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石墨烯:前景广阔的二维纳米材料

石墨烯:前景广阔的二维纳米材料

2021-11-18 16:08

石墨烯:前景广阔的二维纳米材料

 

石墨烯:性能强大的新材料之王

石墨烯属于二维碳纳米材料,具有优秀的力学特性和超强导电性导热性等出色的材料特性,其下游应用主要涵盖基础学科、新能源电池、柔性显示屏、传感器及复合材料等领域。石墨烯的大规模商业应用方向主要分为粉体和薄膜,其中石墨烯粉体目前主要用于新能源、防腐涂料等领域,石墨烯薄膜主要应用于柔性显示和传感器等领域,其中来自新能源的需求超过70%。工业化生产石墨烯常用CVD化学气相沉积法,是目前被认为最有希望实现石墨烯薄膜大规模制备的方法。

 

应用领域不断拓展,市场规模持续增长

全球石墨烯行业市场规模呈稳步增长态势。预计到2020年末,全球和国内石墨烯行业市场规模分别为95亿美元和200亿元,中国石墨烯市场规模约占全球石墨烯总市场规模的30%,并有逐年提高的趋势。

国内石墨烯应用最广泛的下游领域是新能源相关领域,包括新能源超级电容与锂电池导电剂,随着2020年新能源汽车持续加速渗透,行业将迎来高增速。全球石墨烯导电剂市场规模预计2020年达到139亿元,年复合增长率约为64%,石墨烯超级电容市场预计2021年底达到0.84亿美元,到2030年有望达到 6.09亿美元,年复合增速超过20%。

除此之外,防腐涂料领域,2019年国内防腐涂料产量增速达到18%,石墨烯防腐材料热稳定和抗菌性能优势显著;石墨烯柔性屏方面,可穿戴设备是主要需求驱动力;传感器方面,石墨烯化学敏感性强,在医学等领域前景广阔,2019年石墨烯传感器市场达到了2亿元,增速达到70%。

 

国内外行业处于起步阶段,静待下游大规模应用

石墨烯行业正处于大规模产业化前夕,世界各国对于石墨烯都给予了高度重视,全球已有80多个国家投入石墨烯的研发、生产,欧美企业占据全球石墨烯产业链关键环节,而亚洲石墨烯应用市场前景向好。

中国石墨烯行业正处于市场导入期,产品尚未成熟,行业利润率较低,但市场增速快。目前我国已经形成京津冀鲁、长江三角洲和珠江三角洲的三大聚合区,多地分布式发展的石墨烯产业格局。中国石墨烯龙头企业发展显著,现已有上市公司10余家,主要研究领域集中于石墨烯导电剂、柔性显示、导热材料等方面,已初步具备大规模生产石墨烯薄膜和粉体的能力。

 

风险提示

下游应用领域技术发展不及预期;石墨烯大规模制备技术发展缓慢;成本降低幅度不及预期。

关键结论和建议:

 

随着石墨烯大规模制备方法的逐渐成熟,行业有望迎来黄金发展期。从2004年研制出至今,石墨烯的热度有增无减,被誉为“新材料之王”,下游需求覆盖散热材料、新能源电池、柔性显示和复合材料等热门领域。当前化工新材料行业正处于高速发展机遇期,国产替代下需求加速催化,比如在5G通讯设备和新能源领域,传统材料将逐渐不能满足需求,而石墨烯材料由于其本身优异的特性未来将完成对ITO和传统电容、锂电池材料的全面替代,行业正处于技术突破需求爆发前夜,中长期看行业高增速确定性较强。

全球石墨烯行业市场规模呈稳步增长态势,保持20%以上的增长率,预计到2020年末,全球和国内石墨烯行业市场规模分别为95亿美元和200亿元。中国成为全球最大的石墨烯消费国家,国内石墨烯下游新能源领域占据四分之三的需求。政策、技术和需求市场催化下,石墨烯行业有望迎来黄金发展期。

 

核心假设或逻辑

第一、全球石墨烯材料市场规模近年来稳定增长,由于其本身优异的特性将成为新能源、锂电池、复合材料等领域的重要材料。2020年超级电容、锂电池材料、防腐材料、传感器等市场规模进一步扩张,且石墨烯材料成本下降,有望实现石墨烯下游应用领域的大规模增长。

