自?xún)晌皇┌l(fā)現(xiàn)者獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)以來(lái)，全球就掀起石墨烯制備、改性和應(yīng)用的研究熱潮，很多國(guó)家也從戰(zhàn)略層面對(duì)石墨烯進(jìn)行部署及系統(tǒng)布局，搶占產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)。目前，全球已有80多個(gè)國(guó)家加大對(duì)石墨烯研發(fā)及生產(chǎn)的投入，美國(guó)、日本、歐盟、韓國(guó)等都相繼發(fā)布了一系列相關(guān)研究計(jì)劃和項(xiàng)目，總的來(lái)看，全球石墨烯研發(fā)、生產(chǎn)綜合實(shí)力最強(qiáng)的前三甲是美國(guó)、日本和中國(guó)。

石墨烯作為“新材料之王”，下游應(yīng)用前景廣闊，覆蓋芯片、散熱材料、新能源電池、柔性顯示和復(fù)合材料等多領(lǐng)域，是對(duì)傳統(tǒng)電容、鋰電池材料進(jìn)行替代的熱門(mén)選手，新能源汽車(chē)的加速滲透也為其帶來(lái)增速，行業(yè)正等待著技術(shù)突破的爆發(fā)。中國(guó)的石墨烯產(chǎn)業(yè)究竟能否實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)？

新材料、信息技術(shù)和生物技術(shù)被列為新技術(shù)革命的重要標(biāo)志。在碳材料的規(guī)模應(yīng)用中，石墨烯和碳納米材料都處于突破階段。歐洲偏向理論研究，美國(guó)及韓國(guó)原創(chuàng)應(yīng)用多，打下了堅(jiān)實(shí)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。而中國(guó)產(chǎn)業(yè)化規(guī)模最大，產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)顯著，石墨烯等碳基材料產(chǎn)業(yè)整體呈蓬勃發(fā)展的勢(shì)頭。目前，產(chǎn)學(xué)研各界都在極力追求如何突破科技部提出的“顛覆性技術(shù)”。工信部也提案稱(chēng)接下來(lái)會(huì)以重大關(guān)鍵技術(shù)突破和創(chuàng)新應(yīng)用需求作為主攻方向，在“十四五”規(guī)劃等政策的推動(dòng)下，在第三代半導(dǎo)體材料領(lǐng)域或許能大展身手。

硅基芯片作為美國(guó)主導(dǎo)的技術(shù)，一直被嚴(yán)防死守，而國(guó)內(nèi)芯片對(duì)其較依賴(lài)，導(dǎo)致美國(guó)在全球芯片市場(chǎng)的絕對(duì)話語(yǔ)權(quán)。當(dāng)前，三星已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)5nm芯片的成熟量產(chǎn)，并在加大對(duì)3nm芯片的研發(fā)，可見(jiàn)以硅基為基礎(chǔ)材料制造的芯片已經(jīng)接近摩爾定律極限。所以各國(guó)都在尋找可替代的半導(dǎo)體材料，中國(guó)正尋找石墨烯、光量子芯片等其他可替代出路，也許能成為中國(guó)扭轉(zhuǎn)局面的關(guān)鍵。目前，國(guó)內(nèi)臺(tái)積電的工藝制程已穩(wěn)定在5nm，3nm也慢慢實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，但已接近極限。而石墨烯不僅提取材料方面、提存工藝較簡(jiǎn)單，并且在我國(guó)還擁有大儲(chǔ)量的原材料優(yōu)勢(shì)。實(shí)際上，石墨烯材料就是通過(guò)石墨烯制取的碳基芯片，想要突破2nm芯片的限制，離不開(kāi)石墨烯這個(gè)新型半導(dǎo)體材料。最近國(guó)產(chǎn)8英寸石墨烯晶圓已經(jīng)實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)，我國(guó)的石墨烯技術(shù)創(chuàng)新成果頻出，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展勢(shì)頭較猛。只要抓住碳基芯片這個(gè)機(jī)遇，就能改變被動(dòng)的局面，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)折。

石墨烯產(chǎn)業(yè)逐漸進(jìn)入冷靜期，不少問(wèn)題也顯現(xiàn)出來(lái)。雖然資本界和學(xué)術(shù)界都熱情高漲，但上游材料生產(chǎn)企業(yè)盲目擴(kuò)產(chǎn)、下游應(yīng)用也顯現(xiàn)出低端化發(fā)展的苗頭。石墨烯雖然已走出實(shí)驗(yàn)室，但要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用仍要面臨關(guān)鍵技術(shù)和裝備的問(wèn)題。而只有盡快實(shí)現(xiàn)“關(guān)鍵性技術(shù)”的突破，才能完成彎道超車(chē)的愿望。