美欧日韩石墨烯产业发展现状及启示
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美欧日韩石墨烯产业发展现状及启示
美欧日韩石墨烯产业发展现状及启示
石墨烯是21世纪最具颠覆性的新材料,在锂离子电池、太阳能电池、超级电容器、传感器、生物医药、复合材料、环保、柔性显示、半导体行业等传统领域和新兴领域的应用都引起了巨大的变革。2004年,胶带剥离高定向石墨制备单晶石墨烯方法的出现,开启了石墨烯研究和产业化的新纪元。2008年以来,全球石墨烯相关论文和专利数量迅速增加。特别是2010年后,有关文章和专利数量更是呈井喷式增长。石墨烯具有卓越的性能、广阔的市场前景和潜在的巨大经济效益,吸引了众多科研机构、企业及投资机构进入。我国石墨烯产业发展几乎与国外发达国家同步,在某些领域甚至走在世界前列,但国内石墨烯产业链不成熟、下游应用环节未打通、市场需求有待培育、自主知识产权有待加强等制约产业发展的瓶颈问题突出。美国、日本、韩国、英国等国家的石墨烯产业发展各有特点,其研发和产业化的做法和经验对加速我国石墨烯产业发展值得借鉴。
一、全球石墨烯产业研发情况
(一)研发政策
新兴技术的发展离不开政策的支持与引导。在2010年石墨烯发现者获得诺贝尔物理奖后,全球科技界和工业界竞相关注,各国政府也加大了对石墨烯研发的支持力度,争抢石墨烯研发的竞争先机,抢占产业化制高点。在全球石墨烯大国中,美国、欧盟及其成员国、日本和韩国先后从国家战略高度开展相关部署,出台多项支持政策和研究扶持计划,处于全球石墨烯研究与产业化的前列。
表1:主要国家在石墨烯领域的相关政策及支持计划国际及支持机构
时间
相关政策及支持计划
支持领域
美国国家自然科学基金会
2002-2013年
资助石墨烯项目近500项,约3300万美元
研究石墨烯复合材料、电子器件、晶体管、连续制备工艺、生物传感器等
美国高级计划研究局
2008年7月
投资2200万元开发碳电子射频应用项目
开发新款石墨烯晶体管
美国国防部
2009年
投入750万美元开展多学科大学研究计划
研究空军石墨烯材料和器件、纳米结构石墨烯电子带隙裁剪
石墨烯利益相关方联合会
2013年上半年
在纽约州布法罗成立
促进研究人员、大学、政府机构和企业之间的教育培训、技术合作、科学交流以及商业化
欧洲研究理事会
2007-2010年
投入177.5万欧元
石墨烯薄膜及其特性、石墨烯电荷载体研究、石墨烯晶体管应用研究
欧盟第七框架计划
2008年1月
石墨烯基纳米电子器件联合研究项目
超越互补金属氧化物半导体(CMOS)
欧盟第七框架计划
2010年
悬浮石墨烯纳米结构及石墨烯的纳米级应用项目欧盟第七框架计划
2011年6月
超级电容器石墨烯电极项目
超级电容器相关开发
欧洲科学基金会
2009年6月
欧洲石墨烯项目
石墨烯功能复合材料、外延石墨烯晶体管、石墨烯基自旋电子系统、碳化硅晶圆石墨烯、光电石墨烯器件等
欧盟委员会
2013年初
未来新兴技术旗舰项目
投入10亿欧元进行石墨烯研发与产业应用
英国工程和自然科学研究委员会
2007-2012年
石墨烯器件基础研究
石墨烯基晶体管传输模拟项目、石墨烯基自旋器件模拟项目
英国政府
2011年
《促进增长的创新与发展战略》
重点发展的4项新技术之一,5000万英镑用于研发和商业化
英国政府
2011年
曼彻斯特发展战略,建立石墨烯产业联盟
将石墨烯作为国家未来4个重点发展方向之一英国财政部
2011年10月
拨款5000万英镑
建立国家石墨烯研究所,开展石墨烯前沿研究英国财政部
2012年末
追加1000万英镑
石墨烯商业化,空客、BAE、劳斯莱斯、Dyson等额外匹配1200万英镑
英国政府
2014年9月
在曼彻斯特大学投资6000万英镑
建设“石墨烯工程创新中心”,加速石墨烯产品产业化、市场化
德国科学基金
2009年7月
启动石墨烯新兴前沿研究项目
新型石墨烯基电子产品
德国科学基金
2010年
3年投入1060万欧元
启动优先研究项目——石墨烯
巴斯夫和马普学会高分子所
2012年
共同投资1000万欧元
建设碳材料创新中心,石墨烯合成与表征及在能源和电子领域应用潜力评估
日本科学技术振兴机构
2007年
石墨烯及器件技术开发项目
开发石墨烯材料工艺技术并实现大规模集成的器件技术日本经济产业省
2011年
低碳社会超轻、高轻度创新融合材料项目
重点支持碳纳米管和石墨烯批量合成技术
韩国教育科学部门
2007-2009年
提供1900万美元
资助90个石墨烯相关项目
原韩国知识经济部
2012-2018年
提供2.5亿美元资助
1.24亿美元用于技术研发,其余用作商业化韩国产业通商资源部
2013年5月
拟在未来6年投资4200万美元
推动石墨烯相关技术商业化
韩国产业通商资源部
2013年12月
2014-2018年产业技术开发战略
石墨烯材料及零部件商业化
马来西亚
2013年12月
创办国家石墨烯中心
马来西亚
2014年
国家石墨烯行动计划(NGAP2020)