第二、目前石墨烯生产力主要集中于欧美中韩四个地区,国外石墨烯行业起步较早,专利技术和产业链布局较为成熟。我国虽然起步较晚,但现已占到世界石墨烯总产能的58%,是第一大生产国,现已经有第六元素、东旭光电和道氏技术等上市公司从事石墨烯材料的研发生产应用并具备一定规模,在石墨烯市场规模进一步扩展的大背景下,相关上市企业业绩有望稳步提升。

第三、在新材料大规模发展前提下,石墨烯作为重要一员需要持续提高制备技术及研发应用。随着技术进步,可穿戴设备、复合材料、新能源、锂电池等领域需要更强大的材料提高属性,石墨烯的材料特性能得到很好的发挥,因此可以预见石墨烯应用在各个方面是必然的趋势。

 

核心假设或逻辑的主要风险

第一、下游应用领域技术发展不及预期;

第二、石墨烯大规模制备技术发展缓慢;

第三、成本降低幅度不及预期。

 

石墨烯:性能强大的新材料之王

石墨烯简介:性能出色的二维碳纳米材料

石墨烯是2004年用微机械剥离法从石墨中分离出的一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料,英文名为Graphene,为一层碳原子构成的二维晶体。石墨烯与其他有机高分子材料相比,有比较独特的原子结构和力学特性,它的σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构,且每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键,因而具有优良的导电和光学性能。石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa,固有的拉伸强度为130Gpa,是已知强度最高的材料之一,同时还具有很好的韧性,且可以弯曲,被誉为“新材料之王”、“黑金”。

石墨烯按照层数可分为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯和多层石墨烯。按照功能化形式可以分为氧化石墨烯、氢化石墨烯、氟化石墨烯等。按照外在形态、又可分为片、膜、量子点、纳米带或三维状等。

石墨烯特点:具有优异的力学和光电热性能

石墨烯具有超强导电性、良好的热传导性、良好的透光性、溶解性、渗透率、高柔性和高强度等出色的材料特性。正因为这些性能,使它可应用领域非常广泛,主要集中在基础学科、新能源电池、柔性显示屏、传感器及复合材料等领域。

石墨烯产业链趋于完善,下游需求领域不断拓展

石墨烯产业链结构完善,下游应用领域广泛但仍需探索

石墨烯材料本身表现出优异的性能,其下游应用领域非常广泛,可应用在电池电极材料、半导体器件、透明显示屏、传感器、电容器、晶体管等方面,且在化学、材料、物理、生物、环境、能源等众多学科领域已取得了一系列重要进展。石墨烯上游为石墨、下游主要应用领域为新能源电池、涂料、柔性屏和传感器等领域。

 

 

原材料石墨储量居世界前列,需求有所下降

石墨烯产业链上游的原料为石墨,中国是全球最大的石墨生产国,但可开采储量仅为全球第二,占世界总储量的25%,静态可开采年限仅为116年,在全球主要的石墨生产国中,仅高于挪威。

我国石墨资源储量与产量均占世界主要地位,在原料方面遥遥领先。2016年全球天然石墨产量为115万吨,近两年全球天然石墨产量有所下降,2018年全球天然石墨产量在93万吨左右。

我国天然石墨产量在2018年达63万吨,占世界总产量的68%,另外人造石墨产量约为13.8万吨,石墨行业全球范围内产量减少,原材料供应相应减少,这需要对石墨烯中游制备提出更高的要求。

石墨烯制备方法多样,大规模量产难度较大

石墨烯产业链中游主要为石墨烯的制备。石墨烯的制备分为两种:(1)“自上而下”:从石墨块原材料出发,将单层或几层原子厚度的石墨烯层从石墨块中剥离出,例如“液相剥离法”、“机械剥离法”等;(2)“自下而上”:从碳原子或碳化合物分子结构出发,如CH4、C2H2等,利用晶体生长重新排列出石墨烯,例如“化学气相沉积法”、“小分子化学合成法”、“外延生长法”等。

不同制备方法获得的石墨烯在品质和成本上差异较大,与之相关的产品的适用领域也有一些差异。石墨烯粉体主要由球磨剥离法、液相剥离法和氧化还原法等制备,其中氧化还原法制备的石墨烯粉体层数最少,是目前最常采用的方法。石墨烯薄膜主要由气相沉积法和外延生长法等制备,其中化学气相沉积法可以制备大尺寸的石墨烯薄膜,是目前被认为最有希望实现石墨烯薄膜大规模制备的方法。

