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石墨烯材料行業迎來發展熱潮、產業鏈及下游細分市場需求前景預測
根據石墨烯產業聯盟于 2018年 8 月發布的團體標準 T/CGIA 002-2018《含有石墨烯材料的產品命名指南》中的定義,石墨烯材料指由不超過 10 層的石墨烯單獨或緊密堆垛構成的二維材料及其改性產物,包括單層石墨烯、雙層石墨烯、多層石墨烯。石墨烯材料的存在形態主要有石墨烯膜、石墨烯片和石墨烯漿料等三類。
石墨烯擁有優異的電學性能、出色的機械性能、極高的導熱性、超大比表面積、優異的阻隔性能等,在新能源、石油化工、電子信息、復合材料、生物醫藥和節能環保等傳統領域和新興領域具有重要的應用前景,是一種未來革命性的新材料,被譽為“新材料之王”。
1、世界主要高科技國家高度重視石墨烯行業發展
隨著在石墨烯領域的基礎研究突破不斷涌現,全球已有 80 多個國家和地區布局石墨烯相關產業,密集出臺了多個創新戰略、產業規劃、扶持政策等,并提供大量資金支持。特別是美國、歐盟、日本、韓國等均將石墨烯研究與應用提升至國家戰略高度。其中,美國擁有最為完善的石墨烯研究與應用鏈,其在石墨烯領域的基礎研究及相關產業化布局由國家科學基金(NSF)、美國能源部(DOE)等政府機構主導,合計已投資數十億美元,資助項目達上千項,重點支持石墨烯晶體管、儲能、生物技術等領域;歐盟在石墨烯領域研究起步較早且更具系統性,其于 2013 年提出的投資 10 億歐元的“石墨烯旗艦計劃”為歐洲有史以來規模最大的研究計劃,制定了詳細的十年發展規劃并持續至今;日本依托其扎實的傳統碳材料產業基礎,以包括日本東京大學、名古屋大學等在內的多所大學和日立、索尼、東芝等眾多企業為主體,投入大量資金和人力,集中于石墨烯在新能源電池、半導體、復合材料等領域的應用和產業化;韓國的石墨烯產業通過產學密切結合,基礎研究快速發展,以韓國三星集團和 LG 公司為代表,保證了韓國在石墨烯柔性顯示、觸摸屏等領域的國際領先地位。綜上所述,世界主要高科技國家均希望在新一輪科技競爭中搶占石墨烯技術和產業發展的制點。
2、石墨烯散熱材料產業鏈結構分析
石墨烯散熱材料的上游主要為氧化石墨烯前驅體、保護膜、膠帶等原材料供應商,下游目前以中高端智能手機、平板電腦等消費電子產品為主,未來在筆記本電腦、智能可穿戴設備、ICT設備、航空航天、醫療器械等應用領域的滲透率有望逐步提升,同時有望拓展至半導體封裝、新能源汽車等其他熱管理領域。
石墨烯散熱材料產業鏈結構圖
資料來源:普華有策
3、我國石墨烯散熱材料行業迎來發展熱潮
在相關部門、生產企業、科研院所、相關高校等通力合作下,我國石墨烯產業規模、企業數量均呈現跨越式增長,是目前石墨烯產業化發展最活躍的國家之一,專利數量和產業化全球領先,截至 2021年 8 月中國石墨烯專利申請量占全球石墨烯專利總申請量的 68%,是全球石墨烯第一大技術來源國。
目前,我國初步構建起以石墨烯原材料研發、制備、應用為主體的產業鏈,并在部分領域初步實現產業化應用,產業化進程居全球前列。我國石墨烯材料行業市場規模從 2017年的70億元增長至 2022年的348億元,年均復合增長率達38%以上。
我國石墨烯材料行業市場規模分析
目前我國石墨烯產業初步形成了以新能源、涂料、大健康、節能環保、化工新材料、電子信息為主的六大產業化應用領域。其中新能源領域的市場規模占比超過 60%,應用較為成熟。此外,在熱管理領域,石墨烯散熱技術在一定程度上引領了電子設備散熱市場的發展趨勢,石墨烯散熱材料正迎來發展熱潮。隨著 5G 手機換機潮的到來,石墨烯在電子設備散熱方案中的應用有望迅速擴大。除了智能手機外,5G 基站、服務器、筆記本電腦等許多領域的關鍵材料,在兼顧導熱性能和成本的同時,對石墨烯的導熱需求也越來越多。預計石墨烯導熱膜的市場規模在未來兩到三年內有望達到 23 億美元。
4、石墨烯散熱材料行業技術水平特點
熱管理是電子行業發展過程中面臨的重要問題,散熱性能的高低直接決定了電子產品運行的穩定性及可靠性,在電子設備主要的失效方式中,有 55%的失效是溫度過高引起。電子元件的故障發生率隨工作溫度的提高呈指數增長,溫度每升高 10℃,系統可靠性降低 50%。散熱是制約電氣電子設備向高功率密度化和高度集成化發展的瓶頸問題,而散熱材料的應用成為解決電子產品散熱問題的關鍵。
