石墨烯是一种被理论预见的新材料，于2004年被验证可以稳定存在，该发现在2010年获得诺贝尔物理学奖。尽管发现至今才不过十余年的时间，但石墨烯已成为新材料之王，“人类最强晶体”、“奇迹材料”。
今年以来，A股以东旭光电为首的石墨烯概念股表现引入瞩目，东旭光电股价一度超过17元，较1月5.7元上涨超过300%。但A股企业参与石墨烯，更多还是概念炒作，甚至在7月份引发深交所点名关注。我国的石墨烯产业，目前有4家领军企业已经登陆新三板，质地更加“纯正”。
石墨烯（Graphene）是由碳原子按照六边形排布，每个六边形又相互连接，形成一个碳分子。单层石墨烯是仅有原子厚度的二维晶体，约为0.335纳米，仅是头发丝的二十万分之一。
图 1 单层石墨烯的六边形碳原子结构
单层石墨烯的优异特性：
电学：已知的电阻最低的材料
因为碳原子平铺在一层上，电子的运动被限制在一个平面上，所以石墨烯具有全新的电学属性，电子移动情况与金属和半导体材料完全不同。在室温状况，传递电子的速度比已知导体都快。
光学：几乎透明
对可见光仅2.3%的吸收，透明度为97.7%。
热学：导热性又是第一
室温下的热导率为5000W/mK，比传统导热材料金刚石高出1 到2.5倍。
力学：已知机械强度最高、同时柔韧性也很强
石墨烯机械强度可以达到高性能钢铁的200倍。
化学：超疏水性和超亲油性
石墨烯具有二维片层结构和高比表面积，层层叠加形成致密的物理隔绝层，可以涂覆在金属表面使其具有耐腐蚀性。
石墨烯可以作为一种“结构单元”，组合称其他材料如碳纳米管；或作为一种“改良剂”添加到其他材料。但石墨烯的层数越多，其特性变化就越大，超过10层就几乎丧失石墨烯的高性能，趋向于石墨。
图 2 单层石墨烯可以作为“结构单元”| 《物理学报》
作为一种仍未真正走出实验室的新材料，石墨烯的制备方法虽然有多种，但每一种都还难以突破临界条件、将成本降低到可以碾压替代材料的地步。因此目前石墨烯的下游应用发展仍较缓慢，产业发展的瓶颈在制备环节。
图 3 石墨烯的制备方法 | 界面制图
目前石墨烯比较主流的制备方法有两种：一种是氧化还原法，已成为制备石墨烯粉体的主流方法，但产品晶格缺陷较高、多层堆叠、尺寸和性状有随机性，从“粉体”一词也看得出来；另一种是化学气相沉积法（CVD法），已成为制备石墨烯薄膜的主流方法，质量高、可控制层数，但成本高。
另外，氧化还原法的制造过程会有较大污染，但可以生产出具有广泛应用场景的氧化石墨烯。CVD法是让碳原子在Cu、Ni等金属基底上溶解再扩散生长，之后通过化学方法腐蚀金属基底从而分离出石墨烯，可以规模化生产大面积的石墨烯薄膜，但在这个过程中涉及基底的转移，并且产品中会有化学基团的残余。
前述两种方法是石墨烯未来真正实现产业化最有可能的路径。尽管目前石墨烯价格仍难以达到实际应用的要求，但其价格已经从数年前远超黄金的每克5000元下降到目前粉体每公斤几百元、薄膜每平米几百元，从而可以推进石墨烯产业的发展。
石墨烯的下游应用场景很多，其每一个优良特性都有巨大潜能。但目前阶段发展最快的两个领域是柔性显示屏和复合材料（如防腐涂料），产业化曙光在即；另外电池储能和电子元器件是目前研究投入的热点，且进展迅速。
图 4 石墨烯产业链
柔性触控显示屏的制造需要用到石墨烯薄膜材料，早在2013年就已出现产品，连续多年在CES等消费电子产品展览会上大出风头。新三板挂牌公司，常州二维碳素已经能够将石墨烯材料和现有的触摸屏生产线对接。
石墨烯复合材料主要包括导电涂料和防腐涂料，分别体现了材料的导电性和致密性。2015年2月，新三板挂牌公司第六元素曾展示用于海上风力发电塔的石墨烯防腐涂料，其价格与传统的富锌环氧底漆相比也有竞争性。此外，更具想象空间的是导电油墨，可以与现有的喷墨打印方式兼容，打印集成电路、各类传感器等。
此外，氧化石墨烯制备的薄膜、具有微孔结构的石墨烯片，可以高效过滤海水或污染物。