 

 

 

下游需求:应用领域不断拓展,市场规模持续增长

全球石墨烯行业市场规模呈稳步增长态势。2019年全球石墨烯行业市场规模为77亿美元,复合增长率为45.89%,据预测,未来两年石墨烯将保持约为20%的增速。

 

中国石墨烯市场规模近年来快速增长,2019年达163亿元,预计2020年将超过200亿元,年复合增长率约为60%。近几年来看,中国石墨烯市场规模约占全球石墨烯总市场规模的30%,并有逐年提高的趋势。

 

石墨烯的研究与应用开发持续升温,石墨和石墨烯有关的材料广泛应用在电池电极材料、半导体器件、透明显示屏、传感器、电容器、晶体管等方面。鉴于石墨烯材料优异的性能及其潜在的应用价值,在化学、材料、物理、生物、环境、能源等众多学科领域已取得了一系列重要进展。

 

石墨烯下游应用主要分为两个方面:第一是石墨烯粉体下游应用,第二是石墨烯薄膜下游应用。其中石墨烯粉体可应用在新能源电池、复合材料、锂电池等方面,石墨烯薄膜可应用在柔性显示屏和传感器等方面。

我国石墨烯目前应用最广泛的下游领域是新能源相关领域,是行业超高增长的主要驱动者。2017年石墨烯在新能源超级电容与锂电池导电剂领域市场规模在50亿元左右,占全国市场份额的71.4%,其中,石墨烯在防腐涂料、复合材料、生物传感器等领域的应用也占额较多且备受关注,节能环保和电子信息柔性显示领域也有一定的涉及,例如中国宝安主要专注于锂电池材料方面,华高墨烯主要专注新能源超级电容方面,第六元素主要专注于复合材料等方面。

 

 

超级电容器:解决充电时间长续航短瓶颈

超级电容器是指介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置,它既具有电容器快速充放电的特性,同时又具有电池的储能特性,是一种拥有高能量密度的电化学电容器,比传统的电解电容容量高上数百倍至千倍不等。与蓄电池和传统物理电容器相比,超级电容器的特点主要体现在功率密度高、循环寿命长、工作温限宽、免维护、绿色环保等方面。但其缺点主要体现在能量密度低,仅为锂离子电池30%左右(Wh/L),安全问题严重等方面。石墨烯拥有良好的导电性、高密度和比表面积,是超级电容的理想材料。

石墨烯超级电容器因其优秀的材料特性,如导电性、高密度和大比表面积,与传统电池和传统电容器相比,在放电率、充电率和输出功率等方面均有显著提高,使其能新能源电池方面取得广泛应用。

全球石墨烯超级电容市场规模预计在2021年底达到0.84亿美元,到2030年全球石墨烯超级电容市场规模有望达到6.09亿美元,期间年复合增长率到23.9%。而石墨烯超级电容器由于其重量轻,经久耐用,能大容量储能,缩短充电时间等优势,被交通运输、工业、新能源电池和装备等其他方面所欢迎。

亚太成为最大的区域市场,预计2021年占全球石墨烯超级电容市场的46%,到2030年持续增长,约占全球超级电容市场的50%。欧洲和北美市场位列二、三,预测分别约占全球石墨烯超级电容市场的27%、18%。中国、日本和韩国是石墨烯超级电容需求增长的主要国家,远高于北美和欧洲等地。中日韩三国主要将石墨烯超级电容用于电动汽车和电子设备等方面。

由于国家政策支持,我国超级电容市场快速增长,从2010年的8.5亿增加到2019年的118亿元,同比增长30%,预测未来三年仍然保持将近30%的增长率,2020年预计可以达到150亿元水平,石墨烯渗透率也将达到5.5%左右。

交通运输领域持续占据石墨烯超级电容器最大的市场份额。目前我国超级电容的应用主要集中于交通运输、工业、新能源电池和其他方面。超级电容的细分产品规模呈逐年上升趋势,考虑到石墨烯相比传统电容电池的高性能优势和未来良好的竞争性,可以认为石墨烯超级电容也会呈大量增长趋势,尤其是在交通运输和新能源方面。交通运输和装备等领域对安全、轻便、清洁电池的需求会导致高功率和高能量密度电池的需求,最终推动石墨烯超级电容器市场的增长,尤其在电动车市场。

