自2004年英國曼徹斯特大學的2位俄裔科學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫巧妙地利用機械剝離法分離出單層的石墨烯以后,世界各國的科學家就深深的被這種二維材料的優異性能所吸引,紛紛加入到相關的研究當中。雖然全球對于石墨烯的深入研究只有僅僅10余年的時間,但是其深度和廣度都是其他材料所不能比擬的。這種“神奇材料”集多種優異性能于一體,在電子信息、新能源、航空航天和柔性電子等領域展現了巨大的發展潛力,有望催生一個新興的千億級產業。
目前,已有多個國家將石墨烯的發展提升至戰略高度,中國就是其中的代表之一。特別是最近2年,國內的各種石墨烯利好因素密集出現,高層關注、政策利好、資本推動、企業布局都在推著中國石墨烯行業的快速發展。習近平主席曾在2年內3次考察調研石墨烯,并在參觀英國“國家石墨烯研究院”時指出:“中國是石墨資源大國,也是石墨烯研究和應用開發最活躍的國家之一”。同時,石墨烯的發現者2位諾獎得主也頻頻訪問中國,了解中國石墨烯產業化的情況。安德烈·海姆教授還曾為科技日報讀者題詞:“中國正引領石墨烯商業化。石墨烯與你們同在!”
這一系列的利好事件吸引了各界人士涌入到這個新興的行業中,數百家石墨烯相關企業如雨后春筍般涌現出來;江蘇、浙江、廣東、山東等多個省份紛紛布局,目前已有近20個石墨烯產業園;國內石墨烯產業的發展形勢一片大好。然而,對于目前越來越火熱的石墨烯行業,業界的一些知名專家則表現出了一絲的憂慮。他們指出雖然國內石墨烯產業的發展如火如荼,但其產業化進程和人們的期望值還有一定的差距。這種顛覆性的二維材料雖然在多個領域展現出了巨大的應用潛力,但仍然有一些壁壘需要翻越。首先,通常宣傳所說的石墨烯是指理想情況下的完美石墨烯材料,但實際中生產出的石墨烯材料具有很多的內部缺陷和尺寸限制,因此性能和理論值相比還有很大差距。此外,石墨烯還沒有找到其“殺手級”的應用領域,即其他材料無可替代的應用領域。因此,在全球石墨烯熱潮的背后,需要更多的冷靜和理性來促進行業的健康發展。
一、新興技術炒作周期
實際上,不僅僅是石墨烯,很多新興技術在發展的過程中都會經歷熱炒、逐步務實到大規模發展等階段。這個現象最初由全球著名的咨詢分析機構高德納(Gartner)公司發現,并于1995年通過“炒作周期(Hype cycle)”曲線模型將一項新技術從產生到成熟,直至被市場廣泛接受的發展規律歸納為5個階段。對于絕大部分新技術,特別是新興的IT技術來說,它們大致都遵循這種炒作的發展規律,該曲線模型已經被世界上相當一部分行業專家所接受。自此之后,該模型被一直利用來預測和觀察各種新興技術的發展程度。高德納公司針對不同的行業和技術領域,每年都會定期更新其新興技術炒作周期曲線,并發布《技術炒作周期報告》。這份報告已經成為跟蹤新興技術發展趨勢的重要指南,以及各類組織進行技術部署的參考依據。
人們對于新興技術的期望與其實際的發展情況常常是有落差的,這種落差實際上也折射出了人的本性。當過于沉迷于某項新興技術時,總是傾向于高估它在1年內能做的事情,而低估它在未來10年里的作為。技術炒作周期主要是描述了一項新興技術從萌芽到最后走向大規模商用的整個歷程,它包括技術萌芽期、期望膨脹期、泡沫化低谷期、爬升復蘇期和生產高峰期5個階段。相比之下,產業經濟學中的“產業生命周期(Industry life cycle)”則是反應每個產業都要經歷的一個由成長到衰退的演變過程,這個過程一般分為概念期、成長期、成熟期、衰退期4個階段。換句話說,技術炒作周期曲線表示的是不同發展階段人們對于這種新興技術的期望值,而產業生命周期曲線則是表現出不同發展階段市場對于這種新興技術的實際需求。
