2016年，石墨烯每公斤售价可望降至200美元以下，将使市场接受度大增，加速在智慧手机散热膜、抗腐蚀涂料、电池等应用大量商用化进程。
「预期2016年石墨烯每公斤价格可降到200至150美元。」AngstronMaterialsInc.（简称AMI）创办人暨执行长张博增接受本刊专访时，明确指出石墨烯将达市场可接受的价位，且迈入大量商用化阶段。
2014年，全球首款内建石墨烯散热膜的南韩品牌智慧手机问世，就是采用AMI投产的石墨烯。这家南韩手机品牌大厂，计划等到石墨烯每公斤价格从2015年250至300美元，于2016年调降到200至150美元之后，开始于产品线大量导入石墨烯散热膜。
售价骤降手机导热材料率先导入
「等到石墨烯每公斤的价格下降至200美元以下，石墨烯首款大量商用化的应用就是手机导热材料。」张博增透露，手机运算效能愈来愈高，对散热需求也与日俱增；所以单价降至市场可接受的范围之后，就会愈来愈普及。由于石墨烯的导热系数是目前人类已知材料中最高的，所以逐渐被使用在导热或散热的领域；加上智慧手机愈做愈薄，原本传统智慧手机散热膜采用的涂料厚度是24微米，用石墨烯可能只有5微米；也就是说，未来智慧手机设计要更轻薄，关键非石墨烯莫属。
瞄准石墨烯材料的特性，未来在智慧手机散热膜、锂电池、半导体等应用的庞大商机，三星、乐金、Google、IBM、华为等国际科技大厂，早都砸下重金投入石墨烯技术研发；同时也在产品线内大量应用石墨烯散热膜，将之安装在手机内部的电路板，帮助处理器散热，导热到外面的机壳。
2015年10月，华为宣布与英国曼彻斯特大学合作研究石墨烯应用。华为创办人任正非指出，现在矽的制程极限是7奈米，已接近临界点，未来10至20年内将爆发一场技术革命，未来最大的颠覆事件，就是石墨烯取代矽的时代来临。
石墨烯材料的独特性，也让美国、中国、南韩、日本、马来西亚及欧盟纷纷挹注庞大资金展开相关研究与技术布局，其中，中国《新材料产业十二五发展规画》中，已将石墨烯做为前线新材料重点发展之一；并在2015年底将石墨烯纳入《新材料产业十三五发展规画》中。
过去，尽管有那么多科技大厂、甚至各国政府倾力发展之下，全球多达数千项的石墨烯专利，却不见石墨烯材料大量商用化，正是因为价格过于昂贵。
「2、3年前，单层石墨烯1公克就要价250美元，要拿样品给终端应用的系统厂商测试，都是一件很困难的事情。」安炬科技董事长吴以舜回忆当初推广石墨烯吃闭门羹的窘境。
石墨烯供应商都明白一个残酷的事实，石墨烯要大量普及，单价必须市场能接受。
在张博增及其管理团队戮力之下，全球员工数不到30人的公司——AMI，可望抢先在2016年，率先让石墨烯达到每公斤低于200美元的目标。
考量氧化石墨烯的废料有环境污染问题，需要专业化工厂共同克服；另一方面，也希望石墨烯供应链成形，张博增先于2012年回到桃园设立后段工厂，这家工厂2013年成为全球首家获得ISO9001认证的石墨烯工厂，后来又找上位于台中的化工厂合作，移转AMI技术，由这家化工厂协助前段氧化石墨烯制程代工。
有了盟友加入，AMI无论量产与降低成本的进度，都比预期大幅超前，并在2014年接获来自智慧手机散热膜、轮胎与脚踏车的复合材料、抗腐蚀涂料等不同下游应用厂商的订单。
随着石墨烯价格下探，也将延伸至更多元化应用。张博增认为，等到石墨烯每公斤降至150美元，在抗腐蚀涂料的市场接受度将大增；若降至每公斤120美元，则可能提高在超级电容的市场能见度；至每公斤100美元时，将有助扩大在电子元件的市场渗透率。
但现阶段要能进一步扩大石墨烯应用，配方、表面改质（例如制作成片状、卷曲或一朵花的形状）将成关键。
「没办法做表面改质，客户用不上。」吴以舜强调，每种类型应用对于石墨烯的层数或片状、卷曲要求不同，要让石墨烯的配方、表面改质到适合不同应用，这里面就很多学问，也是很多石墨烯厂商申请专利的重点之一。
应用遍地开花个别企业很难通吃市场
因为石墨烯是粉末，很细、很轻，密度非常低，甚至可以飘起来。吴以舜举例，要把石墨烯混到不同异质产品里，要放多少？如何放？实验阶段面临很大挑战。
安炬科技开发的石墨烯喷漆，已成功应用于发光二极体（LED）灯具背后的铝制散热鳍片。吴以舜举例，现在喷漆也是石墨烯愈来愈常见的应用，喷到L??ED灯具背后的铝制散热鳍片，可提高灯具均匀导热的效果。「在铝制的散热鳍片上，喷上石墨烯材料，可提高导热效果8至15%。」
但喷漆是否可以很好的附着在物体上面，并不是单纯把石墨烯掺到漆里就可以，这与配方与表面改质都有关系。「每一种应用就是需要完全不同的配方，能不能很容易的改质，与石墨烯厂商对于石墨烯材料及特性的掌握度息息相关。」吴以舜说。
也因此，石墨烯供应商必须尝试与不同的下游应用厂商，合作调配石墨烯的配方，这样才能让下游应用厂商直接使用。例如AMI正与台湾轮胎与脚踏车的复合材料、抗腐蚀涂料等应用厂商，一起开发产品。
石墨烯拥有诸多独特特性，未来应用在不同领域，将有更多想像空间。例如石墨烯是导电最好的材料，抽成丝在外面包一个聚氯乙烯（PVC），就变成电线，届时，传统电线都可被换掉。
采用石墨烯材料制作成的电线，体重不到传统铜线的十分之一，又轻又坚韧不会断。只要价格再接近铜价，将是很好的应用。「全球使用的电线量，你可以想想这是上兆美元以上的产业。」吴以舜估算着。
现在美国一家3D列印上市公司也和安炬科技技术合作，利用石墨烯材料制成的胶来做印刷，这种胶可列印出电线。另外，「将来战机里面的电线如果用石墨烯，飞机重量就少10%，那飞机就能多载一颗飞弹了，这都是想像。」吴以舜笑着说。
看好石墨烯在电池领域的前景，张博增计划成立专门做石墨烯材料的电池公司EnerGNano，目前正在募资。
而南韩乐金化学准备在中国投资建置一条石墨烯电池生产线；西班牙石墨烯制造商Graphenano与西班牙科尔瓦多大学合作研发首例石墨烯聚合材料电池，电力储存量将是目前市场上最好电池产品的3倍，安装在电动车上最多能行驶1,000公里，且充电时间不到8分钟。
但尽管科技大厂拥有庞大资源，吴以舜、张博增都不认为这代表这些科技大厂，就有机会可以在石墨烯商用化捷足先登。
「牵涉到技术的东西，不是哪家公司想主导就能够主导，因为并不是有钱就可以。」投入研发长达8年以上、也拥有80项石墨烯专利的吴以舜话说得很直白，况且每家科技大厂涉足的应用领域不同、策略不同，很难通吃市场，因为石墨烯市场实在太大了。
但可以预期的是，更多业者跨入研发石墨烯之后，势必加速石墨烯的应用商用化，不久的未来将会大大改变人类的日常生活。
电子发烧友网
2016-01-25 15:18
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