根据石墨烯产业联盟于 2018年 8 月发布的团体标准 T/CGIA 002-2018《含有石墨烯材料的产品命名指南》中的定义，石墨烯材料指由不超过 10 层的石墨烯单独或紧密堆垛构成的二维材料及其改性产物，包括单层石墨烯、双层石墨烯、多层石墨烯。石墨烯材料的存在形态主要有石墨烯膜、石墨烯片和石墨烯浆料等三类。
石墨烯拥有优异的电学性能、出色的机械性能、极高的导热性、超大比表面积、优异的阻隔性能等，在新能源、石油化学工业、电子信息、复合材料、生物医药和节能环保等传统领域和新兴领域具备极其重大的应用前景，是一种未来革命性的新材料，被誉为“新材料之王”。
随着在石墨烯领域的基础研究突破不断涌现，全球已有 80 多个国家和地区布局石墨烯相关产业，密集出台了多个创新战略、产业规划、扶持政策等，并提供大量资金支持。特别是美国、欧盟、日本、韩国等均将石墨烯研究与应用提升至国家战略高度。其中，美国拥有最为完善的石墨烯研究与应用链，其在石墨烯领域的基础研究及相关产业化布局由国家科学基金（NSF）、美国能源部（DOE）等政府机构主导，合计已投资数十亿美元，资助项目达上千项，重点支持石墨烯晶体管、储能、生物技术等领域；欧盟在石墨烯领域研究起步较早且更具系统性，其于 2013 年提出的投资 10 亿欧元的“石墨烯旗舰计划”为欧洲有史以来顶级规模的研究计划，制定了详细的十年发展规划并持续至今；日本依托其扎实的传统碳材料产业基础，以包括日本东京大学、名古屋大学等在内的多所大学和日立、索尼、东芝等众多企业为主体，投入大量资金和人力，集中于石墨烯在新能源电池、半导体、复合材料等领域的应用和产业化；韩国的石墨烯产业通过产学密切结合，基础研究加快速度进行发展，以韩国三星集团和 LG 公司为代表，保证了韩国在石墨烯柔性显示、触摸屏等领域的国际领头羊。综上所述，世界主要高科技国家均希望在新一轮科技竞争中抢占石墨烯技术和产业高质量发展的制高点。
石墨烯散热材料的上游主要为氧化石墨烯前驱体、保护膜、胶带等原材料供应商，下游目前以中高端智能手机、平板电脑等消费电子科技类产品为主，未来在笔记本电脑、智能可穿戴设备、ICT设备、航空航天、医疗器械等应用领域的渗透率有望逐步提升，同时有望拓展至半导体封装、新能源汽车等其他热管理领域。
在相关部门、生产企业、科研院所、相关高校等通力合作下，我国石墨烯产业规模、公司数均呈现跨越式增长，是目前石墨烯产业化发展最活跃的国家之一，专利数量和产业化全球领先，截至 2021年 8 月中国石墨烯专利申请量占全球石墨烯专利总申请量的 68%，是全球石墨烯第一大技术来源国。
目前，我国初步构建起以石墨烯原材料研发、制备、应用为主体的产业链，并在部分领域初步实现产业化应用，产业化进程居全球前列。我国石墨烯材料行业市场规模从 2017年的70亿元增长至 2022年的348亿元，年均复合增长率达38%以上。
目前我国石墨烯产业初步形成了以新能源、涂料、大健康、节能环保、化工新材料、电子信息为主的六大产业化应用领域。其中新能源领域的市场规模占比超过 60%，应用较为成熟。此外，在热管理领域，石墨烯散热技术在某些特定的程度上引领了电子设备散热市场的发展的新趋势，石墨烯散热材料正迎来发展热潮。随着 5G 手机换机潮的到来，石墨烯在电子设备散热方案中的应用有望迅速扩大。除了智能手机外，5G 基站、服务器、笔记本电脑等许多领域的关键材料，在兼顾导热性能和成本的同时，对石墨烯的导热需求也慢慢变得多。预计石墨烯导热膜的市场规模在未来两到三年内有望达到 23 亿美元。
热管理是电子行业发展过程中面临的重要问题，散热性能的高低直接决定了电子产品运行的稳定性及可靠性，在电子设备主要的失效方式中，有 55%的失效是温度过高引起。电子元件的故障发生率随工作温度的提高呈指数增长，温度每升高 10℃，系统可靠性降低 50%。散热是制约电气电子设备向高功率密度化和高度集成化发展的瓶颈问题，而散热材料的应用成为解决电子产品散热问题的关键。
金属材料由于其较高的导热性应用的最为广泛，新兴的碳材料（石墨、碳纳米管、石墨烯）、复合材料因为超高的导热性也慢慢的变多的应用到高散热的设计中。其中石墨烯是近年来新兴的导热散热材料，具有良好的机械强度、较高的电子迁移率、高比表面积等特点，其理论热导率高达 5300W/(m·K)，被认为是一类极具竞争力的散热材料。
石墨烯是具有优异导热性能的前沿新材料，实验研究结果表明，单层石墨烯拥有高达 5300W/(m∙K)的导热系数。石墨烯材料的高导热系数特点，使其有望成为传统散热材料的理想替代材料。目前在导热散热领域中，被广泛研究的石墨烯散热材料类型包括石墨烯导热膜、石墨烯导热高分子复合材料、石墨烯基金属复合材料、石墨烯散热涂层等。
