2018年全球石墨烯行业技术趋势分析 由制备工艺向具体应用领域转变【组图】

全球石墨烯专利申请态势

石墨烯相关研究已有较长时间，但一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在。直至2004年，英国曼彻斯特大学的科学家安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫成功地在实验中从石墨分离出石墨烯，才证实它可以单独存在。两人也因在二维石墨烯材料研究中的开创性实验，共同获得了2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯材料是一种集强度高、韧性好、透光率高、导电性好等诸多优点于一身的新材料，它在诸如电子信息、航空航天、国防、节能环保、生物医药等领域都具有巨大的应用潜力和市场价值，引起各国科学界和产业界的高度关注，世界各国政府也在大力推动石墨烯的研究和产业化。

截至2017年3月，通过DII专利数据库进行检索，共检索到石墨烯相关专利（族）29279件。可以看出，石墨烯相关专利的申请在上世纪末就已出现，但随后发展较为缓慢。从2010年开始，石墨烯这种世界上最薄且最坚硬的材料激起了全世界的研发热潮。专利申请数量开始持续大幅增长，热度至今不减。

图表1：1994-2017年全球石墨烯专利申请数量变化趋势图（单位：件）

资料来源：2017石墨烯专利技术分析报告 前瞻产业研究院整理

全球石墨烯专利生命周期

根据切萨布鲁夫（Chesbrough）提出技术生命周期理论（TLC），任何一种技术的演进都经历了从创意产生到成熟至淘汰的不同发展阶段，即所谓的萌芽期、成长期、成熟期和衰退期四个阶段。从相关专利申请数量来看，石墨烯相关专利申请在2009年之前维持平稳，2009年之后呈现指数级增长，每年都有大量新专利应运而生。

图表2：技术生命周期主要简介

资料来源：前瞻产业研究院整理

基于石墨烯相关专利的历年申请数量和机构申请人数量，下图绘出了石墨烯相关专利技术的发展进程。结合石墨烯专利生命周期特征，我们可以认为：2008年之前为石墨烯相关专利技术的萌芽阶段；2010年之后石墨烯相关专利技术开始进入快速成长阶段。目前正处于产业发展的初期阶段，是开展产业布局的战略机遇期。

图表3：2008-2017年石墨烯专利技术生命周期图（单位：件，个）

资料来源：前瞻产业研究院整理

此外，从2009年开始，每年都有大量的新增发明人进入石墨烯相关技术领域。这说明石墨烯相关技术正在处于技术成长阶段，全球相关技术研发投入在快速增长，推动石墨烯技术应用范围不断扩大。可以预测，在未来几年中，全球石墨烯专利申请数量将会继续稳定增长态势。（数据截至2017年3月）

图表4：1994-2017年全球石墨烯技术新增发明人不断增加（单位：个）

资料来源：前瞻产业研究院整理

全球石墨烯技术专利布局

1、全球石墨烯专利申请前19位技术

国际专利分类号（IPC）包含了专利的技术信息，通过对石墨烯相关专利进行基于IPC大组的统计分析，可以了解、分析石墨烯专利主要涉及的技术领域。

下面列出了石墨烯专利申请量前19位专利技术领域（基于IPC大组）及其申请情况。可以看出，石墨烯专利技术主要集中在晶体管、纳米材料、电容器、三维结构、合金、计算机、医用等领域。

图表5：石墨烯专利申请量居前19位的技术领域及其申请情况（单位：件，%）

资料来源：2017石墨烯专利技术分析报告 前瞻产业研究院整理

2、技术演化趋势由石墨烯制备工艺向具体应用领域转变

通过对石墨烯行业专利技术的研究布局进行分析发现，整个产业仍处于技术成长期，且技术演化趋势正由石墨烯制备工艺向具体应用领域转变。以下为石墨烯专利的热点技术领域：

（1）以石墨为原料制备石墨烯的技术及工艺；

（2）石墨烯在储能、复合材料、热管理、传感器、膜分离等领域的应用；

（3）CVD制备石墨烯及其转移技术；

（4）CVD的石墨烯在透明导电薄膜、触摸屏、晶体管/集成电路、光纤、通讯、高性能计算机等领域的应用。

图表6：石墨烯专利技术总体研发布局

资料来源：2017石墨烯专利技术分析报告 前瞻产业研究院整理

以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院发布的《2018-2023年中国石墨烯行业深度市场调研与投资战略规划分析报告》。