 

石墨烯超级电容器将解决制约电动汽车发展的两大难题:充电时间长和续航里程短。预计超级电容器可以多储存100倍的电能,比传统电池节省150倍的成本,并将电池废料堆环境的影响降低了5倍,充电周期可高达100万次。石墨烯超级电容应用于动力锂电池行业是未来的发展趋势,共同组成新能源车的动力系统。

 

防腐涂料:热稳定和抗菌性能优势显著

防腐涂料是指防腐涂料是指由底漆、中漆和面漆组成的具有防腐蚀功能的涂料,依据涂料应用领域的不同,可以分为常规防腐涂料和重防腐涂料。我国防腐涂料市场巨大,并且规模还在逐年增长。

石墨烯防腐涂料相对于其他防腐涂料而言,在导电性、热稳定性、力学性能、抗菌性能等方面优势更为明显。石墨烯由于其良好的导电性能和片状搭接阻隔性能,可以对氧和腐蚀介质起到屏蔽作用,降低了防腐涂层的渗透性能,从而提高涂层的防腐蚀性能。中国防腐涂料发展较快,2019年,我国防腐涂料总产量535万吨,同比增长18.4%,占涂料总产量的22.2%。在2010-2019年间,中国防腐涂料供给整体呈现增长较快增长趋势,仅2018年产量有所下滑。

重防腐涂料是石墨烯应用四大重点产业之一,应用前景非常广阔,需求逐年增加,带动石墨烯需求也不断增加。我国重防腐材料占防腐涂料的70%,产量增长呈逐年上升趋势, 2019年产量为374万吨,同比增长3.9%。重防腐材料在2017年达到最高为389万吨,同比增长10.6%,居世界首位。进入2018年,重防腐涂料产量轻微下滑,约为352万吨。

锂电池导电剂:需求支撑&成本下降行业高增速

锂电池导电剂的首要作用是提高电子电导率。导电剂在具活性物质之间、活性物质与集流体之间起到收集微电流的作用以减小电极的接触电阻,提高锂电池中电子的迁移速率,降低电池极化。此外,导电剂也可以提高极片加工性,促进电解液对极片的浸润,从而提高锂电池的使用寿命。常用的锂电池导电剂可以分为两类:第一类为传统导电剂(如炭黑、导电石墨、碳纤维等),第二类为新型导电剂(如碳纳米管、石墨烯及其混合导电浆料等)。

石墨烯作为新型导电剂,可以最大化的发挥导电剂等作用。这是由于其独特的片状结构,它与活性物质的接触为点-面接触而不是常规的点点接触形式,这样可以减少导电剂的用量,提升锂电池容量,其改性效果远高于天然石墨。但是由于其成本较高,具有阻碍锂离子传输等弊端尚未完全被工业化应用。

 

我国锂电池产量预计在2020年底将达到160GWh,年复合增长率约为27%。2018年石墨烯在锂电池中的渗透率达到2.5%左右,预计2020年石墨烯渗透率将达到5%左右。

 

目前石墨烯导电剂的生产成本较高,2015年石墨烯导电剂的价格为 230美元/千克,与碳纳米管导电剂价格大致相同,而石墨烯导电剂价格下降幅度远超过碳纳米管导电剂,预计2020年将下降至100美元/千克。随着石墨烯生产工艺的进一步成熟,相关资本的涌入以及国家政策的大力支持,石墨烯导电剂将突破成本瓶颈,石墨烯导电剂的价格优势逐渐突显。而碳纳米管导电剂和炭黑导电剂预期价格变化不大,成本下降空间较小,与之相比,石墨烯导电剂发展潜力与价格潜力巨大。

 

石墨烯价格下降以及锂电池产量和石墨烯渗透率快速增长将导致石墨烯导电剂市场规模快速增长。石墨烯在导电剂领域的市场规模预计在2020年达到139亿元,年复合增长率约为64%。

