9月12日,深圳市華科創(chuàng)智技術(shù)有限公司董事長(zhǎng)喻東旭參加了南京舉辦的新材料資本技術(shù)峰會(huì)。他發(fā)現(xiàn),來自深圳的企業(yè)格外耀眼:全國最具代表性的300多家新材料企業(yè)參會(huì),深圳就有100多家,不僅數(shù)量多,也最活躍。
喻東旭曾在聯(lián)想和比亞迪工作過,新材料行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀讓他想起上世紀(jì)90年代在北京中關(guān)村看到的一個(gè)廣告牌“中國離信息高速公路有多遠(yuǎn)?”那時(shí)中國互聯(lián)網(wǎng)剛剛起步,如今,已滲透各個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。“新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要一個(gè)醞釀的過程,找到差異化的 痛點(diǎn) 了,產(chǎn)業(yè)自然會(huì)爆發(fā),也才能創(chuàng)造利潤(rùn)”。喻東旭說。
“近年來,深圳市新材料產(chǎn)業(yè)取得了令人矚目的成果,產(chǎn)業(yè)規(guī)模由2010年的590億元增至2015年的1500億元。”深圳市新材料行業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)李音近日告訴記者,目前深圳新材料領(lǐng)域以高校和科研機(jī)構(gòu)為依托的創(chuàng)新載體達(dá)110多家,上市企業(yè)近40家,國家高新技術(shù)企業(yè)超400家,新材料領(lǐng)域申報(bào)相關(guān)專利超過1萬余件,編制或參與制定標(biāo)準(zhǔn)400多項(xiàng)。
“科學(xué)家取得一點(diǎn)成果,產(chǎn)業(yè)界就說有重大突破,就開始嚷嚷應(yīng)用的問題,這會(huì)誤導(dǎo)很多投資者和創(chuàng)業(yè)者,風(fēng)氣也會(huì)變得浮躁。”深圳化學(xué)化工學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院教授劉劍洪表示,前沿的科學(xué)研究引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)的方向,但材料研究十年磨一劍,真正的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還有很漫長(zhǎng)的路要走。
1 、深圳領(lǐng)跑全球石墨烯下游應(yīng)用市場(chǎng)

在深圳,一批市場(chǎng)規(guī)模大、技術(shù)能力強(qiáng)的創(chuàng)新型企業(yè)已深度介入新材料應(yīng)用領(lǐng)域,與新材料產(chǎn)業(yè)形成有效聯(lián)動(dòng):光啟擁有全球首條實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的超材料生產(chǎn)線,并已平穩(wěn)運(yùn)行3年,年產(chǎn)能達(dá)10萬平方米;華訊方舟近期成功研發(fā)世界首塊石墨烯太赫茲芯片;華為與曼徹斯特大學(xué)共同開發(fā)ICT(信息、通信和技術(shù))領(lǐng)域的下一代高性能技術(shù),研究如何將石墨烯領(lǐng)域的突破性成果應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品和移動(dòng)通信設(shè)備……
在李音看來,當(dāng)前新材料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域最亮眼的是石墨烯。石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,比如在無人機(jī)上就有廣泛的應(yīng)用空間。
對(duì)于專注應(yīng)用型無人機(jī)研發(fā)和生產(chǎn)的深圳洲際通航來說,如何讓無人機(jī)適合火場(chǎng)的高溫、臺(tái)風(fēng)天的大雨等復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境,是他們面臨的首要問題。洲際通航選擇的是采用碳纖維打造無人機(jī)外殼。洲際通航CEO黃瑞鋒說:“碳纖維能給予無人機(jī)高強(qiáng)度結(jié)構(gòu),讓它們能長(zhǎng)期在惡劣環(huán)境使用。”
