石墨烯在智能手機上確實有一些運用。早在兩年前，華為首次在Mate20系列手機中加入石墨烯輔助散熱；在最新的小米10系列手機上，石墨烯材料也作為導熱膜運用在元器件散熱中。

 

　　實際上，不僅僅是手機。在生活當中，石墨烯的運用領域很廣。比如在環(huán)保材料中，加入石墨烯可以起到良好的隔熱效應；而石墨烯也可以作為導熱膜，涂在任何電子元器件上導熱性能優(yōu)異；石墨烯也可以加到鋰電池中，這是因為石墨烯的導電性可以利于激活電子活性，實現(xiàn)快充。

 

　　5G來了，石墨烯的春天來了嗎？

 

　　這一切都是因為材料本身的特性。據(jù)PingWest品玩了解，石墨烯是世界上最薄卻也是最堅硬的納米材料，導熱系數(shù)很高，在常溫下電子遷移率高于納米碳管和硅，這意味著它也可以深入到上游的電子元器件和晶體管，而電阻率又比銅或銀更低。這也是石墨烯被譽為“黑金”材料的主要原因。

 

　　石墨烯是在2004年由英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫成功地在實驗室中的石墨中分離出來，2010年兩人獲得諾貝爾物理學獎之后，石墨烯走入大眾視野。

 

　　“實際上，相比之前熱炒的‘新材料之王’，石墨烯更像是一種‘工業(yè)鹽’”，蔡金明告訴PingWest品玩。

 

　　蔡金明是墨?？萍级麻L，昆明理工大學教授、博導，中科院物理研究所博士、美國橡樹嶺國家實驗室訪問學者、瑞士聯(lián)邦材料科學與技術研究所博士后。而墨?？萍?015年成立，是一家專門從事石墨烯等先進材料應用開發(fā)的高科技新材料公司。“成立于2015年的墨?？萍际菄鴥任ㄒ灰患腋采w從化學法石墨烯制備到高性能導熱膜量產的新材料科技企業(yè)。”——墨?？萍荚诠倬W(wǎng)上這樣寫道。

 

　　2020年2月，小米產業(yè)投資部透露小米投資了從事化學法石墨烯生產的廣東墨睿科技有限公司，據(jù)PingWest品玩了解，交易在去年11月完成，投資金額為數(shù)千萬人民幣。隨后小米10系列就利用了石墨烯高性能導熱膜量進行散熱控溫。

 

　　據(jù)PingWest品玩了解，目前墨睿科技業(yè)務主要集中在四個方向。包括手機導熱膜方向的熱管理產品研發(fā)，動力鋰電池性能提升的新能源產品研發(fā)，化工石墨烯涂料的先進復合材料研發(fā)，以及利用石墨烯的抗菌性的大健康研發(fā)領域。

 

　　與蔡金明博士的交流過程中，我們有一個感受，就是5G時代來臨，隨著芯片計算性能的提升，同時也需要更強的輔助散熱。石墨烯材料將可能成為今年5G手機場景落地的“拳頭級產品”。這也是今年墨睿科技研發(fā)的主要方向。

 

　　我們也就石墨烯材料如何在國內上中下游，以及終端上具體應用、石墨烯行業(yè)發(fā)展等問題與蔡金明展開對話。

 

　　5G來了，石墨烯的春天來了嗎？

 

　　以下是PingWest品玩和墨?？萍级麻L蔡金明的對話，對話經過不修改原意的整理。

 

　　化學法石墨烯制備？

 

　　PingWest品玩：我看到我們公司的產品欄目寫了粉體、薄膜和應用，是不是說我們的主要業(yè)務就分為這幾塊？

 

　　蔡金明：石墨烯目前的量產主要通過兩種方法，一種是機械法，一種是化學法。這兩種方法制備出來的石墨烯都是粉體狀的，但是它的性能和物理化學等各種特性都不太一樣。我們今天說的石墨烯導熱膜實際上是由化學法石墨烯來制備成導熱膜。

 

　　首先通過化學反應把鱗片石墨一層一層的撥開，整個過程會涉及強酸、強氧化劑等等?；瘜W法制備是比較難的，目前國內能夠用化學法之類石墨烯的廠家也不多。通過化學法制備出石墨烯的漿料后，用涂布機把它涂成薄膜，再在碳化爐和石墨化爐把它燒結成我們所需要的導熱膜。

 

　　厚的石墨烯導熱膜的導熱系數(shù)比目前主流的人工石墨片要高，而5G的發(fā)展對于散熱的需求越來越高，我們化學法石墨烯導熱膜主要就是針對這種5G產品的散熱需求。