全球动力锂电池近年来保持高速增长状态,带动锂电池导电剂市场规模不断增长。据国际市场研究机构Adroit Market Research最新发布的报告预测,2018年至2025年,全球动力锂电池市场规模年复合增长率接近14.3%,其中大部分增长规模来自亚太地区。亚太地区是2019年最大的汽车电池市场。石墨烯导电剂作为未来电动汽车锂电池导电剂的研究不断深入,也导致预测期内动力锂电池行业市场的迅速增加。

 
 

 

柔性显示屏:可穿戴设备是市场主要驱动力

石墨烯薄膜具有因导电性良好,高柔性,透光性强等原因,未来可广泛应用于柔性显示领域。目前市场上使用最多的柔性显示屏为ITO膜(陶瓷材料氧化铟锡),该材料制作工艺趋于成熟,价格较低。但弯折后就不再具有导电性,无法满足未来移动设备、可穿戴设备柔性显示屏的需求,而石墨烯薄膜因其良好的导电性,柔性,透光性,认为均优于ITO膜,更适合柔性显示屏未来发展趋势,被认为是完美替代ITO膜的材料。近几年,银纳米线等也开始成为ITO的替代材料,但其稳定性较差,易断,石墨烯薄膜仍为最合适的替代品。

 

国内石墨烯薄膜市场规模逐步扩展,2019年可达80亿元,年复合增长率为152%,预计2020年末石墨烯薄膜市场规模将达到150亿元。

 

全球可穿戴设备市场规模快速增长,在201年末达到了333亿美元,年复合增长率为15%左右。预计在2019年将到达420亿美元,同比增长26%。据调查显示,全球可穿戴设备出货也大幅增加。

中国可穿戴设备产业市场规模2019年达到600亿元,年复合增长率约为44%,预计到2020年,将增加到780亿元左右。石墨烯薄膜在此影响下,也将引来大幅度增长。

可穿戴设备市场规模的快速增加,将推动石墨烯薄膜应用于柔性显示的市场规模大幅提高。可穿戴设备要求高水平的柔性显示屏,全球柔性显示市场收入规模呈逐年增加趋势,拥有透光性和高柔性的石墨烯薄膜在柔性显示中的应用市场规模有望迎来快速发展。随着我国可穿戴设备市场规模的不断扩张,石墨烯应用在柔性显示的市场规模也将引来巨大提升。

传感器:石墨烯化学敏感性强,在医学等领域前景广阔

石墨烯是良好的化学传感器制作材料。这个过程主要是通过石墨烯的表红外光束激发等离子体面吸附性能来完成的,石墨烯化学探测器的灵敏度非常高。石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。石墨烯是电化学生物传感器的理想材料,石墨烯制成的传感器在医学上具有良好的灵敏性。

石墨烯传感器在国内的市场规模在2019年达到了2亿元,年复合增长率约为71%。预计到到2020年,石墨烯传感器在国内的市场规模约为4亿元,实现了十倍扩张。

随着市场中医学,化学及可穿戴设备等方面对于石墨烯传感器越来越多的需求,以及石墨烯薄膜制作成本逐步下降,石墨烯传感器将越来越多地应用于市场中,发展潜力巨大。

 

国内外行业处于起步阶段,静待下游大规模应用

全球产业化处于起步阶段,未来发展空间广阔

全球石墨烯行业仍处于产业化起步阶段。市场以石墨烯粉体和石墨烯薄膜为主导,尽管大规模生产仍存在一定困难,但未来发展空间广阔。从市场规模来看,2014年以来,全球石墨烯市场规模快速增长,2019年全球石墨烯市场规模约为1.1亿美元,预计在2025年达到21亿美元,2020至2025年石墨烯复合年增长率将达到40%,尤其是散热材料、新能源电池、柔性显示和复合材料市场。

石墨烯因其优秀的材料特性具有巨大的潜力。石墨烯行业正处于大规模产业化前夕,世界各国对于石墨烯都给予了高度重视,全球已有80多个国家投入石墨烯的研发、生产,尤其是一些发达国家聚焦石墨烯下游应用的研发,例如美、欧、日、韩等地区密集发布政策、投入大量资金,扶持石墨烯相关产品研发和产业化应用,对推动石墨烯产业发展做出了战略部署。

 