石墨烯作為一種新型高性能材料,在新一代信息技術(shù)、新材料、新能源、生物和節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)以及未來產(chǎn)業(yè)均擁有廣闊的應(yīng)用前景,與其中鋰離子電池、超級(jí)電容、導(dǎo)熱、觸摸屏、復(fù)合材料、光伏行業(yè)等細(xì)分領(lǐng)域的突破發(fā)展聯(lián)系緊密。
深圳市經(jīng)濟(jì)貿(mào)易和信息化委員會(huì)相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者:“石墨烯與深圳產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度契合,為實(shí)現(xiàn)上下游產(chǎn)品的良好對(duì)接,推動(dòng)石墨烯邁向產(chǎn)業(yè)化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化提供了強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和市場(chǎng)需求。”
該負(fù)責(zé)人表示,在良好的營(yíng)商和創(chuàng)業(yè)環(huán)境下,深圳科研院校和企業(yè)在石墨烯領(lǐng)域的研發(fā)生產(chǎn)應(yīng)用已經(jīng)自發(fā)開展,特別是下游應(yīng)用市場(chǎng)在全球占據(jù)領(lǐng)先地位,產(chǎn)業(yè)鏈的兩端已具備發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)條件。
李音也告訴記者,深圳已經(jīng)領(lǐng)跑石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展。“我們很早地就打破了技術(shù)壁壘,贏在了起跑線上。深圳在石墨烯領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量與創(chuàng)新大國美國、以色列相近,有了這個(gè)基礎(chǔ),深圳的石墨烯發(fā)展也就不用再受到外國制約”。
2、“冒險(xiǎn)者”摩拳擦掌,但產(chǎn)業(yè)化太難
新材料產(chǎn)業(yè)的前景讓很多企業(yè)摩拳擦掌,但真正做到應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走,這吸引了一些“冒險(xiǎn)者”。
“曾經(jīng)有一個(gè)做建筑的企業(yè),想將石墨烯應(yīng)用到建筑材料上,于是他們來找我,說要買一些石墨烯。”這讓李音有些哭笑不得,石墨烯只是一種材料,要將它應(yīng)用于某一個(gè)特定的領(lǐng)域,需在前端配套相應(yīng)的研發(fā)工藝和設(shè)備,從而生產(chǎn)出有針對(duì)性的產(chǎn)品,這個(gè)過程完整且復(fù)雜。
深圳南山一家工業(yè)無人機(jī)研制企業(yè)負(fù)責(zé)人告訴記者:“我們用石墨烯作為工業(yè)無人機(jī)電池的原材料,理論上各項(xiàng)參數(shù)都達(dá)標(biāo)了,續(xù)航時(shí)間相比普通鋰電池增加好幾倍,但飛機(jī)就是飛不起來,石墨烯作為原料不太穩(wěn)定。”
“產(chǎn)業(yè)化太難了。”李音直言,不能否認(rèn)研究機(jī)構(gòu)的研究成果,但其是否迎合市場(chǎng)方向、產(chǎn)業(yè)化能否成功,仍然有待考量,實(shí)驗(yàn)室的成功和產(chǎn)業(yè)化的成功是兩回事,科技成果產(chǎn)業(yè)化牽扯到研發(fā)設(shè)備、制造工藝、人員配備等多方面因素。
“有了方向,才能邁出第一步,不過,如果方向一開始就錯(cuò)了,就會(huì)越走越遠(yuǎn)。”李音認(rèn)為,材料領(lǐng)域研制周期長(zhǎng)、資金投入大、對(duì)人才要求高,沒法走捷徑。她同時(shí)表示,“一旦一個(gè)材料研發(fā)成功, 吃 它十幾二十年都沒問題,剩下的就是不斷升級(jí)和改良材料的問題”。
在新材料領(lǐng)域,研發(fā)失敗的永遠(yuǎn)比成功的多,能做出產(chǎn)品的企業(yè)更是少之又少。“做出產(chǎn)品了,還得把它賣出去,如果連下家都找不到,只能 等死 。”李音說,新材料領(lǐng)域比很多人想象的要復(fù)雜。
“新型技術(shù)一出現(xiàn),市場(chǎng)常常會(huì)一哄而上,帶來投資的膨脹泡沫期。”深圳貝特瑞新能源材料股份有限公司董事長(zhǎng)賀雪琴表示,其公司與另外幾家新材料重點(diǎn)企業(yè)發(fā)起的深圳市先進(jìn)石墨烯應(yīng)用技術(shù)研究院,可以讓他們通過引進(jìn)國內(nèi)外研究成果與深圳現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)對(duì)接,推動(dòng)石墨烯在深圳本土落地。