金屬材料由于其較高的導熱性應用的最為廣泛,新興的碳材料(石墨、碳納米管、石墨烯)、復合材料因為超高的導熱性也越來越多的應用到高散熱的設計中。其中石墨烯是近年來新興的導熱散熱材料,具有良好的機械強度、較高的電子遷移率、高比表面積等特點,其理論熱導率高達 5300W/(m·K),被認為是一類極具競爭力的散熱材料。
石墨烯是具有優異導熱性能的前沿新材料,實驗研究結果表明,單層石墨烯擁有高達 5300W/(m?K)的導熱系數。石墨烯材料的高導熱系數特點,使其有望成為傳統散熱材料的理想替代材料。目前在導熱散熱領域中,被廣泛研究的石墨烯散熱材料類型包括石墨烯導熱膜、石墨烯導熱高分子復合材料、石墨烯基金屬復合材料、石墨烯散熱涂層等。
石墨烯導熱膜具備高熱導率、輕量化、柔韌性好等特性,已在中高端智能手機、平板電腦等消費類電子產品散熱領域實現了大規模的商業化應用,未來有望成為折疊屏智能手機、智能可穿戴設備等細分領域的主流散熱方案。
石墨烯材料憑借其優異的導熱性能,無論作為自支撐導熱膜,還是作為導熱界面材料,都將在下一代電子元件散熱應用中繼續發揮重要價值,在電子器件、信息技術、國防軍工、新能源汽車等領域具有良好的應用前景。
5、石墨烯行業下游細分市場需求前景預測
(1)中高端智能手機對石墨烯材料需求刺激
中高端智能手機散熱需求高,石墨烯材料憑借優異的導熱性能有望成為主流散熱方案:中國高端智能手機(批發價 400 美元及以上)市場份額實現了逆勢擴張,銷量份額從2021 年第二季度的 31%小幅上升至 2022 年第二季度的 33%,與國內智能手機整體銷售額下降 14%相比,高端細分市場的單位銷售額降幅為 10%。其中 600-799美元價格區間機型和 1,000 美元及以上機型的細分市場在 2022 年第二季度銷售額分別增長 10%與 110%。由于高端機型的散熱需求更高,應用綜合散熱性能更優的石墨烯導熱膜散熱方案的動力更強,此外,高端智能手機使用石墨烯導熱膜的面積和厚度亦有所提升,進而石墨烯導熱膜市場的增長。
折疊創新成為智能手機發展新趨勢,石墨烯導熱膜憑借其耐彎折特性成為折疊屏手機理想的散熱解決方案:折疊創新已經成為智能手機發展新趨勢,備受矚目的折疊屏手機有望逐步成為高端智能手機市場的標志并逐漸普及。石墨烯導熱膜因出色的柔韌性、耐彎折等特性,在折疊屏手機領域中極具應用前景,已成為折疊屏手機的理想散熱材料。在堆疊空間有限的情況下,通過耐彎折石墨烯膜將轉軸兩側的散熱系統相連接,系統級芯片(SOC)一側的熱量可經此通道傳導至散熱壓力更小的另一側,由此實現更加均衡且更強的散熱能力。
5G 手機對石墨烯導熱膜需求規模將大幅增加:石墨烯導熱膜自 2018 年成功應用于某品牌的旗艦智能手機后,其優異的導熱性能受到了手機廠商的青睞,拉開了國產高端智能手機應用石墨烯散熱方案的序幕,榮耀、小米、OPPO 等手機品牌相繼推出了使用石墨烯散熱方案的旗艦機型,石墨烯散熱方案在智能手機中的滲透率不斷提升。
(2)在線教育、居家辦公、企業數字化升級拉動平板和筆記本電腦需求
2019 年以來由于在線教育、居家辦公以及應對企業數字化升級等需求大幅上漲,從而導致近三年來全球筆記本電腦市場需求出現顯著上升。目前平板和筆記本電腦領域的散熱方案以熱管、VC 均熱板為主。隨著平板電腦、筆記本電腦對集成度、輕量化的要求不斷提升,對散熱材料的性能也提出了更高的要求,石墨烯導熱膜相比熱管、VC 均熱板擁有耐彎折、輕量化、不等厚加工工藝等優勢,未來有望在平板和筆記本電腦領域替代部分熱管及均熱板。
(3)可穿戴設備出貨量穩步提升,CVD 封裝石墨烯導熱片有良好應用前景
可穿戴設備(TWS 耳機、智能手表、VR 眼鏡等)是高度集成化的消費電子產品,隨著性能增長帶來功率密度的持續提升,日常應用中由于長時間直接接觸人體皮膚,在發熱控制不得當時可能造成低溫灼傷等危害,此外可穿戴設備還普遍存在器件小、不規則等特點,對散熱材料提出了更高的要求,導熱性能出色、高柔性的石墨烯材料有望在可穿戴設備領域大規模應用。
