参考中国报告网发布《2017-2022年中国石墨烯行业市场发展现状及十三五盈利战略分析报告》
降低晶体管尺寸下限。目前集成电路晶体管普遍采用硅材料制造；但当硅材料尺寸小于 10纳米时，硅晶体管的稳定性将没有保障。而石墨烯高度稳定，即使切割成 1 纳米宽的元件仍能够保持性能。
显著提高芯片频率。石墨烯电子迁移速度极快（室温下可达 20 万 cm2/Vs，是硅的 100 倍）：运行速度可达太赫兹，可以运行在比硅电路高得多的频率上。石墨烯晶体管可使现有芯片频率提升成百上千倍（现在 CPU 主流为 3GHz），未来芯片频率有望达到 300GHz-1THz。
石墨烯晶体管产品 2010 年 2 月，计算机产业长期的领导者 IBM 展出了企业实验室里的做出来的频率为100GHz 的石墨烯晶体管；2011 年 4 月，IBM 在之前的实验室产品基础上进行了研发改进，制造出频率高达 155GHz 的石墨烯晶体管，该产品每秒能执行 1550 亿个循环操作，选通脉冲宽度从 550 纳米降到了 40 纳米。
目前石墨烯催化领域，产业应用最有前景的是石墨烯基传感器的发展。目前已经有针对甲醛、二氧化氮、氨气、硫化氢等的气体传感器，针对水中诸如铅、汞等重金属元素的液体传感器，以及可以检测体内血红蛋白情况、特性蛋白质等的生物传感器以及相关靶向药物催化载体的研究。目前石墨烯传感器研究发展迅速，鉴于其优异的传感性能，突破成本瓶颈后，石墨烯传感器的市场规模将可能迅猛增长。
3. 薄膜、粉体应用前景对比
3.1粉体制备技术成熟、低成本优势明显
薄膜对应的气相沉积法以甲烷等为碳源，在高温低真空等特殊物理条件下使碳原子在基片上重新排列制得石墨烯薄膜，可以满足规模化制备高质量、大面积石墨烯薄膜的要求，但是反应需要精确的温度、物质参数、反应时间等控制，现阶段技术难度大。
氧化还原法先用强酸等氧化剂将石墨变为氧化石墨烯，然后再用水合肼等还原剂将氧化基团还原，从而得到最终产物石墨烯粉体。
粉体对应的氧化还原法研究起步早，相关成果较多，目前已经发展衍生出多种不同的氧化还原路径，技术相对成熟；另一方面由于工艺简单、原料廉价、设备要求低，所以低成本优势明显。
3.2粉体的产业应用障碍小
粉体的产业应用障碍相对较小。粉体应用大都对原有添加材料替代，用于锂电池材料，导电添加剂，防腐，散热，润滑，复合材料等用途都是直接添加，涉及工艺变化较小。
只要性价比做到了，替代相对容易。
薄膜需要对抗原有体系，障碍大；等待杀手级应用。薄膜在触控屏、太阳能电池、光电器件、微电子领域都是系统工程，对抗的是原有材料的整个体系。目前产品主要是对原有产品性能的替代，性价比不够。还需要等待创新性的、杀手级、不可替代的应用产品。
石墨烯原料价格昂贵，制约了产业下游的大规模使用；氧化还原法制备的粉体，相关技术成熟、石墨烯层数少、生产成本相对较低，并且产业化障碍较小，有望在 1-2 年能够大量率先应用。考虑到市场空间、产业基础以及技术要求等方面，我们判断石墨烯粉体会率先在导电剂领域爆发。
1. 集成电路
集成电路领域的摩尔定律已经逐渐的收到现有材料体系的限制。目前大规模集成电路、超大规模集成电路等都是以硅为基础材料制备得来。科学界对新一代的半导体材料的寻找从未停止，石墨烯被看做最有希望替代硅实现半导体产业革命的超级材料之一。石墨烯在半导体材料中的应用属于高级应用，目前仅少数顶尖公司具备该项研发生产能力，其中技术领先的企业是韩国三星和美国 IBM。石墨烯做的集成电路晶体管具有更高的效率，更快的运行速度并且能耗更低、效率高稳定性好。高性能集成电路
