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石墨烯材料行業(yè)迎來發(fā)展熱潮、產(chǎn)業(yè)鏈及下游細分市場需求前景預測

根據(jù)石墨烯產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟于 2018年 8 月發(fā)布的團體標準 T/CGIA 002-2018《含有石墨烯材料的產(chǎn)品命名指南》中的定義，石墨烯材料指由不超過 10 層的石墨烯單獨或緊密堆垛構(gòu)成的二維材料及其改性產(chǎn)物，包括單層石墨烯、雙層石墨烯、多層石墨烯。石墨烯材料的存在形態(tài)主要有石墨烯膜、石墨烯片和石墨烯漿料等三類。

石墨烯擁有優(yōu)異的電學性能、出色的機械性能、極高的導熱性、超大比表面積、優(yōu)異的阻隔性能等，在新能源、石油化工、電子信息、復合材料、生物醫(yī)藥和節(jié)能環(huán)保等傳統(tǒng)領(lǐng)域和新興領(lǐng)域具有重要的應用前景，是一種未來革命性的新材料，被譽為“新材料之王”。

1、世界主要高科技國家高度重視石墨烯行業(yè)發(fā)展

隨著在石墨烯領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究突破不斷涌現(xiàn)，全球已有 80 多個國家和地區(qū)布局石墨烯相關(guān)產(chǎn)業(yè)，密集出臺了多個創(chuàng)新戰(zhàn)略、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、扶持政策等，并提供大量資金支持。特別是美國、歐盟、日本、韓國等均將石墨烯研究與應用提升至國家戰(zhàn)略高度。其中，美國擁有最為完善的石墨烯研究與應用鏈，其在石墨烯領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究及相關(guān)產(chǎn)業(yè)化布局由國家科學基金（NSF）、美國能源部（DOE）等政府機構(gòu)主導，合計已投資數(shù)十億美元，資助項目達上千項，重點支持石墨烯晶體管、儲能、生物技術(shù)等領(lǐng)域；歐盟在石墨烯領(lǐng)域研究起步較早且更具系統(tǒng)性，其于 2013 年提出的投資 10 億歐元的“石墨烯旗艦計劃”為歐洲有史以來規(guī)模最大的研究計劃，制定了詳細的十年發(fā)展規(guī)劃并持續(xù)至今；日本依托其扎實的傳統(tǒng)碳材料產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，以包括日本東京大學、名古屋大學等在內(nèi)的多所大學和日立、索尼、東芝等眾多企業(yè)為主體，投入大量資金和人力，集中于石墨烯在新能源電池、半導體、復合材料等領(lǐng)域的應用和產(chǎn)業(yè)化；韓國的石墨烯產(chǎn)業(yè)通過產(chǎn)學密切結(jié)合，基礎(chǔ)研究快速發(fā)展，以韓國三星集團和 LG 公司為代表，保證了韓國在石墨烯柔性顯示、觸摸屏等領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。綜上所述，世界主要高科技國家均希望在新一輪科技競爭中搶占石墨烯技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制點。

2、石墨烯散熱材料產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)分析

石墨烯散熱材料的上游主要為氧化石墨烯前驅(qū)體、保護膜、膠帶等原材料供應商，下游目前以中高端智能手機、平板電腦等消費電子產(chǎn)品為主，未來在筆記本電腦、智能可穿戴設(shè)備、ICT設(shè)備、航空航天、醫(yī)療器械等應用領(lǐng)域的滲透率有望逐步提升，同時有望拓展至半導體封裝、新能源汽車等其他熱管理領(lǐng)域。

石墨烯散熱材料產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)圖

資料來源：普華有策

3、我國石墨烯散熱材料行業(yè)迎來發(fā)展熱潮

在相關(guān)部門、生產(chǎn)企業(yè)、科研院所、相關(guān)高校等通力合作下，我國石墨烯產(chǎn)業(yè)規(guī)模、企業(yè)數(shù)量均呈現(xiàn)跨越式增長，是目前石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最活躍的國家之一，專利數(shù)量和產(chǎn)業(yè)化全球領(lǐng)先，截至 2021年 8 月中國石墨烯專利申請量占全球石墨烯專利總申請量的 68%，是全球石墨烯第一大技術(shù)來源國。