因此,技術炒作周期僅僅是覆蓋了產業生命周期中的概念期及成長期,在這個階段人們對于一個新興技術的期望值和其實際發展的程度會產生差異。產業生命周期曲線是逐步加速上升的一個單向曲線,說明在這期間實際的市場需求是從最初的少量逐步發展增長到一定的規模。相比之下,技術炒作周期曲線的變化則更加的復雜。它先是發展成為了充滿期待的高峰,隨著期望無法達到而跌入現實低谷,再隨著技術的發展進入到二次騰飛。
二、石墨烯在炒作周期中所處位置
具體到石墨烯產業來說,其發展過程中的種種現象都和曲線中的標志性事件相吻合。在2010年獲得諾貝爾獎之后,這項新興技術開始嶄露頭角,看好該技術發展前景的人士被吸引進入到該行業當中。隨后,一些初創公司開始出現,風險投資也逐步進入。國內資本的介入加速了產品的開發進程,不久之后第1代概念性產品面世。雖然第1代概念性產品的價格偏高,但由于石墨烯特有的一些優異性能,吸引了第1批的概念性產品試用者。媒體和公眾開始對這項新興技術廣泛關注,幾乎每天都有大量的相關新聞報道,介紹行業的最新發展動態和其未來遠景。為了達到宣傳效果,一些非理性的渲染使得該技術的曝光率直線上升,宣傳鋪天蓋地,知名度無處不在。與此同時,行業內部的領軍企業及科研單位也紛紛對外發布石墨烯的新產品,或是宣布實現石墨烯的技術突破,進入石墨烯行業的企業和從業人員也日漸增多。一些成功的產品開發和創業故事被廣為宣傳,并通過媒體的報道進一步夸大,概念性的炒做逐步增多。這時候,產業實際的發展進度和人們的期望程度開始產生差距,這種差距被業界敏銳的資深專家捕捉到。
之后,媒體和大眾開始對新技術產生了大量的贊譽和不切實際的期望,從眾效應使得大部分人的預期高度膨脹,這使得產業實際的發展進度和人們的期望度進一步拉大。由于看好其未來發展前景,很多公司紛紛投資,使得可以提供這項技術的企業不斷增長。新技術開發出的產品開始吸引更多的人,試用者數量開始增多。一些企業開始對這項技術進行布局,使其符合企業未來發展的戰略規劃,有效提升企業未來的競爭力。然而,也有部分企業會認為在這個階段布局過早,因此不會采取行動。隨著產業實際的發展進度和期望度之間的差距的繼續擴大。行業內的一些負面新聞開始出現,一些報道開始質疑前期所描繪的藍圖過于理想化。行業內的一些專業人士也開始紛紛建言指出行業發展過熱,過分炒作不利于行業的長期健康持續發展。但總體而言,正面言論仍然占據主導地位,石墨烯行業繼續向期望膨脹期的最高點邁進。
歐盟“石墨烯旗艦計劃”的總負責人瑞士查爾姆斯理工大學的Jari Kinaret教授在接受《IEEE﹒光譜》雜志主編采訪時曾表示說“我經常運用高德納公司的技術炒作周期來向公眾解釋石墨烯行業所處的這個發展階段”,“石墨烯相關的負面報告是其所處發展階段的正常現象”。
三、石墨烯在炒作周期中發展趨勢
目前,石墨烯還需要相當長的一段時間才能達到期望膨脹期的頂點。然而過了這個頂點之后,一系列的問題將可能爆發。一方面相關技術及產品的發展達不到媒體和公眾過度膨脹的預期,另一方面過度理想和高度夸大的投資目標在實際市場中沒能得到實現。這使得媒體態度急轉直下,從原先的新技術支持者變成聲討者,公共失望情緒蔓延,進入負面影響階段。隨即炒作泡沫破裂,開始出現了大量的供應商合并與破產,行業跌至低谷。前期的期望越高,這時的下跌將越狠。這也是為什么業內專家呼吁理性發展的一個重要原因,前期對于行業發展的透支將在這個時候進行返還。