资料来源：互联网
2012-2016 年中国集成电路 产业销售额（单位：亿元）
数据来源：中国统计数据库
降低晶体管尺寸下限。目前集成电路晶体管普遍采用硅材料制造；但当硅材料尺寸小于 10纳米时，硅晶体管的稳定性将没有保障。而石墨烯高度稳定，即使切割成 1 纳米宽的元件仍能够保持性能。
显著提高芯片频率。石墨烯电子迁移速度极快（室温下可达 20 万 cm2/Vs，是硅的 100 倍）：运行速度可达太赫兹，可以运行在比硅电路高得多的频率上。石墨烯晶体管可使现有芯片频率提升成百上千倍（现在 CPU 主流为 3GHz），未来芯片频率有望达到 300GHz-1THz。
石墨烯晶体管产品 2010 年 2 月，计算机产业长期的领导者 IBM 展出了企业实验室里的做出来的频率为100GHz 的石墨烯晶体管；2011 年 4 月，IBM 在之前的实验室产品基础上进行了研发改进，制造出频率高达 155GHz 的石墨烯晶体管，该产品每秒能执行 1550 亿个循环操作，选通脉冲宽度从 550 纳米降到了 40 纳米。
IBM 展示 155GHz 石墨烯晶体管
资料来源：互联网
2. 传感器目前石墨烯催化领域，产业应用最有前景的是石墨烯基传感器的发展。目前已经有针对甲醛、二氧化氮、氨气、硫化氢等的气体传感器，针对水中诸如铅、汞等重金属元素的液体传感器，以及可以检测体内血红蛋白情况、特性蛋白质等的生物传感器以及相关靶向药物催化载体的研究。目前石墨烯传感器研究发展迅速，鉴于其优异的传感性能，突破成本瓶颈后，石墨烯传感器的市场规模将可能迅猛增长。
石墨烯分子传感器示意图
资料来源：互联网
2016-2020 石墨烯传感器市 场规模预测（单位：亿元）
数据来源：中国统计数据库
3. 薄膜、粉体应用前景对比
3.1粉体制备技术成熟、低成本优势明显
薄膜对应的气相沉积法以甲烷等为碳源，在高温低真空等特殊物理条件下使碳原子在基片上重新排列制得石墨烯薄膜，可以满足规模化制备高质量、大面积石墨烯薄膜的要求，但是反应需要精确的温度、物质参数、反应时间等控制，现阶段技术难度大。
氧化还原法先用强酸等氧化剂将石墨变为氧化石墨烯，然后再用水合肼等还原剂将氧化基团还原，从而得到最终产物石墨烯粉体。
粉体对应的氧化还原法研究起步早，相关成果较多，目前已经发展衍生出多种不同的氧化还原路径，技术相对成熟；另一方面由于工艺简单、原料廉价、设备要求低，所以低成本优势明显。
3.2粉体的产业应用障碍小
粉体的产业应用障碍相对较小。粉体应用大都对原有添加材料替代，用于锂电池材料，导电添加剂，防腐，散热，润滑，复合材料等用途都是直接添加，涉及工艺变化较小。
只要性价比做到了，替代相对容易。
薄膜需要对抗原有体系，障碍大；等待杀手级应用。薄膜在触控屏、太阳能电池、光电器件、微电子领域都是系统工程，对抗的是原有材料的整个体系。目前产品主要是对原有产品性能的替代，性价比不够。还需要等待创新性的、杀手级、不可替代的应用产品。
石墨烯原料价格昂贵，制约了产业下游的大规模使用；氧化还原法制备的粉体，相关技术成熟、石墨烯层数少、生产成本相对较低，并且产业化障碍较小，有望在 1-2 年能够大量率先应用。考虑到市场空间、产业基础以及技术要求等方面，我们判断石墨烯粉体会率先在导电剂领域爆发。
石墨烯导电剂市场规模预测
资料来源：中国报告网整理
资料来源：中国报告网整理，转载请注明出处（GQ）
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