目前，我國初步構(gòu)建起以石墨烯原材料研發(fā)、制備、應用為主體的產(chǎn)業(yè)鏈，并在部分領(lǐng)域初步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應用，產(chǎn)業(yè)化進程居全球前列。我國石墨烯材料行業(yè)市場規(guī)模從 2017年的70億元增長至 2022年的348億元，年均復合增長率達38%以上。

我國石墨烯材料行業(yè)市場規(guī)模分析

資料來源：普華有策

目前我國石墨烯產(chǎn)業(yè)初步形成了以新能源、涂料、大健康、節(jié)能環(huán)保、化工新材料、電子信息為主的六大產(chǎn)業(yè)化應用領(lǐng)域。其中新能源領(lǐng)域的市場規(guī)模占比超過 60%，應用較為成熟。此外，在熱管理領(lǐng)域，石墨烯散熱技術(shù)在一定程度上引領(lǐng)了電子設(shè)備散熱市場的發(fā)展趨勢，石墨烯散熱材料正迎來發(fā)展熱潮。隨著 5G 手機換機潮的到來，石墨烯在電子設(shè)備散熱方案中的應用有望迅速擴大。除了智能手機外，5G 基站、服務(wù)器、筆記本電腦等許多領(lǐng)域的關(guān)鍵材料，在兼顧導熱性能和成本的同時，對石墨烯的導熱需求也越來越多。預計石墨烯導熱膜的市場規(guī)模在未來兩到三年內(nèi)有望達到 23 億美元。

4、石墨烯散熱材料行業(yè)技術(shù)水平特點

熱管理是電子行業(yè)發(fā)展過程中面臨的重要問題，散熱性能的高低直接決定了電子產(chǎn)品運行的穩(wěn)定性及可靠性，在電子設(shè)備主要的失效方式中，有 55%的失效是溫度過高引起。電子元件的故障發(fā)生率隨工作溫度的提高呈指數(shù)增長，溫度每升高 10℃，系統(tǒng)可靠性降低 50%。散熱是制約電氣電子設(shè)備向高功率密度化和高度集成化發(fā)展的瓶頸問題，而散熱材料的應用成為解決電子產(chǎn)品散熱問題的關(guān)鍵。

金屬材料由于其較高的導熱性應用的最為廣泛，新興的碳材料（石墨、碳納米管、石墨烯）、復合材料因為超高的導熱性也越來越多的應用到高散熱的設(shè)計中。其中石墨烯是近年來新興的導熱散熱材料，具有良好的機械強度、較高的電子遷移率、高比表面積等特點，其理論熱導率高達 5300W/(m·K)，被認為是一類極具競爭力的散熱材料。

石墨烯是具有優(yōu)異導熱性能的前沿新材料，實驗研究結(jié)果表明，單層石墨烯擁有高達 5300W/(m?K)的導熱系數(shù)。石墨烯材料的高導熱系數(shù)特點，使其有望成為傳統(tǒng)散熱材料的理想替代材料。目前在導熱散熱領(lǐng)域中，被廣泛研究的石墨烯散熱材料類型包括石墨烯導熱膜、石墨烯導熱高分子復合材料、石墨烯基金屬復合材料、石墨烯散熱涂層等。

石墨烯導熱膜具備高熱導率、輕量化、柔韌性好等特性，已在中高端智能手機、平板電腦等消費類電子產(chǎn)品散熱領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了大規(guī)模的商業(yè)化應用，未來有望成為折疊屏智能手機、智能可穿戴設(shè)備等細分領(lǐng)域的主流散熱方案。