此后,由于不再流行,媒體對于該技術的興趣大幅下降,曝光率跌至冰點。然而,從產業發展的角度來看行業并未消失。慢慢的,一些企業開始推動該技術改良發展,人們也逐漸的了解到技術本身真實的優勢和局限。這些努力開始得到下游用戶的認可,并逐漸接受這項技術。有更多的供應商參與進來,行業開始獲得凈利潤。第2代、第3代產品相繼推出,產品性能和實用性獲得大幅度增長。適合于這項技術的商業模式被發掘出來,市場信心和預期重新恢復,而且相比前期的炒作變得更加理性和務實。越來越多的投資進入到這個行業,對技術的理解也進一步深入,該技術開始被社會化。
新技術找到了自己的市場定位,其產生的利益與潛力被市場廣泛接受。新技術的滲透率快速提升,產品也被越來越多的客戶所接受,它開始替代原有技術成為主流應用,實實在在地改變著人們的生活。
四、石墨烯發展的未來前景
根據中國科學院院士、北京大學劉忠范教授的展望,石墨烯未來發展將有3種可能。其將是成為某種領域不可替代的關鍵材料,還是像硅材料一樣帶來“碳時代”,將基于行業發展所走出的每一步。以此,冷靜理性的推動石墨烯行業在不同階段的健康發展,對于其未來遠景都具有影響。業內共識對未來石墨烯產業非常期待,但前途光明道路曲折。
第1種可能將如碳纖維一樣,在某一個領域成為不可替代的核心材料。碳纖維由于其優異的力學性能,成為先進復合材料最重要的增強體。它是火箭、衛星、導彈、戰斗機和艦船等尖端武器裝備不可或缺的關鍵戰略材料,同時也是民用飛機、汽車、高速列車等現代交通工具實現輕量化的理想材料。
第2種可能是如塑料一樣,改變了人類的生活習慣。塑料產品輕,性能好,價格合理,需求量大,已經普及到民眾家庭,在人類生活中已經無法被其他材料替代。塑料可用于食品包裝,延長保存期,還用于制造各種建筑材料。家居用品中也有大量的塑料產品,此外塑料在電子、服裝、家電、日化、汽車等領域也得到了廣泛的應用。
第3種可能則像硅材料一樣,給人類生活帶來巨大的革新。現在這個時代可以被稱之為“硅時代”,因為硅材料的崛起孕育了微電子工業,使得人類步入到電子信息時代。硅基集成電路已廣泛應用于計算機、移動智能終端、互聯網、汽車電子、醫療健康、物聯網、軍事國防等領域。人類的工作生活已經離不開以硅材料為核心的,例如電腦、智能手機等信息化電子設備。
五、降低泡沫破裂的影響
既然技術炒作周期是新興技術發展過程中必然遵循的一種客觀規律,那么如何降低大起大落對于石墨烯行業發展的沖擊和傷害呢?首先,通過行業內部和外部的共同努力,盡量減少在期望膨脹期階段的非理性炒作。而在泡沫破裂后的低谷期,則通過正面的宣傳,緩解低谷期的負面情緒。
另外一個可行的方式是推動已經接近成熟的石墨烯技術快速實現商業化應用。產業生命周期曲線可以看成是眾多處于不同階段的石墨烯技術的一個集成結果。通過推動成熟度較高的石墨烯技術產業化,將使得相關產品滿足市場真實需求,從而提振公眾信心,縮短行業在泡沫化低谷期滯留的時間。此外,對于也要關注引領未來的石墨烯發展的前沿方向,這些技術的發展將成為石墨烯行業未來高成長的推動力。