欧美企业占据全球石墨烯产业链关键环节。欧美企业在石墨烯制备技术,复合材料、核心电子元件等应用产品保持领先优势,而亚洲石墨烯应用市场前景向好。不仅如此,IBM、英特尔、陶氏化学、三星等国际知名跨国企业纷纷将石墨烯及其应用技术作为长期战略发展方向,而且还涌现出了大批专门从事石墨烯研发、生产和应用的机构和企业。

 

 

国内产业链初步成型,国内以新能源领域为主

我国石墨烯产业前景广阔,产业规模持续增长。同时我国政府高度重视石墨烯产业发展,已将石墨烯列入我国“十三五规划”的165项重大工程。

中国石墨烯行业正处于市场导入期,产品尚未成熟,行业利润率较低,但市场增长率较高。预计随着石墨烯制备技术的不断突破和下游应用的不断成熟,将进一步促进和推动石墨烯的应用发展及市场规模扩大。我国石墨烯产业链近年来已初步打通,上下游链条逐步完善,上游石墨矿开发技术不断创新,中游石墨制备方法不断改进,下游应用领域研发不断拓展。正是由于产业链不断发展,我国石墨烯市场规模有持续较快增长的趋势。石墨烯作为“新材料之王”,目前大规模制备方式仍存在缺陷,下游应用领域仍未被开发完全,所以仍保有较大的发展潜力。

目前我国已经形成京津冀鲁、长江三角洲和珠江三角洲的三大聚合区,多地分布式发展的石墨烯产业格局。从整体石墨烯产业链布局来看,中游领域:我国自2018年以来,石墨烯粉体和薄膜的生产规模进一步扩大,石墨烯产业化趋势日益强劲,多个石墨烯产业创新中心开始创立,例如常州第六元素、青岛昊鑫、宁波墨西等多家企业已拥有国内领先的石墨烯粉体生产线;长沙暖宇新材料科技公司年产量100万平方米的石墨烯膜生产线已开建,预计建成后将成为国内第二大石墨烯膜生产线。各地各种石墨烯制备技术不断突破创新,下游应用产业化也逐步拓展。

中国石墨烯产业化发展速度较快,现已有10余家上市公司具有石墨烯相关研究及生产业务,目前主要研究领域集中于石墨烯导电剂、柔性显示、导热材料等方面,已初步具备大规模生产石墨烯薄膜和粉体的能力。

 

相关上市公司盘点:

中泰化学

公司主营聚氯乙烯树脂(PVC)、离子膜烧碱、盐酸、粘胶纤维和纺纱等产品,是全国大型氯碱化工企业之一。公司于 2013 年收购厦门凯纳石墨烯技术有限公司,开始进军石墨烯产业。公司主要研发石墨烯粉体的生产及应用技术,重点研究石墨烯与PVC产品的结合应用。厦门凯纳是国内首家研发石墨烯的高科技企业,主要采用机械剥离工艺生产石墨烯产品,目前已开发出生产石墨烯粉体的第六代技术,实现环保、低成本、大规模量产高品质石墨烯,解决了石墨烯粉体制作成本高的难题。现已推出锂电池导电剂、碳塑合金、石墨烯散热器和石墨烯复合材料等系列成熟应用产品。

宝泰隆

公司主要负责新能源、纳米新材料与煤炭开采应用等。公司掌握石墨烯上游石墨矿丰富资源,同时在2018年,与北京石墨烯研究院有限公司和七台河市政府合作成立了“宝泰隆新材料股份有限公司北京技术研发中心”,重点研究石墨烯导电方面的技术和发展,积极拓展石墨烯下游产品和中游制备等方面。

道氏技术

公司是国内领先的陶瓷产品供应商,主要生产陶瓷墨水、全抛印刷釉和基础釉。公司于 2016年开始,进军石墨烯导电材料产业,并收购青岛昊鑫 55%股权,青岛昊鑫是国内领先的石墨烯导电剂供应商。石墨烯导电剂产品主要供应给比亚迪和国轩高科,同时青岛昊鑫与国内外科学家技术研发团队进行技术合作,技术实力雄厚。

二维碳素

公司是国内专业从事石墨烯研发制作的企业,主营业务是大面积石墨烯透明导电薄膜和石墨烯电容式触控模组等下游应用,已在新三板上市。2018年起,公司开始扩大石墨烯相关产品研发领域,例如石墨烯电采暖产品、穿戴、理疗、服装等。