石墨烯材料憑借其優(yōu)異的導熱性能，無論作為自支撐導熱膜，還是作為導熱界面材料，都將在下一代電子元件散熱應用中繼續(xù)發(fā)揮重要價值，在電子器件、信息技術(shù)、國防軍工、新能源汽車等領(lǐng)域具有良好的應用前景。

5、石墨烯行業(yè)下游細分市場需求前景預測

（1）中高端智能手機對石墨烯材料需求刺激

中高端智能手機散熱需求高，石墨烯材料憑借優(yōu)異的導熱性能有望成為主流散熱方案：中國高端智能手機（批發(fā)價 400 美元及以上）市場份額實現(xiàn)了逆勢擴張，銷量份額從2021 年第二季度的 31%小幅上升至 2022 年第二季度的 33%，與國內(nèi)智能手機整體銷售額下降 14%相比，高端細分市場的單位銷售額降幅為 10%。其中 600-799美元價格區(qū)間機型和 1,000 美元及以上機型的細分市場在 2022 年第二季度銷售額分別增長 10%與 110%。由于高端機型的散熱需求更高，應用綜合散熱性能更優(yōu)的石墨烯導熱膜散熱方案的動力更強，此外，高端智能手機使用石墨烯導熱膜的面積和厚度亦有所提升，進而石墨烯導熱膜市場的增長。

折疊創(chuàng)新成為智能手機發(fā)展新趨勢，石墨烯導熱膜憑借其耐彎折特性成為折疊屏手機理想的散熱解決方案：折疊創(chuàng)新已經(jīng)成為智能手機發(fā)展新趨勢，備受矚目的折疊屏手機有望逐步成為高端智能手機市場的標志并逐漸普及。石墨烯導熱膜因出色的柔韌性、耐彎折等特性，在折疊屏手機領(lǐng)域中極具應用前景，已成為折疊屏手機的理想散熱材料。在堆疊空間有限的情況下，通過耐彎折石墨烯膜將轉(zhuǎn)軸兩側(cè)的散熱系統(tǒng)相連接，系統(tǒng)級芯片（SOC）一側(cè)的熱量可經(jīng)此通道傳導至散熱壓力更小的另一側(cè)，由此實現(xiàn)更加均衡且更強的散熱能力。

5G 手機對石墨烯導熱膜需求規(guī)模將大幅增加：石墨烯導熱膜自 2018 年成功應用于某品牌的旗艦智能手機后，其優(yōu)異的導熱性能受到了手機廠商的青睞，拉開了國產(chǎn)高端智能手機應用石墨烯散熱方案的序幕，榮耀、小米、OPPO 等手機品牌相繼推出了使用石墨烯散熱方案的旗艦機型，石墨烯散熱方案在智能手機中的滲透率不斷提升。

（2）在線教育、居家辦公、企業(yè)數(shù)字化升級拉動平板和筆記本電腦需求

2019 年以來由于在線教育、居家辦公以及應對企業(yè)數(shù)字化升級等需求大幅上漲，從而導致近三年來全球筆記本電腦市場需求出現(xiàn)顯著上升。目前平板和筆記本電腦領(lǐng)域的散熱方案以熱管、VC 均熱板為主。隨著平板電腦、筆記本電腦對集成度、輕量化的要求不斷提升，對散熱材料的性能也提出了更高的要求，石墨烯導熱膜相比熱管、VC 均熱板擁有耐彎折、輕量化、不等厚加工工藝等優(yōu)勢，未來有望在平板和筆記本電腦領(lǐng)域替代部分熱管及均熱板。

（3）可穿戴設(shè)備出貨量穩(wěn)步提升，CVD 封裝石墨烯導熱片有良好應用前景

可穿戴設(shè)備（TWS 耳機、智能手表、VR 眼鏡等）是高度集成化的消費電子產(chǎn)品，隨著性能增長帶來功率密度的持續(xù)提升，日常應用中由于長時間直接接觸人體皮膚，在發(fā)熱控制不得當時可能造成低溫灼傷等危害，此外可穿戴設(shè)備還普遍存在器件小、不規(guī)則等特點，對散熱材料提出了更高的要求，導熱性能出色、高柔性的石墨烯材料有望在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域大規(guī)模應用。