3、 市場(chǎng)需要什么,深圳企業(yè)就生產(chǎn)什么
近年來,深圳新材料產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段。據(jù)深圳市新材料行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),2012年深圳新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模約850億元,約占全市工業(yè)銷售產(chǎn)值的4.13%;2013年深圳新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模約1020億元,約占全市工業(yè)總產(chǎn)值的4.68%;2014年產(chǎn)業(yè)規(guī)模約為1200億元。2015則達(dá)到了1500億元,年增長(zhǎng)率20%。
李音坦言,雖然與國內(nèi)不少省市相比,深圳不具備新材料資源優(yōu)勢(shì),但市場(chǎng)的大方向賦予了深圳必須領(lǐng)先的職責(zé),市場(chǎng)端不斷倒逼材料、設(shè)備以及工藝進(jìn)行變革。“市場(chǎng)需要什么,深圳的企業(yè)就生產(chǎn)什么,這是深圳新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)。”
新材料是技術(shù)革命與創(chuàng)新的基石,是支撐先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的革命性力量?!吨袊圃?025深圳行動(dòng)計(jì)劃》已將推進(jìn)新材料的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化納入重點(diǎn)領(lǐng)域,其中,石墨烯應(yīng)用技術(shù)研發(fā)公共平臺(tái)建設(shè)更是納入重點(diǎn)項(xiàng)目。
記者從深圳市經(jīng)貿(mào)信息委了解到,在即將出臺(tái)的深圳市戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃中,也關(guān)注了新材料的應(yīng)用示范。
材料領(lǐng)域的創(chuàng)新,對(duì)于中國制造業(yè)掌握更多話語權(quán)非常關(guān)鍵。喻東旭很早就認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn):“我在聯(lián)想和比亞迪工作時(shí),一到旺季許多關(guān)鍵材料就容易缺貨,幾乎所有依賴進(jìn)口的材料價(jià)格都在漲,智能手機(jī)所用ITO(氧化銦錫)材料的定價(jià)權(quán)大都掌握在美日德等國企業(yè)之中,中國企業(yè)以代工裝配為主。”
喻東旭走過全世界許多地方,發(fā)現(xiàn)配套最完善、創(chuàng)新力最強(qiáng)的還是深圳,能保障企業(yè)在最短時(shí)間做出一個(gè)產(chǎn)品。于是他在龍崗區(qū)創(chuàng)辦了華科創(chuàng)智,希望將一種名為銀納米線的材料快速產(chǎn)業(yè)化,推向全世界。 今年8月,華科創(chuàng)智的柔性透明電極研發(fā)團(tuán)隊(duì)入選2016年市海外高層次人才孔雀團(tuán)隊(duì)(第一批),帶頭人是公司聯(lián)合創(chuàng)始人、香港科技大學(xué)教授溫維佳。華科創(chuàng)智的產(chǎn)品之一是智能調(diào)光膜。記者9月14日在華科創(chuàng)智展示廳體驗(yàn)這一產(chǎn)品,只需用遙控一按,所有透明的玻璃一下子變霧化,隔開了外部空間,十分科幻。
這種智能調(diào)光膜使用的“秘密武器”是銀納米線,它采用聚合物分散液晶(PDLC)作為顯示結(jié)果,兩層柔性透明導(dǎo)電薄膜(銀納米線膜)作為電極,在外加電壓的調(diào)解下,瞬間實(shí)現(xiàn)透明和不透明的切換。
喻東旭認(rèn)為,新材料公司需要靠技術(shù)+產(chǎn)業(yè)化“兩條腿”走路,缺一不可。“技術(shù)不能被過分強(qiáng)調(diào),不能做到產(chǎn)業(yè)化對(duì)接、找不到應(yīng)用場(chǎng)景,技術(shù)便不能產(chǎn)生價(jià)值,就像是擱到抽屜里的論文,花了大量的錢也沒用”。
李音告訴記者,深圳新材料領(lǐng)域中已經(jīng)取得一些成績(jī)的企業(yè)創(chuàng)新力超強(qiáng),不僅不吝投入去搞研發(fā),并和高校緊密合作,同時(shí)緊貼市場(chǎng),具有敏銳的市場(chǎng)嗅覺。
樣本