 

　　PingWest品玩：粉體、薄膜和應用在行業(yè)上的應用案例和客戶大概是哪些？

 

　　蔡金明：墨?？萍际菑幕瘜W法石墨烯量產、到燒結成膜，再到模切供應手機全鏈條生產的，目前市面上更多的公司其實是三個環(huán)節(jié)獨立進行。比如化學法石墨烯的制備，目前國內做的比較好的企業(yè)有常州的第六元素，上海烯望等。在做導熱膜這一塊，目前做的比較好的有富稀科技等。在模切這一塊就比較多了，因為人工石墨的模切跟石墨烯導熱膜的模切其實差不多，目前主流的這些模切廠基本上都可以做模切。大概是這個情況。

 

　　PingWest品玩：我理解墨?？萍荚诋a品化上可能有三個方向，那么在哪些方向會比較強一些，還是我們就是一家綜合性比較強的公司。

 

　　蔡金明：導熱膜的制備與應用只是墨睿在熱管理領域的一個應用，是目前主推的一個方向。我們還有新能源領域應用，比如說導電液，我們有做石墨烯的導電液，用在鋰離子電池當中。還有先進復合材料研發(fā)，就是將石墨烯加入到一些高分子材料中，增加這些高分子復合材料的強度，減輕重量，這樣我們的一些產品就可以實現(xiàn)增強減重了。最后還有一個方向就是生物大健康領域，石墨烯具備抗菌性和化學穩(wěn)定性，我們最近開發(fā)了一款石墨烯面膜，主要是針對青春痘（痤瘡桿菌）和脂溢性皮炎。以上就是我們墨?？萍歼M行應用開發(fā)的四個方向。

 

　　實際上，墨?？萍计鋵嵅皇且粋€簡單的生產石墨烯粉體或者薄膜等原材料的公司。我們從學、研、產、用這幾方面做了布局。我們跟學校具有非常緊密的合作，我本身還是昆明理工大學的特聘教授，主要是培養(yǎng)石墨烯行業(yè)的一些碩士、博士，這是“學”的部分。然后墨?？萍甲鍪┥a和應用開發(fā)，比如剛才講到的四大類應用，這是“研”。然后，我們會跟下游的企業(yè)合作共同進行生產，例如導熱膜產品，因為生產涉及很多化工工藝，我們與云南云天化集團合作成立合資公司，各自發(fā)揮優(yōu)勢，把導熱膜生產出來，這是“產”。產品再推向下游像小米等應用端，這就是“用”，墨?？萍贾铝τ谑┑膶W研產用。

 

　　PingWest品玩：您覺得在整個石墨烯行業(yè)的流程鏈條里，最核心的技術攻堅應該是哪部分？

 

　　蔡金明：石墨烯從2004年發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在也就10多年的時間，而真正被大家看到是在2010年獲得諾貝爾物理學獎之后。這之后一些企業(yè)不管是概念也好，炒作也好，才開始慢慢開展這方面的應用研究。

 

　　從制備上來看，石墨烯的大規(guī)模量產還存在不少問題。制備石墨烯的方法很多，有機械法、化學法、化學氣相沉積法等。目前大多數(shù)用機械法制備的石墨烯，純石墨烯的含量不高，當然由于石墨烯的存在，也有一些特定的應用方向，但機械法的優(yōu)勢在于成本相對較低?；瘜W法的技術門檻就比較高，是一個多步化學反應的過程，當中有強酸、強氧化劑，還有一些易燃易爆品，所以化學法技術門檻高，真正能解決量產工藝的企業(yè)比較少。而像化學氣相沉積法制備的石墨烯現(xiàn)在按照平方米來算成本，有的10×10厘米大概賣到1000塊人民幣，目前用戶還主要是科研院所，成本問題解決不了的話，后端的應用也是比較難。

 

　　從應用上看，雖然石墨烯是一種性能非常優(yōu)異的材料，比如說導電性最好、導熱性最好、強度最高等等，但是它又是一種新的材料，是第一種二維材料，我們生活在一個三維的空間，要使用二維的材料，尋找一個種不可被替代的應用確實是比較難的。所以真正的拳頭型產品目前來看應用還不多。很多時候在一些應用中，石墨烯更多是被當成添加劑使用，有點像炒菜用的鹽，主要還是菜，鹽只是提升了菜的品質。

 

　　這樣看，導熱膜應該算是石墨烯應用中一個拳頭型的產品，一方面是因為石墨烯本身的導熱性能非常好，在5G通訊的發(fā)展過程當中，對于散熱的需求會越來越強。另一方面，石墨烯做導熱膜，石墨烯的作用不再是添加劑，是一個由石墨烯為主材構成的產品。