（4）ICT 設(shè)備需求推動石墨烯散熱材料應用潛力逐步顯現(xiàn)

長期以來，我國政府一直鼓勵和支持 ICT 產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并相繼出臺“互聯(lián)網(wǎng)+”、“寬帶中國”等政策、“新基建”戰(zhàn)略、“東數(shù)西算”工程等，以此倡導加快 5G 網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)中心、人工智能及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，促進網(wǎng)絡(luò)設(shè)備作為信息化、數(shù)字化和智能化的重要支撐以及新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，為我國 ICT 產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供強勁動能。未來龐大的數(shù)據(jù)總量將帶動信息通訊技術(shù)（ICT）設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心（IDC）及其他相關(guān)軟硬件的發(fā)展。

隨著 5G 通信技術(shù)的發(fā)展和商用的持續(xù)推進，5G 基站作為 ICT 設(shè)備中的基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)數(shù)量快速增長，5G 智能終端滲透率逐年提升，光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、高速度、大容量等已成為當代通信技術(shù)的發(fā)展目標，組成通信設(shè)備的主要元件為高密度的表面貼裝元件和多層電路板，通信設(shè)備在運行過程中熱流密度增加，散發(fā)出大量的熱量。我國大部分通信設(shè)備因高溫導致?lián)p壞，溫度高低幾乎與通信設(shè)備的使用壽命成正比。因此，高效的散熱方案成為提高通信設(shè)備使用效率和壽命的關(guān)鍵，石墨烯材料憑借其超高的導熱性能、輕量化、免維護等特性，未來在 ICT設(shè)備領(lǐng)域的應用潛力巨大。

（5）芯片功率密度持續(xù)提升，催生對高導熱熱界面材料的需求

導熱界面材料下游應用領(lǐng)域中，手機、平板電腦等消費電子產(chǎn)品芯片封裝占比最高。面對目前電子設(shè)備高度集成化、輕薄便捷化及功能多元化趨勢，電子設(shè)備的高功率密度帶來日益高漲的散熱需求，進而對導熱界面材料提出更高要求。

傳統(tǒng)的導熱界面材料主要有膏狀形態(tài)的導熱硅脂、導熱凝膠、相變材料以及固體形態(tài)的導熱硅膠片等，其導熱系數(shù)較低，而具有更高導熱系數(shù)的高導熱碳纖維被美日等國壟斷。

更多行業(yè)資料請參考普華有策咨詢《2023-2029年石墨烯材料行業(yè)細分市場分析及投資前景專項調(diào)研報告》，同時普華有策咨詢還提供產(chǎn)業(yè)研究報告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項目可行性報告、十四五規(guī)劃、BP商業(yè)計劃書、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍白皮書、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務(wù)。