專注石墨烯基礎(chǔ)研究的本征方程:
“產(chǎn)品合格了,我們才敢創(chuàng)業(yè)”
“公司從投入到產(chǎn)出回報(bào)只有4個(gè)月,目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn),預(yù)計(jì)明年產(chǎn)值過億。”深圳市本征方程石墨烯技術(shù)股份有限公司董事長(zhǎng)劉劍洪告訴記者,該公司去年8月成立,不到一年便大批量生產(chǎn)。
為什么能夠如此高效?這得益于劉劍洪和團(tuán)隊(duì)十余年的研究,以及五年的市場(chǎng)檢驗(yàn)。按照他的說法:“直到別人認(rèn)為我們的產(chǎn)品合格了,我們才敢創(chuàng)業(yè)。”
劉劍洪的另一個(gè)身份是深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院教授。從2002年開始從事碳材料的研究,劉劍洪和研究團(tuán)隊(duì)從單層石墨烯的制備到應(yīng)用步步攻關(guān),最終掌握了石墨烯在電池電極材料、電子導(dǎo)電材料和超細(xì)粉體材料等關(guān)鍵材料領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù),完成了規(guī)模化試驗(yàn)。目前,他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)申請(qǐng)獲得了中國、美國、日本、歐洲等國家和地區(qū)發(fā)明專利40多項(xiàng)。
深圳不少業(yè)內(nèi)人士表示,石墨烯產(chǎn)業(yè)化面臨的主要瓶頸是應(yīng)用研發(fā),而在劉劍洪看來,只有把基礎(chǔ)研究做扎實(shí)才可能讓石墨烯材料真正發(fā)揮其優(yōu)越的性能,公司才會(huì)具備產(chǎn)業(yè)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
“石墨烯是由碳原子構(gòu)成的單層厚度的二維晶體,只有單層晶體才能發(fā)揮石墨烯材料的各種優(yōu)越性能,即使兩層疊加物理性質(zhì)也會(huì)下降100倍。”劉劍洪表示,目前國內(nèi)不少企業(yè)宣稱能批量生產(chǎn)石墨烯,但不少生產(chǎn)出來的都不達(dá)標(biāo),不算真正的石墨烯。
本征方程研發(fā)的產(chǎn)品包括石墨烯包覆銅納米粒子,該技術(shù)能使銅粉具有抗氧化能力,替代中金嶺南目前使用的貴金屬銀粉與貴金屬銀包銅粉,使產(chǎn)品成本大幅下降。劉劍洪表示:“銀粉每公斤價(jià)格在3000至4000元,使用石墨烯包覆銅只需要1000多元,未來在電子行業(yè)將會(huì)大規(guī)模運(yùn)用。”
在動(dòng)力電池的應(yīng)用方面,本征方程掌握了石墨烯包覆石墨鋰離子電池負(fù)極材料的關(guān)鍵技術(shù),容量可達(dá)到500毫安時(shí)/克,而一般負(fù)極材料容量只有360毫安時(shí)/克。因此,使用了石墨烯技術(shù)的動(dòng)力電池,其體積會(huì)變得更小。此外,在隔膜涂布上涂上石墨烯粉末,鋰離子穿透能力顯著加強(qiáng)。
“石墨烯作為一種材料也有不足之處,比如它的分子結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低。”劉劍洪稱,石墨烯不僅是要有單層的結(jié)構(gòu),還要有穩(wěn)定的形態(tài),他的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃突破二維材料制備的技術(shù),制作均勻的二維薄膜,之后將深入研發(fā)其在半導(dǎo)體、太陽能、LED、芯片等領(lǐng)域的應(yīng)用。
他告訴記者,為了保持技術(shù)的先進(jìn)性,本征方程還將建立研究院,依靠自身的力量和海內(nèi)外科研單位深入合作。“在同海外的合作中,我們可以看到該領(lǐng)域最前沿的動(dòng)態(tài),這是我們引領(lǐng)未來產(chǎn)業(yè)最基本的戰(zhàn)略。”
深圳市經(jīng)貿(mào)委相關(guān)負(fù)責(zé)人:
爭(zhēng)取國家石墨烯創(chuàng)新中心落戶深圳
日前從深圳市經(jīng)濟(jì)貿(mào)易和信息化委員會(huì)(下稱市經(jīng)貿(mào)委)獲悉,《國家石墨烯創(chuàng)新中心規(guī)劃方案》已報(bào)國家工信部,爭(zhēng)取石墨烯創(chuàng)新中心落戶深圳,致力于石墨烯產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和應(yīng)用。創(chuàng)新中心落戶深圳,將如何為深圳石墨烯產(chǎn)業(yè)化提供助力?
