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石墨烯产业,重庆布下“先手棋”

石墨烯产业在我市的崛起,离不开它的前端研发平台——2011年,中科院重庆研究院成立伊始就确立将石墨烯研发作为主要研究方向,并于当年底研发出大面积石墨烯薄膜制造工艺。

石墨烯产业,重庆布下“先手棋”

重庆高新区金凤电子信息产业园,重庆墨希科技有限公司技术人员正在生产石墨烯薄膜。记者 梅垠 摄(资料图片)

今年初,一则“西班牙研发出‘超级石墨烯’电池可在8分钟内将一辆电动汽车充满电”的消息,抢足了眼球。

作为制造未来可弯曲、可折叠柔性显示屏的理想材料,三星、苹果、IBM等知名企业都觉察到石墨烯的潜力,并积极储备与之相关的技术专利。石墨烯,一时间成为竞相追捧的“宠儿”。

3月上旬,又一条有关石墨烯的新闻占据了各大门户网站的头条——全球首批量产石墨烯手机在重庆发布。

作为一个内陆城市,重庆如何脱颖而出掌握石墨烯顶尖研发技术?围绕石墨烯发展产业,重庆怎样下好这盘“大棋”?

率先拥有全球领先技术的石墨烯单层薄膜材料量产工艺

石墨烯产业在我市的崛起,离不开它的前端研发平台——2011年,中科院重庆研究院成立伊始就确立将石墨烯研发作为主要研究方向,并于当年底研发出大面积石墨烯薄膜制造工艺。

两年后,该院在实验室内成功研制出国内首片15英寸的单层石墨烯薄膜。当时有业内专家称,这将为手机、电脑等电子产品制造业带来划时代变革。

有此“魔力”的石墨烯究竟为何物?

中科院重庆研究院微纳制造与系统集成研究中心副主任史浩飞称,石墨烯是由碳原子组成的单原子层平面薄膜,被认为是目前世界上最薄、透光度最好、强度最大的材料,可作为制备新型触摸屏的核心部分——透明电极的材料。而且石墨烯薄膜的厚度只有0.34纳米,一根头发丝的直径约等于10万层石墨烯叠加起来的厚度。同时它还能保证很高的电导率和很好的柔性。

“从这些优点来看,石墨烯特别适合在电子信息产业中推广应用,目前华为、三星、中兴等企业都相当关注它的研发进展情况。”史浩飞说。

尖端科研成果的诞生,让各方产业资本很快嗅到潜在商机。随后,由上海南江集团出资、中科院重庆研究院提供知识产权和技术、共同组建的重庆墨希科技有限公司应运而生,专门开发、生产石墨烯薄膜原材料。

2013年底,该公司大面积单层石墨烯薄膜生产线在重庆高新区金凤园区投产运行。这条生产线使得石墨烯生产成本降至原来的1/3,每平方米成本约350元,实验室生产的原材料成本已降低到100元/平米左右(目前ITO市场价格在120-200元/平米之间),为产业链下游产品开发创造了良好条件,也标志着我市率先拥有全球领先技术的石墨烯单层薄膜材料量产工艺。

初步形成从原材料研发到批量制备元器件再到终端制造的产业链布局

随着重庆墨希科技公司在金凤电子信息产业园区投产运行,依托前者的集聚效应,金凤园区近年陆续吸引下游企业入驻,不断扩充石墨烯产业链。

去年底,高新区围绕石墨烯产业引进的全市首家石墨烯终端生产企业——新唐电科技有限公司开工投产,主要经营石墨烯智能终端产业化项目,包括智能手机、平板电脑等,迈出本地石墨烯产业化第一步。随后松录科技、嘉乐派等国内6家智能终端企业纷至沓来落子金凤,使我市初步形成从石墨烯原材料研发到批量制备元器件再到终端制造的产业链布局。

“我们之所以要加速推进石墨烯产业化,是因为在新材料产业里,最有前景的就是它。”市经信委电子处处长张建聪表示,预计石墨烯在今后10年里,会在全球形成1万亿美元以上的产业链,涉及领域包括数字存储、光伏电池、汽车电池等。而这些产业正好与我市现有的汽车、电子这两大支柱产业完全融合。

在史浩飞看来,这是当前宁波、常州等国内具有石墨烯发展基础地区,尚停留在产业链培育阶段时,我市却脱颖而出的根本原因——重庆不仅拥有国内顶尖的石墨烯研发实力,这里还有汽车、电子信息两大基础雄厚的产业。例如,长安汽车已同墨希科技展开汽车涂料、电池等方面合作,重庆经开区触摸屏制造企业美景光电也向墨希科技抛出订单。

“另外,石墨烯产业在我市的成长氛围也比较好。”重庆高新区投资促进局负责人介绍,近年来该区重点招商方向是面向以石墨烯为材料的产业,包括显示触控屏、锂电池电极材料、晶体管等。当前不仅市、区两级财政每年会拿出不少于3000万元的产业扶持资金对入驻企业给予补贴,而且厂房也会优先为这些企业预留。

按计划,今明两年落户高新区的石墨烯产业企业数量将达到20余家,我市完整的石墨烯产业链预计将在今后3-5年内成形,形成400亿元年产值。

突破瓶颈向高附加值产业链挺进

如果说此前被产业界看好的石墨烯产业化项目是“只闻楼梯响,不见人下来”,那么全球首批量产石墨烯手机在我市推出,则为该产业从“原材料—组件—智能终端”的全产业链有机结合提供了范例。业内人士亦将我市发展石墨烯产业看作新一轮产业转型升级的“吃蟹”之举。

不过业内看来,虽然国内石墨烯产业发展势头迅猛,但“上游强下游弱、重科研轻应用”现状,正成为产业发展亟须突破的瓶颈。

中国石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春认为,眼下我国石墨烯薄膜和粉体制备初步实现量产,甚至拥有全球最大规模石墨烯生产线。不过,在附加值更高、应用更广的石墨烯产业下游,我国仍处弱势。

李义春表示,一旦石墨烯发展成为万亿级产业,其绝大部分效益都将体现在产业下游应用端,这才是真正的高附加值行业。当前欧美日韩的石墨烯技术研发都以企业为主,而我国的研发主体仍是高校及科研机构,企业层面虽然申请了部分专利,但整体研发力量薄弱分散,不利于石墨烯技术跨越式发展。若产业链下游发展不力,不仅将制约上游发展,还将导致我国石墨烯产业初期积累的优势尽失。

重庆墨希科技副总经理张友国持相同观点。他表示,现在墨希科技年产能已达到100万平方米,短期内不会再扩大产能。这是因为石墨烯材料用于制作产品,都需要至少一年时间试制,每种产品的技术、指标、参数各不相同,都需要磨合出相应工艺。作为上游企业,墨希科技会根据下游企业的使用反馈来进行二次技术攻关,继而扩大生产。

“石墨烯材料就好比一头整猪,有的要切丝有的要切片,然后再拿去烹饪成不同的菜肴。”张友国打比方说,现在“原料”有了,缺的是更多技术精湛的“厨师”。

重庆高新区负责人并不讳言目前在石墨烯招商领域遭遇的困局——由于石墨烯产业尚处于发展初期,不少下游企业看到投资回收期较长,且可能需要淘汰原有生产线,导致缺乏足够勇气迈出这一步。

为此,目前我市相关单位、企业等正在以众筹形式,推动成立重庆石墨烯研究院。据称,这是一个专门从事推动石墨烯科研成果产业化、产品大批量生产的研究机构,预计今年上半年将成立,或有望逐步改变我市石墨烯产业链“上强下弱”格局。本报记者 夏元 何欣

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