石墨烯导热膜具备高热导率、轻量化、柔韧性好等特性，已在中高端智能手机、平板电脑等消费类电子科技类产品散热领域实现了大规模的商业化应用，未来有望成为折叠屏智能手机、智能可穿戴设备等细分领域的主流散热方案。
石墨烯材料凭借其优异的导热性能，无论作为自支撑导热膜，还是作为导热界面材料，都将在下一代电子元件散热应用中继续发挥重要价值，在电子器件、信息技术、国防军工、新能源汽车等领域具有良好的应用前景。
中高端智能手机散热需求高，石墨烯材料凭借优异的导热性能有望成为主流散热方案：中国高端智能手机（批发价 400 美元及以上）市场份额实现了逆势扩张，销量份额从2021 年第二季度的 31%小幅上升至 2022 年第二季度的 33%，与国内智能手机整体销售额下降 14%相比，高端细分市场的单位销售额降幅为 10%。其中 600-799美元价格区间机型和 1,000 美元及以上机型的细分市场在 2022 年第二季度销售额分别增长 10%与 110%。由于高端机型的散热需求更高，应用综合散热性能更优的石墨烯导热膜散热方案的动力更强，此外，高端智能手机使用石墨烯导热膜的面积和厚度亦有所提升，进而石墨烯导热膜市场的增长。
折叠创新成为智能手机发展新趋势，石墨烯导热膜凭借其耐弯折特性成为折叠屏手机理想的散热解决方案：折叠创新已经成为智能手机发展新趋势，备受瞩目的折叠屏手机有望逐步成
为高端智能手机市场的标志并逐渐普及。石墨烯导热膜因出色的柔韧性、耐弯折等特性，在折叠屏手机领域中极具应用前景，已成为折叠屏手机的理想散热材料。在堆叠空间有限的情况下，通过耐弯折石墨烯膜将转轴两侧的散热系统相连接，系统级芯片（SOC）一侧的热量可经此通道传导至散热压力更小的另一侧，由此实现更加均衡且更强的散热能力。
5G 手机对石墨烯导热膜需求规模将大幅增加：石墨烯导热膜自 2018 年成功应用于某品牌的旗舰智能手机后，其优异的导热性能受到了手机厂商的青睐，拉开了国产高端智能手机应用石墨烯散热方案的序幕，荣耀、小米、OPPO 等手机品牌相继推出了使用石墨烯散热方案的旗舰机型，石墨烯散热方案在智能手机中的渗透率不断提升。
2019 年以来由于在线教育、居家办公以及应对企业数字化升级等需求大幅上涨，从而导致近三年来全球笔记本电脑市场需求出现显著上升。目前平板和笔记本电脑领域的散热方案以热管、VC 均热板为主。随着平板电脑、笔记本电脑对集成度、轻量化的要求不断提升，对散热材料的性能也提出了更高的要求，石墨烯导热膜相比热管、VC 均热板拥有耐弯折、轻量化、不等厚加工工艺等优势，未来有望在平板和笔记本电脑领域替代部分热管及均热板。
可穿戴设备（TWS 耳机、智能手表、VR 眼镜等）是高度集成化的消费电子科技类产品，随着性能增长带来功率密度的持续提升，日常应用中由于长时间直接接触人体皮肤，在发热控制不得当时可能造成低温灼伤等危害，此外可穿戴设备还普遍存在器件小、不规则等特点，对散热材料提出了更高的要求，导热性能出色、高柔性的石墨烯材料有望在可穿戴设备领域大规模应用。
长期以来，我国政府一直鼓励和支持 ICT 产业发展，并相继出台“互联网+”、“宽带中国”等政策、“新基建”战略、“东数西算”工程等，以此倡导加快 5G 网络、大数据中心、人工智能及工业互联网等新型基础设施建设，促进网络设备作为信息化、数字化和智能化的重要支撑以及新型基础设施建设的重要组成部分，为我国 ICT 产业发展提供强劲动能。未来庞大的数据总量将带动信息通讯技术（ICT）设备、网络数据中心（IDC）及其他相关软硬件的发展。
随着 5G 通信技术的发展和商用的持续推进，5G 基站作为 ICT 设备中的基础设施，建设数量快速增长，5G 智能终端渗透率逐年提升，光网络技术、高速度、大容量等已成为当代通信技术的发展目标，组成通信设备的主要元件为高密度的表面贴装元件和多层电路板，通信设备在运行过程中热流密度增加，散发出大量的热量。我国大部分通信设备因高温导致损坏，温度高低几乎与通信设备的使用寿命成正比。因此，高效的散热方案成为提高通信设备使用效率和寿命的关键，石墨烯材料凭借其超高的导热性能、轻量化、免维护等特性，未来在 ICT设备领域的应用潜力巨大。
导热界面材料下游应用领域中，手机、平板电脑等消费电子科技类产品芯片封装占比最高。面对目前电子设备高度集成化、轻薄便捷化及功能多元化趋势，电子设备的高功率密度带来日益高涨的散热需求，进而对导热界面材料提出更高要求。
传统的导热界面材料主要有膏状形态的导热硅脂、导热凝胶、相变材料以及固体形态的导热硅胶片等，其导热系数较低，而具有更高导热系数的高导热碳纤维被美日等国垄断。
更多行业资料请参考普华有策咨询《2023-2029年石墨烯材料行业细分市场分析及投资前景专项调研报告》，同时普华有策咨询还提供产业研究报告、产业链咨询、项目可行性报告、十四五规划、BP商业计划书、产业图谱、产业规划、蓝白皮书、IPO募投可研、IPO工作底稿咨询等服务。返回搜狐，查看更加多