第六元素

公司是同时具备石墨烯粉体和石墨烯薄膜规模化生产能力的企业,主要从事石墨烯粉体、石墨烯薄膜和其他新型碳材料的研发生产,已在新三板上市。公司主要研发下游应用领域为石墨烯粉体的防腐涂料和散热膜等复合材料领域,石墨烯薄膜的柔性显示、传感器和柔性加热等领域。

东旭光电

公司是国内最大的液晶玻璃基板制造商,也是全球领先的光电显示材料供应商。公司石墨烯产业主要采用了“内生+外延”双轮驱动的模式。自2014年开始,公司与多家国内外大学与科研机构展开技术合作与交流,先进军了石墨烯薄膜领域,后收购上海碳源汇谷,致力于石墨烯粉体的开发应用,于2016年发售石墨烯基锂电池“烯王”。除石墨烯锂电池领域,公司从2017年起已有多款产品实现产业化,例如石墨烯LED照明、石墨烯电采暖方向、石墨烯电暖气和石墨烯发热地板等,还斩获首批海外石墨烯应用产品订单,成功进入国际市场。(信息来源:化工之诚)

以上文章来源于化工之城
 

转载自公众号:石墨盟

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纳设智能:SiC业绩增长10倍,持续优化迭代助力产业发展 2024-04-16
纳设智能:SiC业绩增长10倍,持续优化迭代助力产业发展
回首2023,碳化硅和氮化镓行业取得了哪些进步?出现了哪些变化?2024将迎来哪些新机遇和新挑战?   为更好地解读产业格局,探索未来的前进方向,行家说三代半、行家极光奖联合策划了《行家瞭望——2024,火力全开》专题报道。 本期嘉宾是纳设智能副总经理、首席营销官 李小天。 新产线加速SiC设备交付 6吋&8吋发力,业绩增长10倍   行家说三代半:过去一年,贵公司主要做了哪些关键性工作? 李小天:过去一年,是纳设快速发展的一年。2023年,我们在江苏南通设立了全资子公司,南通子公司以生产交付、工艺验证为主,新产品研发为辅,这将大大增加了我们的生产能力,缩短交货周期,提高产品品质,确保满足不同产品、不同区域客户的交付和响应支持。 行家说三代半:2023 年贵公司取得了哪些成绩?你们实现增长的战略是什么? 李小天:2023年,纳设智能6英寸的碳化硅外延设备批量出货给多家外延客户,也获得了批量验收,业绩相较于2022年增长了10倍,标志着我们的产品已经得到市场的认可。 同时,我们紧跟碳化硅产业向更大尺寸发展的趋势,研发并交付了8英寸碳化硅外延设备,其具备独特的反应腔室设计、可独立控制的多区进气方式等特点,将更好的提高外延片的均匀性,降低外延缺陷及生产中的耗材成本。目前,该设备已销售多个客户。 作为设备厂商,我们注重技术创新和市场需求的紧密结合,在产品设计开发阶段我们会充分听取客户的意见,站在使用者的角度出发,以确保我们的新产品和技术升级能够更好地解决客户的实际问题。同时,在服务客户的时候我们也积极的捕捉客户的需求变化和潜在问题点,基于客户反馈,我们持续对设备功能进行优化升级,对服务流程进行改进,以确保不断增强客户的满意度和忠诚度,从而为公司的长远发展奠定坚实基础。 8英寸SiC趋势增强 以研发创新实现差异化   行家说三代半:您认为 2023 年整个行业取得了哪些新的进步(包括市场、技术等)? 李小天:随着电动汽车和可再生能源应用的增长,对高效、高性能的半导体材料需求上升,碳化硅在市场上的地位得到了进一步的巩固和扩张。晶圆扩径可以从源头上大幅度降低碳化硅的器件成本,因此碳化硅6英寸向8英寸过渡是产业发展的趋势。8英寸碳化硅产业的发展一方面取决于材料端快速的成熟,另一方面就是晶圆产线的完善。 在衬底端,截至2023年,中国已有16家企业发布了8英寸衬底,国内已经实现了8英寸从0到1的突破,并且头部厂商已经实现了小批量的供货。 在外延端,国际器件大厂已经开始批量采用国产外延片来生产车规级的SiC MOSFET,国产外延片实现了上车的突破。 