(4)ICT 設備需求推動石墨烯散熱材料應用潛力逐步顯現
長期以來,我國政府一直鼓勵和支持 ICT 產業發展,并相繼出臺“互聯網+”、“寬帶中國”等政策、“新基建”戰略、“東數西算”工程等,以此倡導加快 5G 網絡、大數據中心、人工智能及工業互聯網等新型基礎設施建設,促進網絡設備作為信息化、數字化和智能化的重要支撐以及新型基礎設施建設的重要組成部分,為我國 ICT 產業發展提供強勁動能。未來龐大的數據總量將帶動信息通訊技術(ICT)設備、網絡數據中心(IDC)及其他相關軟硬件的發展。
隨著 5G 通信技術的發展和商用的持續推進,5G 基站作為 ICT 設備中的基礎設施,建設數量快速增長,5G 智能終端滲透率逐年提升,光網絡技術、高速度、大容量等已成為當代通信技術的發展目標,組成通信設備的主要元件為高密度的表面貼裝元件和多層電路板,通信設備在運行過程中熱流密度增加,散發出大量的熱量。我國大部分通信設備因高溫導致損壞,溫度高低幾乎與通信設備的使用壽命成正比。因此,高效的散熱方案成為提高通信設備使用效率和壽命的關鍵,石墨烯材料憑借其超高的導熱性能、輕量化、免維護等特性,未來在 ICT設備領域的應用潛力巨大。
(5)芯片功率密度持續提升,催生對高導熱熱界面材料的需求
導熱界面材料下游應用領域中,手機、平板電腦等消費電子產品芯片封裝占比最高。面對目前電子設備高度集成化、輕薄便捷化及功能多元化趨勢,電子設備的高功率密度帶來日益高漲的散熱需求,進而對導熱界面材料提出更高要求。
傳統的導熱界面材料主要有膏狀形態的導熱硅脂、導熱凝膠、相變材料以及固體形態的導熱硅膠片等,其導熱系數較低,而具有更高導熱系數的高導熱碳纖維被美日等國壟斷。
更多行業資料請參考普華有策咨詢《2023-2029年石墨烯材料行業細分市場分析及投資前景專項調研報告》,同時普華有策咨詢還提供產業研究報告、產業鏈咨詢、項目可行性報告、十四五規劃、BP商業計劃書、產業圖譜、產業規劃、藍白皮書、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務。
報告目錄:
第一章 宏觀經濟環境分析
第一節 全球宏觀經濟分析
一、2022年全球宏觀經濟運行概況
二、2022年全球宏觀經濟趨勢預測
第二節 中國宏觀經濟環境分析
一、2017-2022年中國宏觀經濟運行概況
二、2022年中國宏觀經濟趨勢預測
第三節 石墨烯材料行業社會環境分析
第四節 石墨烯材料行業政治法律環境分析
一、行業管理體制分析
二、行業相關發展規劃
三、主要產業政策解讀
第五節 石墨烯材料行業技術環境分析
一、技術發展水平分析
二、技術革新趨勢分析
第二章 國際石墨烯材料行業發展分析
第一節 國際石墨烯材料行業發展現狀分析
一、國際石墨烯材料行業發展概況
二、主要國家石墨烯材料行業的經濟效益分析
三、2023-2029年國際石墨烯材料行業的發展趨勢分析
第二節 主要國家及地區石墨烯材料行業發展狀況及經驗借鑒
一、美國石墨烯材料行業發展分析
1、2017-2022年行業規模情況
2、2023-2029年行業前景展望
二、歐洲石墨烯材料行業發展分析
三、日韓石墨烯材料行業發展分析
四、2017-2022年其他國家及地區石墨烯材料行業發展分析
五、國外石墨烯材料行業發展經驗總結
第三章 2017-2022年中國石墨烯材料市場供需分析
第一節 2017-2022年石墨烯材料產能分析
一、2017-2022年中國石墨烯材料產能及增長率
二、2023-2029年中國石墨烯材料產能預測
三、2017-2022年中國石墨烯材料產能利用率分析
第二節 2017-2022年石墨烯材料產量分析
一、2017-2022年中國石墨烯材料產量及增長率
二、2023-2029年中國石墨烯材料產量預測
第三節 2017-2022年石墨烯材料市場需求分析
一、2017-2022年中國石墨烯材料市場需求量及增長率
二、2023-2029年中國石墨烯材料市場需求量預測
第四章 中國石墨烯材料產業鏈結構分析
第一節 中國石墨烯材料產業鏈結構
一、產業鏈概況
二、特征
第二節 中國石墨烯材料產業鏈演進趨勢
一、產業鏈生命周期分析
二、產業鏈價值流動分析
三、演進路徑與趨勢