報告目錄：

第一章宏觀經(jīng)濟環(huán)境分析

第一節(jié) 全球宏觀經(jīng)濟分析

一、2022年全球宏觀經(jīng)濟運行概況

二、2022年全球宏觀經(jīng)濟趨勢預測

第二節(jié) 中國宏觀經(jīng)濟環(huán)境分析

一、2017-2022年中國宏觀經(jīng)濟運行概況

二、2022年中國宏觀經(jīng)濟趨勢預測

第三節(jié) 石墨烯材料行業(yè)社會環(huán)境分析

第四節(jié) 石墨烯材料行業(yè)政治法律環(huán)境分析

一、行業(yè)管理體制分析

二、行業(yè)相關(guān)發(fā)展規(guī)劃

三、主要產(chǎn)業(yè)政策解讀

第五節(jié) 石墨烯材料行業(yè)技術(shù)環(huán)境分析

一、技術(shù)發(fā)展水平分析

二、技術(shù)革新趨勢分析

第二章國際石墨烯材料行業(yè)發(fā)展分析

第一節(jié) 國際石墨烯材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

一、國際石墨烯材料行業(yè)發(fā)展概況

二、主要國家石墨烯材料行業(yè)的經(jīng)濟效益分析

三、2023-2029年國際石墨烯材料行業(yè)的發(fā)展趨勢分析

第二節(jié) 主要國家及地區(qū)石墨烯材料行業(yè)發(fā)展狀況及經(jīng)驗借鑒

一、美國石墨烯材料行業(yè)發(fā)展分析

1、2017-2022年行業(yè)規(guī)模情況

2、2023-2029年行業(yè)前景展望

二、歐洲石墨烯材料行業(yè)發(fā)展分析

1、2017-2022年行業(yè)規(guī)模情況

2、2023-2029年行業(yè)前景展望

三、日韓石墨烯材料行業(yè)發(fā)展分析

1、2017-2022年行業(yè)規(guī)模情況

2、2023-2029年行業(yè)前景展望

四、2017-2022年其他國家及地區(qū)石墨烯材料行業(yè)發(fā)展分析

五、國外石墨烯材料行業(yè)發(fā)展經(jīng)驗總結(jié)

第三章 2017-2022年中國石墨烯材料市場供需分析

第一節(jié) 2017-2022年石墨烯材料產(chǎn)能分析

一、2017-2022年中國石墨烯材料產(chǎn)能及增長率

二、2023-2029年中國石墨烯材料產(chǎn)能預測

三、2017-2022年中國石墨烯材料產(chǎn)能利用率分析

第二節(jié) 2017-2022年石墨烯材料產(chǎn)量分析

一、2017-2022年中國石墨烯材料產(chǎn)量及增長率

二、2023-2029年中國石墨烯材料產(chǎn)量預測

第三節(jié) 2017-2022年石墨烯材料市場需求分析

一、2017-2022年中國石墨烯材料市場需求量及增長率

二、2023-2029年中國石墨烯材料市場需求量預測

第四章中國石墨烯材料產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)分析

第一節(jié) 中國石墨烯材料產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)

一、產(chǎn)業(yè)鏈概況

二、特征

第二節(jié) 中國石墨烯材料產(chǎn)業(yè)鏈演進趨勢

一、產(chǎn)業(yè)鏈生命周期分析

二、產(chǎn)業(yè)鏈價值流動分析

三、演進路徑與趨勢

第三節(jié) 中國石墨烯材料產(chǎn)業(yè)鏈競爭分析

第五章 2017-2022年石墨烯材料行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析

第一節(jié) 2017-2022年石墨烯材料行業(yè)上游運行分析

一、行業(yè)上游介紹

二、行業(yè)上游發(fā)展狀況分析

三、行業(yè)上游對石墨烯材料行業(yè)影響力分析

第二節(jié) 2017-2022年石墨烯材料行業(yè)下游運行分析

一、行業(yè)下游介紹

二、行業(yè)下游需求占比

三、行業(yè)下游發(fā)展狀況分析

1、A用石墨烯材料市場分析

（1）行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

（2）需求規(guī)模

（3）需求前景預測

2、B領(lǐng)域用石墨烯材料市場分析

（1）行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

（2）需求規(guī)模

（3）需求前景預測

3、C領(lǐng)域用石墨烯材料市場分析

（1）行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

（2）需求規(guī)模

（3）需求前景預測

4、D用石墨烯材料市場分析

（1）行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

（2）需求規(guī)模

（3）需求前景預測

5、E領(lǐng)域用石墨烯材料市場分析

（1）行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

（2）需求規(guī)模

（3）需求前景預測

6、F用石墨烯材料市場分析

（1）行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

（2）需求規(guī)模

（3）需求前景預測

第六章中國石墨烯材料行業(yè)區(qū)域市場分析

第一節(jié) 華北地區(qū)石墨烯材料行業(yè)分析