在器件端,碳化硅产业新建的产线基本都是6&8英寸兼容,也证明了国内8英寸碳化硅的发展趋势在不断加强。   行家说三代半:在降本增效方面,2023 年最值得关注和重视的新变化是什么? 李小天:在碳化硅产业链中,衬底部分占据主要价值份额,当前碳化硅晶体的制备效率较低,这直接影响了碳化硅衬底的成本,随着晶体制备技术提升,包括PVT、液相法,HTCVD技术的进步,以及晶锭切割新技术都为碳化硅晶体的商业化生产提供了新的动力。最近,天岳先进公司也宣布使用液相法成功制备出低缺陷的8英寸晶体,随着这些技术的优化和创新,碳化硅晶体制备的效率有望提高,从而降低成本。 行家说三代半:成本是把双刃剑,行业规模化发展需要接近硅器件的低成本,但也要防止被低价所反噬,您如何看待行业的低价和同质化竞争?贵公司有哪些好的做法和建议? 李小天:低价和同质化竞争在许多成熟产业中是一种常见现象。碳化硅行业目前面临着越来越激烈的竞争,一方面低成本能够加速碳化硅市场的扩展和碳化硅下游新应用的推广,同时也会加速行业的整合,加速碳化硅产业的成熟。但恶性低价和同质化竞争也会带来潜在的负面影响,会阻挠企业的健康发展,限制其在研发和技术创新上的投资能力,从而不利于整个碳化硅产业的持续长远发展。 持续的技术创新是避免同质化和维持价格稳定的关键,纳设智能在应对同质化竞争上,不断的围绕客户需求大胆创新,如在耗材成本、维护频次等方面进行设备的持续优化,实现与友商产品的差异化。 对于产业,我们认为竞争并不可怕,可怕的是无底线的恶性竞争,产业的健康持续发展需要大家共同努力,我们可以通过制定和遵守碳化硅行业标准,保证产品和服务的质量,避免陷入因降低成本而牺牲质量的恶性竞争。同时我们鼓励推动碳化硅行业技术创新和产品升级,提升产品附加值,推动整个碳化硅产业的创新发展。 国产SiC需提升良率和稳定性 多方位优化迭代 助力产业发展   行家说三代半:经过前些年的铺垫,SiC / GaN 技术目前在许多应用场景都很活跃,展望 2024 年,您认为行业最大的机会在哪里?贵公司将如何开拓这些市场? 李小天:碳化硅上车依旧是整个行业的热点问题,2023年碳化硅车型阵容又进一步扩大,截至2023,全球已知的碳化硅车型合计超过142款,而车规级的碳化硅器件壁垒比较高,国内目前还在努力突破,这是行业难点同时也是机会点。   行家说三代半:未来几年,整个行业将面临的挑战有哪些?贵公司将如何面对并解决挑战? 李小天:随着近两年投入的碳化硅衬底、外延项目的批量出货,国内产品与海外产品对比来看,在产品性能参数上,国内碳化硅衬底外延与海外产品基本一致,而不足主要在于良品率和稳定性。 在器件端,国内碳化硅二极管已经过剩了,但是SiC MOSFET才开始进入工业领域,目前国产的车规级SiC MOSFET还在不断验证中,暂未批量上车。 作为一家设备企业,承载着碳化硅晶圆材料制造的核心技术和工艺,因此提升设备可靠性和稳定性至关重要,如我司的碳化硅外延设备,我们从机械结构设计、传感精度、控制算法等多方面着手,围绕设备的整机性能不断的优化迭代,确保设备稳定可靠;另外我们进一步优化技术支持和售后服务体系,快速有效响应客户需求,进一步不断助力产业的发展。 行家说三代半:2024 年,贵司定下来了哪些规划和目标? 李小天:2024年,纳设将完成南通新生产基地的建设与投产,将重点确保新基地所有生产线的顺利运行,让产能能够得到有效提升。同时,我们也加强供应链管理和内部体系建设,不断完善企业内部管理,确保产品的高质交付。 同时,我们也会通过市场研究和技术评估,识别新的机会,特别是在第三代半导体、新型光伏材料、纳米材料等先进材料的高端设备领域,将继续投资于人才和技术,通过与业界合作伙伴加强相关合作,加快技术创新和产品开发,以适应快速变化的市场需求。
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