 

　　小米是股東，但并不只是手機

 

　　PingWest品玩：您剛才提到拳頭型產品，石墨烯除了在5G手機的應用，其他的應用案例有嗎？

 

　　蔡金明：我為什么只說手機，是因為手機市場的需求遠遠大于我們目前的產能。實際上很多電子產品，比如說筆記本電腦，它里頭用的也是人工石墨，如果說石墨烯導熱膜的性價比比人工石墨高，為什么不用石墨烯呢？

 

　　PingWest品玩：應用可能還是因為成本的問題，我想具體問一下現(xiàn)在的手機廠商里除了小米、華為，還有其他公司會用這種材料作為手機的導熱部件嗎？

 

　　蔡金明：主流的導熱其實是人工石墨，它的原材料是聚酰亞胺薄膜，而最好的聚酰亞胺薄膜是美國杜邦公司生產的。這一部分成本占到了人工石墨膜當中的70%。雖然國內現(xiàn)在有一些企業(yè)也開始慢慢的生產聚酰亞胺薄膜，但他的性能跟杜邦還是有一定的差距，這個是人工石墨。

 

　　再者，受到聚酰亞胺原料的厚度限制，多數(shù)人工石墨只能做到40微米，但是目前5G通訊散熱需求40微米的人工石墨無法滿足，需要多層疊加，就是用雙面膠一層層粘起來，算上成品率和人工等費用，一個多層疊加的厚的人工石墨片的成本并不會很低。但是，石墨烯導熱膜采用石墨烯漿料涂布，它的厚度是可以定制的。所以同樣厚度的厚的石墨烯導熱膜的成本可以做到與多層疊加的人工石墨片差不多，但導熱性能可以更好，性價比就凸現(xiàn)出來了。

 

　　除了小米和華為，其他一些主流的手機廠商也對這個產品非常感興趣。

 

　　PingWest品玩：我明白石墨烯導熱膜可能比人工石墨效果更好，問題是一個手機用這個的成本大概是多少？

 

　　蔡金明：也就是幾塊錢的成本。

 

　　PingWest品玩：既然它是一個性能非常好的東西，幾塊錢也并不貴，但為什么用這個技術的手機公司反而卻不是很多？

 

　　蔡金明：這確實是一個問題。實際上，石墨烯導熱膜是一種很新的產品，并不是說大家不想用，而是產能還跟不上，現(xiàn)在只有我剛才聊到的幾個公司能量產。墨睿研究石墨烯是從2005年就開始了，然后從2017年開始做石墨烯導熱膜的開發(fā)。2018年10月份，華為Mate20系列首先采用了石墨烯導熱膜。很遺憾當時我們化學法石墨烯導熱膜還不能量產，直到2019年11月我們才搭建好生產線，做到批量化生產。目前我們正在與各手機廠商密切的交流與溝通。

 

　　PingWest品玩：拿了小米的錢，我們現(xiàn)在是獨家供應小米嗎？

 

　　蔡金明：小米是2019年9月份投資了墨?？萍?，9月份上會，11月份簽投資協(xié)議。小米產投也說了，我們投資你們是幫助你們，并不是限制你們，所以我們并沒有簽訂這種排他協(xié)議。除了小米，包括vivo、OPPO，甚至華為，我們都可以去供貨，只要在我們產能能夠跟上的情況下。當然小米做了我們的股東，我們可能會有一個優(yōu)惠的價格。

 

　　PingWest品玩：OPPO、vivo有過來再繼續(xù)洽談過相關的業(yè)務嗎？

 

　　蔡金明：都有在持續(xù)溝通，我們也給vivo送測的樣本，實際上，OV作為全球性的手機公司，他們都在產品升級下來很大的功夫。而且本身OV是東莞的企業(yè)，我們墨?？萍家苍跂|莞，所以跟他們還是有比較好的互動。

 

　　PingWest品玩：您剛才提到產能問題，現(xiàn)在咱們的產能大概是多少？

 

　　蔡金明：攻克了這些技術之后，我們先建了一條生產線，那么目前我們的產能是6萬平方，到2020年年底，我們計劃做到10萬平方/月。一個平方大概可以用到100臺手機上。

 

　　PingWest品玩：客戶主要是手機公司嗎？

 

　　蔡金明：目前的客戶主要是手機。去年全球的手機的出貨量大概是13.7億部，那么中國的手機出貨量大概是4億部，實際上我們120萬平方/年的出貨量，還只是滿足一小部分手機的需求。

 