這就涉及到了一個新的問題,各種石墨烯技術所處的不同階段如何評價?技術炒作周期并不能回答這個問題,需要引入一個新的概念“技術就緒指數(Technology Readiness Level, TRL)”。技術就緒指數是一種衡量技術發展(材料、組件、設備等) 成熟度的指標,它將整個科技研發過程分為9級3個階段。前3級為“實驗室”階段,主要是實現基本原理的實驗室驗證;中間3級為“中試”階段,通過中試演示印證相關技術工藝;最后3級為“產業化”階段,開展產品的商業化生產運營,實現業務指標。歐盟石墨烯旗艦計劃曾對石墨烯技術在不同應用領域的技術就緒指數進行了評估,石墨烯復合材料等已經具有較高的成熟度,而石墨烯晶體管則仍然處于實驗室研究階段。
六、狹義和廣義下的石墨烯產品
在推動高技術就緒指數石墨烯技術快速發展時,還需要注意其產品是屬于狹義上的石墨烯產品,還是廣義上的石墨烯產品。基于目前石墨烯所處的發展階段,市面上的產品大致可以分為狹義和廣義2類。狹義的石墨烯產品可以認為是石墨烯材料在產品中起到了一定程度的功效。具體來說,第1類:石墨烯在產品中起到核心材料的作用,使得傳統產品的性能得到了飛躍式的提升;第2類:石墨烯在產品中起到重要的作用,可以使得產品的性能得到大幅度的改善。相比之下,廣義上的石墨烯產品所涵蓋的范圍更為廣泛。一類是以石墨烯替代產品原有配方中的某個成分,其效果并不顯著。另一類則是在傳統產品中添加石墨烯,但并不產生功效。還有一類在產品中并不添加石墨烯,而是在包裝和宣傳上借用石墨烯概念。
由于石墨烯仍處于產業生命周期中的概念期,行業信息的不對稱性導致了很難對這幾類產品進行區分。前2類狹義上的石墨烯產品可以真正滿足市場需求,促進行業健康發展。而后幾類則是借助石墨烯新興技術的概念進行過度包裝,并不能真正推動行業發展。因此,在眾多的石墨烯技術中,尋找到真正市場需求的進行發展,才能推動石墨烯技術從實驗室走向民眾普通生活。過多概念性產品的炒作,將導致期望膨脹期階段產生大量的泡沫,透支行業的發展潛力。
七、石墨烯在炒作周期中的投資窗口
結合產業生命周期曲線和技術炒作周期曲線來看,行業的主要投資窗口期有3個。第1個窗口期是新技術開發出第1代產品的時候。此時,媒體和大眾對新技術具有很高的期望值,投資的主要邏輯基于該項技術概念產品可實現的未來遠景。第2個窗口期則是在新技術經歷了炒作泡沫破滅之后。這時,由于前期的高預期落空,行業負面情緒廣泛擴散,新技術的發展前景開始被低估。投資的主要邏輯是核心技術和優質公司在行業從低谷走向復蘇的時具有較的高性價比。雖然新技術尚不能實現業績貢獻,但趨勢可期。最后一個窗口期是生產進入到高速階段。此時,新技術的發展趨勢已經非常明朗,將替代原有技術實現大規模應用。投資的主要邏輯是該時間點投資風險大幅下降,行業發展拐點出現,未來利潤可期。
目前,石墨烯行業仍然處于第1個投資的窗口期,國內石墨烯概念相關的上市股票已將近40家。各企業的介入方式不同,大致可分為以下幾類。以第六元素、二維碳素、華高墨烯、凱納股份等為代表的多家新三板公司,其主營業務定位為石墨烯材料制備和石墨烯相關產品的開發生產;而以中國寶安、東旭光電等為代表的上市公司,則是其子公司涉獵石墨烯的相關業務;以華麗家族、烯碳新材等為代表的上市公司進行產業鏈布局;而以國軒高科、貴人鳥等為代表的上市公司則是采購石墨烯原材料,應用到本公司的產品中 。
隨著石墨烯行業的持續走高,資本市場上還將繼續有大量資本持續涌入到該行業中。依據技術炒作周期各階段的不同特點,進行宏觀發展布局是非常重要的。企業的商業決策不應僅僅是因為技術得到了炒作就對其進行投資,企業也不應僅僅是因為這項技術目前沒有達到早期的過度預期值就忽略了這些技術。
來源:新材料產業 文/于灝 王小俊 周小君
圖片來源:找項目網