第三節 中國石墨烯材料產業鏈競爭分析
第五章 2017-2022年石墨烯材料行業產業鏈分析
第一節 2017-2022年石墨烯材料行業上游運行分析
一、行業上游介紹
二、行業上游發展狀況分析
三、行業上游對石墨烯材料行業影響力分析
第二節 2017-2022年石墨烯材料行業下游運行分析
一、行業下游介紹
二、行業下游需求占比
三、行業下游發展狀況分析
1、A用石墨烯材料市場分析
(1)行業發展現狀
(2)需求規模
(3)需求前景預測
2、B領域用石墨烯材料市場分析
3、C領域用石墨烯材料市場分析
4、D用石墨烯材料市場分析
5、E領域用石墨烯材料市場分析
6、F用石墨烯材料市場分析
第六章 中國石墨烯材料行業區域市場分析
第一節 華北地區石墨烯材料行業分析
一、2017-2022年行業發展現狀分析
二、2017-2022年市場規模情況分析
三、2017-2022年市場需求情況分析
四、2023-2029年行業發展前景預測
第二節 東北地區石墨烯材料行業分析
第三節 華東地區石墨烯材料行業分析
第四節 華南地區石墨烯材料行業分析
第五節 華中地區石墨烯材料行業分析
第六節 西南地區石墨烯材料行業分析
第七節 西北地區石墨烯材料行業分析
第七章 中國石墨烯材料行業市場經營情況分析
第一節 2017-2022年行業市場規模分析
第二節 2017-2022年行業基本特點分析
第三節 2017-2022年行業銷售收入分析(包含銷售模式及銷售渠道)
第四節 2017-2022年行業區域結構分析
第八章中國石墨烯材料產品價格分析
第一節 2017-2022年中國石墨烯材料歷年價格
第二節 中國石墨烯材料當前市場價格
一、產品當前價格分析
二、產品未來價格預測
第三節 中國石墨烯材料價格影響因素分析
第四節 2023-2029年石墨烯材料行業未來價格走勢預測
第九章 石墨烯材料行業競爭格局分析
第一節 石墨烯材料行業集中度分析
一、市場集中度分析
二、區域集中度分析
第二節 石墨烯材料行業競爭格局分析
一、行業競爭分析
二、與國際產品競爭分析
三、行業競爭格局展望
第十章 普華.有策對行業重點企業經營狀況分析
第一節 A公司
一、企業基本情況
二、企業主要業務概況及石墨烯材料產品介紹
三、企業核心競爭力分析
四、企業經營情況分析
第二節 B公司
第三節 C公司
第四節 D公司
第五節 E公司
第十一章 石墨烯材料行業投資價值評估
第一節 2017-2022年石墨烯材料行業產銷分析
第二節 2017-2022年石墨烯材料行業成長性分析
第三節 2017-2022年石墨烯材料行業盈利能力分析
一、主營業務利潤率分析
二、總資產收益率分析
第四節 2017-2022年石墨烯材料行業償債能力分析
一、短期償債能力分析
二、長期償債能力分析
第十二章PHPOLICY對2023-2029年中國石墨烯材料行業發展預測分析
第一節 2023-2029年中國石墨烯材料發展環境預測
第二節 2023-2029年我國石墨烯材料行業產值預測
第三節 2023-2029年我國石墨烯材料行業銷售收入預測
第四節 2023-2029年我國石墨烯材料行業總資產預測
第五節2023-2029年我國石墨烯材料行業市場規模預測
第六節 2023-2029年中國石墨烯材料市場形勢分析
一、2023-2029年中國石墨烯材料生產形勢分析預測
二、影響行業發展因素分析
1、有利因素
2、不利因素
第七節 2023-2029年中國石墨烯材料市場趨勢分析
第十三章 2023-2029年石墨烯材料行業投資機會與風險
第一節石墨烯材料行業投資機會
一、產業鏈投資機會
二、細分市場投資機會
三、重點區域投資機會
第二節石墨烯材料行業主要壁壘構成
一、技術壁壘
二、資金壁壘
三、人才壁壘
四、其他壁壘
第三節石墨烯材料行業投資風險及防范
一、政策風險及防范
二、技術風險及防范
三、供求風險及防范
四、宏觀經濟波動風險及防范
五、關聯產業風險及防范
六、產品結構風險及防范
七、其他風險及防范
第十四章 普華有策對石墨烯材料行業研究結論及投資建議
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