　　PingWest品玩：感覺導熱膜是我們營收中占比最多的一塊？

 

　　蔡金明：在目前來說，這個就是我們今年導向市場最重要的一個產品。

 

　　PingWest品玩：有沒有預計過我們今年的收入或者說市場發(fā)展空間大概是怎樣？

 

　　蔡金明：前瞻產業(yè)研究院預估，2018~2023年散熱產業(yè)年復合成長率達8%，市場規(guī)模有望從2018年的1497億元增長到2023年的2199億元。其中手機散熱約占行業(yè)總規(guī)模的7%，2018年約為100億元，受益于5G升級驅動，手機散熱市場2018~2022年年平均復合增長率有望達26%。

 

　　我們預計3年內導熱膜的利潤應該有2.5個億，今年原本規(guī)劃是5000萬左右，但因為現(xiàn)在疫情的影響，可能會有一些滯后。但我們認為三年的這個計劃應該還是可以實現(xiàn)的。

 

　　石墨烯電池是假的概念嗎？

 

　　PingWest品玩：剛才我們聊到了石墨烯是“工業(yè)鹽”這種概念，我想起前幾年聽到石墨烯的電池很火，現(xiàn)在看這個概念是不是就是一個假的概念。

 

　　蔡金明：在2015年，有一個課題組發(fā)了一篇論文，在這篇論文里講到石墨烯電池可以實現(xiàn)快充快放，理論上充電5分鐘可以跑800公里等。在實驗室內部它確實有一個理論支撐，但是真正要工業(yè)化實現(xiàn)那種石墨烯電池生產，不論從成本、從工藝，基本上短期內還是非常困難的。

 

　　現(xiàn)在有一些電池當中確實使用了石墨烯，但它還是作為一種添加材料，石墨烯主要用在鋰離子電池的正極導電液里。它可以讓電池的循環(huán)壽命更長一些，同時在快充快放的情況下，保證電池沒有很高的溫升。有些汽車公司比如說比亞迪，實際上有在用石墨烯導電劑做動力電池。

 

　　PingWest品玩：我前段時間看到一個消息說三星可能在2020或2021推出一款配備石墨烯電池的手機，新聞說三星在石墨烯技術上已經取得了突破。

 

　　蔡金明：從我的看法，所謂的石墨烯電池，可能主體還是鋰離子電池，它可能更多的使用了石墨烯的一些特性。真正革命性的電池產品，我覺得還沒有出現(xiàn)。

 

　　PingWest品玩：其實政府現(xiàn)在也在鼓勵電動車，這方面的業(yè)務為什么沒有考慮。

 

　　蔡金明：有考慮過。最早我們導電劑產品是和一家電池廠合作。但是因為賬期太長，從賣出去導電劑到收回款大概短則半年，長的超過十個月時間，我們是一個初創(chuàng)公司，現(xiàn)金流是我們重要關注的，所以我們就沒有去做大規(guī)模的生產。

 

　　小米進來成為我們股東之后，除了手機，我們可能會在可穿戴設備的電池方面去做一些突破，例如藍牙耳機、手表、手環(huán)內置的電池。

 

　　另外，小米除了有手機，還有小米生態(tài)鏈，我們也在想和生態(tài)鏈的其他產品結合。

 

　　PingWest品玩：是不是說小米以后大部分用電池的產品，都可能會用上這種導電劑產品。

 

　　蔡金明：這就要看小米對我們產品的評估了。

 

　　PingWest品玩：現(xiàn)在可穿戴設備其實是已經確定的嗎？

 

　　蔡金明：這是我們定下來的目標，我們正在往前推，但具體推到什么樣的程度，或者市場的接受度能有多少，我現(xiàn)在還不能保證。但是這確實是我們要推的一個方向。

 

　　PingWest品玩：其實添加劑這種概念，我在網(wǎng)絡上也看到一種說法，他們認為這種加入材料的方式技術門檻很低，然后行業(yè)同質化也很嚴重。

 

　　蔡金明：這確實是一個問題。目前市面上很多做石墨烯的公司都是生產機械法的石墨烯，產品也是簡單添加復合，看起來同質化嚴重。但在我看來，機械法制備石墨烯的技術門檻看似低一些，簡單復合好像也不難，但要把石墨烯用好，還是很有挑戰(zhàn)的。比如目前機械法制備的石墨烯含量不到5%，那能不能通過技術提升到20%，這就是對技術提出了新的要求。又例如剛才說的導電劑，鋰電池是很多材料共同作用的結果，并不是加進去石墨烯就能提升性能，要有效果，需對石墨烯和鋰電池有很深的理解，才能讓各種材料配合好，達到性能的提升。另外制備高分子復合材料，怎么把石墨烯與基材混合均勻保證更好的性能，也是很考驗理論積累和實際技術的。