目前深圳具有代表性的石墨烯領(lǐng)域的企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)有哪些,他們有何特別之處?
市經(jīng)貿(mào)委:2015年11月,深圳市先進(jìn)石墨烯應(yīng)用技術(shù)研究院、深圳市石墨烯協(xié)會(huì)揭牌成立,石墨烯應(yīng)用技術(shù)研究院成為深圳市首個(gè)以石墨烯研究為主旨的系統(tǒng)性、開放式、專業(yè)化的石墨烯應(yīng)用技術(shù)研究平臺(tái)。
研發(fā)專利領(lǐng)先,規(guī)?;a(chǎn)起步,是目前深圳石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)。許多企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)都開展了石墨烯研究,并申請(qǐng)了相關(guān)專利。
其中,清華大學(xué)深圳研究生院在石墨烯及其復(fù)合材料制備技術(shù)、石墨烯在儲(chǔ)能和導(dǎo)熱器件中的應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究;比亞迪正全力著手研發(fā)石墨烯—磷酸鐵鋰電池;中國寶安集團(tuán)控股的貝瑞特公司擁有多項(xiàng)石墨烯發(fā)明專利,其作為國內(nèi)最大的鋰電池負(fù)極材料生產(chǎn)商,已著手開展石墨烯儲(chǔ)能電池的研發(fā)進(jìn)程;深圳粵網(wǎng)節(jié)能公司已研發(fā)成功公斤級(jí)單層石墨烯量產(chǎn)解決方案,主力生產(chǎn)石墨烯粉體和薄膜材料;烯旺在石墨導(dǎo)電、導(dǎo)熱、防腐等多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用研發(fā)處于行業(yè)領(lǐng)先水平。
在發(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)方面,深圳現(xiàn)有政策和未來展望如何?
市經(jīng)貿(mào)委:結(jié)合深圳優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,我們?cè)诎l(fā)展石墨烯產(chǎn)業(yè)上的工作思路是以市場(chǎng)為導(dǎo)向,有所取舍、重點(diǎn)突破。
首先是發(fā)揮規(guī)劃引導(dǎo)作用,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2011年以來,我委與市發(fā)改委、市科創(chuàng)委共同落實(shí)新材料產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃和政策,分別采用直接資助、貸款貼息和股權(quán)資助等多元化方式在企業(yè)技術(shù)中心、工程實(shí)驗(yàn)室、技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)提升和產(chǎn)業(yè)化等方面支持企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)突破核心關(guān)鍵技術(shù),有多個(gè)石墨烯的項(xiàng)目獲得資助。我們會(huì)逐步完善和優(yōu)化政府政策體系,為石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展打造更好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境。
其次是建設(shè)石墨烯創(chuàng)新中心,突破核心關(guān)鍵技術(shù)。我們以深圳市先進(jìn)石墨烯應(yīng)用技術(shù)研究院為基礎(chǔ),通過積極推動(dòng)建立“石墨烯創(chuàng)新中心”,搭建國際領(lǐng)先的石墨烯應(yīng)用技術(shù)研究平臺(tái),引進(jìn)國內(nèi)外石墨烯領(lǐng)域頂尖研究團(tuán)隊(duì)的石墨烯研發(fā)成果進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化。打造國際一流的先進(jìn)石墨烯技術(shù)創(chuàng)新高地、人才集聚高地和產(chǎn)業(yè)發(fā)展高地。
在石墨烯相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定等方面,深圳有何計(jì)劃?
市經(jīng)貿(mào)委:我們將推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)制定,鼓勵(lì)應(yīng)用示范。鼓勵(lì)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)與國家部委和機(jī)構(gòu)合作,積極參與石墨烯國家標(biāo)準(zhǔn)制定等頂層設(shè)計(jì)工作,與其他地區(qū)開展石墨烯研發(fā)應(yīng)用合作。此外,開展石墨烯材料的應(yīng)用推廣,鼓勵(lì)華為、比亞迪等大型優(yōu)質(zhì)企業(yè)開展具有示范性、導(dǎo)向性的行業(yè)應(yīng)用,形成示范效應(yīng),培育一批在石墨烯應(yīng)用技術(shù)和產(chǎn)品領(lǐng)域的知名企業(yè)。