石墨烯屬于二維碳納米材料，具有優秀的力學特性和超強導電性導熱性等出色的材料特性，英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，由于成功從石墨中分離出石墨烯（2004）并在單層和雙層石墨烯體系中分別發現了整數量子霍爾效應及常溫條件下的量子霍爾效應（2009），而獲得2010年度諾貝爾物理學獎。

1

一種未來革命性的材料

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。利用石墨烯這種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。也被譽為“新材料之王”、“黑金”。

2

石墨烯劃分形式廣、性能多

石墨烯按照層數可分為單層石墨烯、雙層石墨烯、少層石墨烯和多層石墨烯。 按照功能化形式可以分為氧化石墨烯、氫化石墨烯、氟化石墨烯等。按照外在形態、又可分為片、膜、量子點、納米帶或三維狀等。

石墨烯具有超強導電性、良好的熱傳導性、良好的透光性、溶解性、滲透率、高柔性和高強度等出色的材料特性。它的的應用領域非常廣泛，主要集中在基礎學科、新能源電池、柔性顯示屏、傳感器及復合材料等領域。

3

石墨烯產業鏈趨于完善，下游需求領域不斷拓展

石墨烯材料本身表現出優異的性能，其下游應用領域非常廣泛，可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，且在化學、材料、物理、生物、環境、能源等眾多學科領域已取得了一系列重要進展。

石墨烯產業鏈上游的原料為石墨，中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。

石墨烯產業鏈中游主要為石墨烯的制備。石墨烯的制備分為兩種：（1）“自上而下”：從石墨塊原材料出發，將單層或幾層原子厚度的石墨烯層從石墨塊中剝離出，例如“液相剝離法”、“機械剝離法”等； （2）“自下而上”：從碳原子或碳化合物分子結構出發，如 CH4?C2H2 等，利用晶體生長重新排列出石墨烯，例如“化學氣相沉積法”、“小分子化學合成法”、“外延生長法”等。 不同制備方法獲得的石墨烯在品質和成本上差異較大，與之相關的產品的適用領域也有一些差異。石墨烯薄膜主要由氣相沉積法和外延生長法等制備，其中化學氣相沉積法可以制備大尺寸的石墨烯薄膜，是目前被認為最有希望實現石墨烯薄膜大規模制備的方法。

全球石墨烯行業市場規模呈穩步增長態勢。據預測，未來兩年石墨烯將保持增速。 我國石墨烯目前應用最廣泛的下游領域是新能源相關領域，是行業超高增長的主要驅動者。石墨烯在新能源超級電容與鋰電池導電劑領域市場規模在50 億元左右，占全國市場份額的 71.4%，其中，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。

4

國內外處起步階段，靜待下游大規模應用

全球石墨烯行業仍處于產業化起步階段。市場以石墨烯粉體和石墨烯薄膜為主導，盡管大規模生產仍存在一定困難，但未來發展空間廣闊。

從市場規模來看，2014 年以來，全球石墨烯市場規模快速增長，2019 年全球石墨烯市場規模約為 1.1 億美元，預計在 2025 年達到 21 億美元，2020 至 2025 年石墨烯復合年增長率將達到 40%，尤其是散熱材料、新能源電池、柔性顯示和復合材料市場。石墨烯因其優秀的材料特性具有巨大的潛力。

石墨烯行業正處于大規模產業化前夕，世界各國對于石墨烯都給予了高度重視，全球已有 80 多個國家投入石墨烯的研發、生產，尤其是一些發達國家聚焦石墨烯下游應用的研發，例如美、歐、日、韓等地區密集發布政策、投入大量資金，扶持石墨烯相關產品研發和產業化應用，對推動石墨烯產業發展做出了戰略部署。

5

國內產業鏈初步成型，上下游鏈條逐步完善

我國石墨烯產業前景廣闊，產業規模持續增長。同時我國政府高度重視石墨烯產業發展，已將石墨烯列入我國“十三五規劃”的 165 項重大工程。

中國石墨烯行業正處于市場導入期，產品尚未成熟，行業利潤率較低，但市場增長率較高。預計隨著石墨烯制備技術的不斷突破和下游應用的不斷成熟，將進一步促進和推動石墨烯的應用發展及市場規模擴大。

我國石墨烯產業鏈近年來已初步打通，上下游鏈條逐步完善，上游石墨礦開發技術不斷創新，中游石墨制備方法不斷改進，下游應用領域研發不斷拓展。

正是由于產業鏈不斷發展，我國石墨烯市場規模有持續較快增長的趨勢。石墨烯作為“新材料之王”，目前大規模制備方式仍存在缺陷，下游應用領域仍未被開發完全，所以仍保有較大的發展潛力。

從整體石墨烯產業鏈布局來看，中游領域：我國自 2018 年以來，石墨烯粉體和薄膜的生產規模進一步擴大，石墨烯產業化趨勢日益強勁，多個石墨烯產業創新中心開始創立，各地各種石墨烯制備技術不斷突破創新，下游應用產業化也逐步拓展。

中國石墨烯的研究已經進入世界一線水平，相關產業鏈也已經初步形成，未來隨著研發的進一步深入，石墨烯的應用也將越來越廣泛，屆時相信會有一系列新產業出現。