 

　　另外化學法的石墨烯，市面上只有三五家可以做，就意味著它要求很高的技術，對化學反應有非常精確的控制，對產生的尾液做到零排放。我們和云南云天化集團合作，共同解決了化學反應精確控制的工藝。另外，云天化生產的濃硫酸是我們的一種原料，生產的尾液云天化可以用于其它化工生產，這樣就實現(xiàn)了零排放，環(huán)保成本也大大降低。這樣的性價比，才可以與市面上的同類產品PK。

 

　　燥熱與前景

 

　　PingWest品玩：能不能介紹一下我們現(xiàn)在的研發(fā)團隊的規(guī)模？

 

　　蔡金明：墨?？萍疾话ㄗ庸灸壳安坏?0個人，研發(fā)團隊有20多個人。其中有4個國家高層次人才，3個國家千人計劃，2個省千人計劃。20多個人當中有9個博士，其他都是碩士或者本科以上，碩士大概是一半以上。另外，我們這個團隊從2005年就開始做石墨烯研究。

 

　　PingWest品玩：公司研發(fā)的投入大概有多少？

 

　　蔡金明：墨睿科技自身80%左右都投入在研發(fā)，這不包括對外的投入，例如我們與云天化集團共同成立合資子公司做導熱膜，投入是很大的，這也是我們融資的原因。我們從2015年成立到現(xiàn)在，研發(fā)方面大概投入了幾千萬。墨睿前期主要都是研發(fā)投入，但在2020年，我們導熱膜大規(guī)模在手機上應用后，應該會有比較多的營收。

 

　　PingWest品玩：感覺你們是一家很有技術背景的公司，但又有一種多年沒有被人發(fā)現(xiàn)的感覺，然后一直也沒著急做營收，直到去年才找到了小米做A輪，然后開始做批量生產，這一點上我不是很理解。

 

　　蔡金明：實際上我是從2005年就開始做石墨烯，2014年從國外回來，那時國內做石墨烯的企業(yè)已經很多了，當時的感覺就是真真假假，我就覺得我都做了10年的石墨烯了，應該把我學的這些東西真正應用起來，所以在做了很多的這種調研之后，我們在2015年的10月注冊了廣東墨?？萍迹?016年10月我們跟東莞市道滘鎮(zhèn)政府合辦了一家道睿石墨烯研究院，那時候我們有了一些前期投資投入，2017年7月份研發(fā)平臺建立。通過一些研發(fā)產品的開發(fā)拿到了Pre-A輪，之前實際上都是我們股東自己的一些投入，然后2019年8月深創(chuàng)投先進來，9月小米產投進來。2020年我們算是真正有產品轉化的一年，能夠批量生產，而且可以做盈利。所以之前幾年可能都算是在一個積累的、開發(fā)的階段。

 

　　PingWest品玩：最后一個問題，前幾年感覺聽到石墨烯的概念比較多，大家就炒“新材料之王”，國家層面其實會有一些政策去支持。然后感覺最近石墨烯這種概念好像少了，去年可能有一些，就是這種“工業(yè)味精”的概念，從你們專業(yè)的角度來說，怎么看過去這幾年石墨烯技術的發(fā)展，以及未來它會是一個什么樣的方向？

 

　　蔡金明：石墨烯最早在科研界是非常熱的。在諾貝爾獎出來之后，咱們國內對石墨烯的一些炒作也開始變多。經過市場一段時間的熱炒熱捧，最后又發(fā)現(xiàn)并沒有太多革命性的產品出來，于是近期市場就漸漸冷靜下來。

 

　　不過我覺得國家層面對石墨烯的認識非常清楚，這是一個好的東西，那么就去支持它的發(fā)展，國家層面制定的規(guī)劃是一如既往的，這個沒有變冷或變熱。

 

　　石墨烯畢竟只有10多年的時間，我們需要給這種新材料一定的時間去成長，去發(fā)展。我覺得現(xiàn)在實際上是一個比較好的階段，大家慢慢的能夠客觀冷靜的去看待這個事物，思考石墨烯真正能夠給市場帶來什么。

 

　　石墨烯導熱膜100%原料都是石墨烯，導熱性又比現(xiàn)在用的材料好，滿足了5G時代的發(fā)展需求。我認為這就是一種拳頭型的產品。我相信在未來，如果一系列能夠代替原有產品、性價比更高、不易被取代的石墨烯產品能夠開發(fā)出來的話，石墨烯肯定是有非常大的前景。