墨電極、塊狀炭磚、等靜壓石墨、核電用炭/石墨材料、石墨烯材料、碳/碳復合材料等的研制、生產與銷售。近年來，方大炭素發揮其炭素板塊的規模優勢、資源協同優勢、“大兵團”作戰優勢，靈活調整銷售策略，穩固開拓石墨電極高端市場；重點抓住各類炭磚市場、特種石墨等產品市場需求變化尋求增量，在高爐炭磚、核電用炭/石墨材料、石墨烯制備及應用技術的研究和生產等領域占據著領先位置。2023年方大炭素包含石墨烯材料在內的炭素制品業務收入為47.07億元，同比下降3.71%；毛利率為15.59%。

（2）常州二維碳素科技有限公司

常州二維碳素科技有限公司成立于2011年，主要從事大面積石墨烯透明導電薄膜的生產，該產品主要市場包括：石墨烯透明導電薄膜材料的生產和銷售，以及在透明電極、儲能、電子器件等領域的應用技術開發和技術支持服務。近年來，二位碳素以石墨烯薄膜材料研發為基礎，通過持續的研發投入不斷開發出適應下游應用市場需求的產品，抓住行業發展機遇，不斷增強公司的盈利能力和持續經營能力，以增加市場份額并建立市場影響力。2023年受下游需求承壓、產品銷售量減少的影響，二維碳素石墨烯產品收入為1474.24萬元，同比下降54.96%；毛利率為23.51%。

六、行業現狀

石墨烯材料是目前世界上最薄但也是最堅硬的納米材料，幾乎完全透明，只吸收2.3%的光，導熱系數高于納米碳管和金剛石；電阻率比銅、銀更低，是目前世界上電阻率最小的材料，因而被廣泛應用在電池電極材料、半導體器件、透明顯示屏、傳感器、電容器、晶體管等方面。近年來，隨著全球石墨烯研發成果陸續進入市場，疊加下游涂料、消費電子以及新能源等產業保持快速增長，石墨烯材料市場需求不斷擴大，市場規模也隨之增長。截至2023年12月底，中國石墨烯材料市場規模約為386億元，同比增長15.22%。此外，石墨烯材料扶持力度加碼，國家、地方政府、產業聯盟通過多種手段支持石墨烯產業發展，明確了產業化發展重點、方向和路徑，以解決當前相關產品制備技術存在成本高、技術不成熟、產品不穩定等問題，開發針對特定場合的多形態和特性石墨烯材料的制備和結構調控技術，進一步推動石墨烯材料市場化應用。預計到2024年，我國石墨烯材料市場規模將進一步增長至441億元。

七、發展因素

1、有利因素

（1）國家政策大力支持

具備優異導熱性能的石墨烯材料正逐步成為多個制造行業的理想替代材料，在電子器件、信息技術、國防軍工、新能源汽車等領域具有良好的應用前景。國家通過頒布一系列的法律法規和政策性文件，為石墨烯產業的發展奠定了良好的政策環境基礎，促進了行業的快速發展。同時，國家發展改革委2023年12月修訂發布的新版《產業結構調整指導目錄（2024年本）》中，將石墨烯材料、氫燃料電池石墨雙極板等新材料的生產及應用開發列為鼓勵類項目，為產業發展奠定了良好的基礎。

（2）下游行業需求快速增長

目前，石墨烯材料因其良好的熱傳導和光學性能，已被制成導熱散熱材料，并在智能手機、平板電腦等領域實現商用，吸引了更多下游領域的關注和青睞，國家層面也將石墨烯散熱材料列入鼓勵示范應用的前沿新材料。隨著行業技術水平的不斷提高，石墨烯材料的產品性能進一步提升，應用場景不斷拓展。且依托我國消費電子、汽車電子、通信及基站設備等行業呈現迅速增長的態勢，帶動石墨烯材料市場需求快速增長。

（3）行業競爭格局初步形成

隨著國內外石墨烯材料生產廠商的不斷加入，行業競爭格局初步形成。同時，行業競爭加劇，促進石墨烯產業新技術、新工藝不斷涌現，產業化進程加快，將帶動行業良性發展，激發石墨烯材料的商業化應用，為行業內企業發展創造機會。此外，行業內優勢企業憑借優質穩定的客戶資源、行業領先的技術工藝水平、優質的產品品質保障能力和及時批量供貨能力，深受下游客戶的信賴，有利于推進市場集中度不斷提高。

2、不利因素

（1）產業標準化進程緩慢

石墨烯材料擁有優異的熱學、光學、電學、力學特性，在熱管理、電子元器件、新能源、儲能、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景，自 2004年被發現以來受到全球專家學者的關注和重點研究，世界各國不斷加大對石墨烯材料的研發并推動其產業化應用。目前國內石墨烯產業中企業眾多，相關產品種類復雜，且相關產品的行業標準尚不完善，不利于行業標準化發展和產業化進程。

（2）產業鏈不夠完善

石墨烯材料行業屬于新興材料，行業發展尚處于起步階段，供應鏈以及下游產業鏈還不夠完善，未形成充分的競爭市場。同時，行業發展成熟度不高，參與企業需要大量的研發投入，長期致力于工藝技術水平改進和新產品研發并拓展應用領域。受限于目前上下游產業發展、技術迭代等因素影響，行業面臨新材料和新產品研發投入高、周期長和風險大的挑戰。

（3）行業高端人才短缺

隨著5G、物聯網、人工智能等領域的不斷發展，下游消費產品更新迭代速度加快，優質石墨烯材料需求量不斷擴大，從而對行業企業研發及技術人才提出了更高的要求。行業內復合型專業人才不僅要有復合知識背景、豐富的實踐經驗，還要對下游行業有深度的理解以滿足客戶個性化需求。但目前我國石墨烯材料領域專業性人才相對匱乏，行業人才缺口不斷擴大，從而限制石墨烯材料的產業化推進和技術創新。

八、競爭格局

現階段，各國的支持政策大多集中在石墨烯材料中游產業鏈上，歐美等發達國家前期支持政策主要集中于石墨烯基礎研究和高端應用產品開發。國外部分企業，如日本松下、Kaneka和美國Graftech等進入該領域較早，技術較為成熟，在全球石墨烯材料市場位居前列。隨著制造工藝與技術的不斷成熟，國內廠商逐步崛起，引領中國石墨烯材料產業發展，并且成功進入下游大型廠商的供應鏈體系，具有較強的市場競爭力。目前，中國部分石墨烯企業已能實現石墨烯材料規模化生產線的投產，如貝特瑞、方大碳素、寧新新材等，其營收規模較大，在國內國外均有較為成熟的銷售網絡，市占率較高，屬于我國石墨烯材料競爭市場第一梯隊。第二梯隊主要為東方碳素、常州第六元素、二維碳素、凱納股份等進入行業較早，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。

九、發展趨勢

目前，在石墨烯材料制備領域，可實現大規模量產的企業已經初露崢嶸。改進生產工藝、提升制備效率、降低石墨烯材料生產成本，成為我國石墨烯材料行業未來發展的必然趨勢。同時，在應用領域，石墨烯材料已經在電池、觸摸屏、電容以及涂料等領域表現出了較好的發展勢頭，而在醫療、淡水處理等領域的研發工作表明，石墨烯材料具有巨大的潛在應用前景。通過政府的引導，國內石墨烯產業有望夯實“產、學、研”一體化體系，建立完整的上、下游產業鏈，石墨烯的研究和產業化發展將持續升溫，并實現產業鏈的健康發展。