石墨烯与石墨材料一样，在新能源领域有广泛的应用前景，主要是超级电容和锂离子电池。超级电容目前还处于实验室阶段，具有容量大、功率大、寿命长等特点。锂离子电池方面，主要是改良目前的负极材料，但目前性价比还不是很高。2016年7月，A股东旭光电的子公司曾推出石墨烯基锂离子电池，名为“烯王””，该产品容量达到4800mAh，电池循环寿命高达3,500 次左右，充电效率是普通充电产品的24 倍。
石墨烯目前的发展状况类似于早期的光伏面板，现在的新能源车，在产业的培育阶段比较依赖于政府的产业扶持政策。因此，未来石墨烯产业的突破方向，政府的扶持领域也会是重要参考。
2015年5月，国务院印发的《中国制造2025》力挺石墨烯产业，去年9月，工信部又据此发布了《中国制造2025重点领域技术路线图》，包括10大重点领域，其中指出要重点发展锂电池电极材料、防腐涂料、柔性电子用石墨烯薄膜、光电领域用热界面等。
路线图还设置了发展目标。
到2020年实现规模制备，电化学储能、印刷电子、航空航天用轻质高强复合材料、海洋工程防腐等应用领域的技术水平达到国际领先，大幅提升相关产品性能，形成百亿元产业规模。其中，电动汽车锂电池用石墨烯基电极材料产业规模达万吨级，海洋工程等用石墨烯基防腐涂料产业规模达十万吨级，柔性电子用石墨烯薄膜产业规模达上亿平方米。
到2025年，高质量石墨烯粉体年产达万吨级以上，薄膜年产达上亿平方米，实现8 英寸石墨烯芯片批量生产，突破石墨烯在电子信息领域应用的技术瓶颈，整体产业规模突破千亿。
而美国BCC Research公司去年曾预测，2018年石墨烯应用规模将接近2亿美元，2023年将突破13亿美元。并且到2023年石墨烯市场的60%将是超级电容、柔性显示器、结构材料、传感器和高性能计算机。
工信部制订的路线图与美国BCC的预计，对突破方向看法相近，预测的市场规模也大致在同一量级，可以互相印证。
而中国石墨烯技术创新战略联盟产业研究中则预测，将在2018 年形成产业爆发点，2020年将成长至1,000 亿元的规模。富姐认为这个预测过于乐观。
2010年，被誉为“中国石墨烯产业奠基人”的冯冠平教授前往美国德克萨斯大学，当时该大学云集了全球石墨烯科研人才，其中约一半是华人，冯教授说服了一批顶尖人才回国发展。2010年后，国内石墨烯论文出现了井喷。
图 5 主题有关石墨烯的论文数 数据来源：中国知网 三板富研究中心制图
另外，目前我国石墨烯技术专利的数量已经超过1万件，位居全球之首，尽管仍缺少部分核心专利，但由于我国在这个领域起步较早，与美欧日韩相比没有代差，因此竞争优势非常明显。
从专利的分布上来看，主要集中于石墨烯的制备以及应用研究，其中应用研究中以复合材料和储能为最多，其次是功能材料与传感器。
图 6 至2015中国石墨烯专利分布结构 | 2015石墨烯技术专利分析报告、中银国际证券
石墨烯全行业都还在初创阶段，目前A股上市公司主要通过参股的形式进入，比如中泰化学（002092）就通过收购凯纳股份35%的股权来进入石墨烯业务。
目前在新三板挂牌的石墨烯企业一共有4 家，质地更加“纯正”，分别是第六元素、二维碳素、华高墨烯和凯纳股份，其中第六元素是创新层、做市转让。
这4家中，第六元素和二维碳素是明星企业，两家去年都亏损超过2000万，研发投入与其行业领先地位相匹配。
第六元素是国内石墨烯粉体产能最大的企业，目前已拥有年产10吨石墨烯粉体生产线，并在2015年通过定增并购无锡格菲，成为国内唯一一家同时掌握氧化还原法和气相沉积法制备石墨烯的公司。
二维碳素掌握气相沉积法，是国内最大石墨烯薄膜企业之一，年产能达到20 万平米，其产品附加值更高。二维碳素还成立了子公司，其触控屏产品已开始规模化销售，并贡献了绝大部分营收。
图 7 新三板石墨烯企业财务情况 | 三板富研究中心制图
华高墨烯和凯纳股份的劣势较明显，其中凯纳股份是采用机械剥离法，未来产业前景不太乐观。
另外，石墨烯产业的发展也会带动上游石墨企业，A股上市公司中国宝安控股的贝特瑞（835185）等也将受益。
