「預(yù)期2016 年石墨烯每公斤價(jià)格可降到200 至150 美元?!笰ngstron Materials Inc.(簡(jiǎn)稱AMI)創(chuàng)辦人暨執(zhí)行長(zhǎng)張博增接受本刊專訪時(shí),明確指出石墨烯將達(dá)市場(chǎng)可接受的價(jià)位,且邁入大量商用化階段。
2014 年,全球首款內(nèi)建石墨烯散熱膜的南韓品牌智慧手機(jī)問(wèn)世,就是采用AMI 投產(chǎn)的石墨烯。這家南韓手機(jī)品牌大廠,計(jì)劃等到石墨烯每公斤價(jià)格從2015 年250 至300 美元,于2016 年調(diào)降到200 至150 美元之后,開(kāi)始于產(chǎn)品線大量導(dǎo)入石墨烯散熱膜。
售價(jià)驟降 手機(jī)導(dǎo)熱材料率先導(dǎo)入
「等到石墨烯每公斤的價(jià)格下降至200 美元以下,石墨烯首款大量商用化的應(yīng)用就是手機(jī)導(dǎo)熱材料?!箯埐┰鐾嘎?,手機(jī)運(yùn)算效能愈來(lái)愈高,對(duì)散熱需求也與日俱增;所以單價(jià)降至市場(chǎng)可接受的范圍之后,就會(huì)愈來(lái)愈普及。由于石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)是目前人類已知材料中最高的,所以逐漸被使用在導(dǎo)熱或散熱的領(lǐng)域;加上智慧手機(jī)愈做愈薄,原本傳統(tǒng)智慧手機(jī)散熱膜采用的涂料厚度是24 微米,用石墨烯可能只有5 微米;也就是說(shuō),未來(lái)智慧手機(jī)設(shè)計(jì)要更輕薄,關(guān)鍵非石墨烯莫屬。
瞄準(zhǔn)石墨烯材料的特性,未來(lái)在智慧手機(jī)散熱膜、鋰電池、半導(dǎo)體等應(yīng)用的龐大商機(jī),三星、樂(lè)金、Google、IBM、華為等國(guó)際科技大廠,早都砸下重金投入石墨烯技術(shù)研發(fā);同時(shí)也在產(chǎn)品線內(nèi)大量應(yīng)用石墨烯散熱膜,將之安裝在手機(jī)內(nèi)部的電路板,幫助處理器散熱,導(dǎo)熱到外面的機(jī)殼。
2015 年10 月,華為宣布與英國(guó)曼徹斯特大學(xué)合作研究石墨烯應(yīng)用。華為創(chuàng)辦人任正非指出,現(xiàn)在矽的制程極限是7 奈米,已接近臨界點(diǎn),未來(lái)10 至20 年內(nèi)將爆發(fā)一場(chǎng)技術(shù)革命,未來(lái)最大的顛覆事件,就是石墨烯取代矽的時(shí)代來(lái)臨。
石墨烯材料的獨(dú)特性,也讓美國(guó)、中國(guó)、南韓、日本、馬來(lái)西亞及歐盟紛紛挹注龐大資金展開(kāi)相關(guān)研究與技術(shù)布局,其中,中國(guó)《新材料產(chǎn)業(yè)十二五發(fā)展規(guī)畫》中,已將石墨烯做為前線新材料重點(diǎn)發(fā)展之一;并在2015 年底將石墨烯納入《新材料產(chǎn)業(yè)十三五發(fā)展規(guī)畫》中。
過(guò)去,盡管有那么多科技大廠、甚至各國(guó)政府傾力發(fā)展之下,全球多達(dá)數(shù)千項(xiàng)的石墨烯專利,卻不見(jiàn)石墨烯材料大量商用化,正是因?yàn)閮r(jià)格過(guò)于昂貴。
「2、3 年前,單層石墨烯1 公克就要價(jià)250 美元,要拿樣品給終端應(yīng)用的系統(tǒng)廠商測(cè)試,都是一件很困難的事情?!拱簿婵萍级麻L(zhǎng)吳以舜回憶當(dāng)初推廣石墨烯吃閉門羹的窘境。
石墨烯供應(yīng)商都明白一個(gè)殘酷的事實(shí),石墨烯要大量普及,單價(jià)必須市場(chǎng)能接受。
在張博增及其管理團(tuán)隊(duì)戮力之下,全球員工數(shù)不到30 人的公司——AMI,可望搶先在2016 年,率先讓石墨烯達(dá)到每公斤低于200 美元的目標(biāo)。
考量氧化石墨烯的廢料有環(huán)境污染問(wèn)題,需要專業(yè)化工廠共同克服;另一方面,也希望石墨烯供應(yīng)鏈成形,張博增先于2012 年回到桃園設(shè)立后段工廠,這家工廠2013 年成為全球首家獲得ISO 9001 認(rèn)證的石墨烯工廠,后來(lái)又找上位于臺(tái)中的化工廠合作,移轉(zhuǎn)AMI 技術(shù),由這家化工廠協(xié)助前段氧化石墨烯制程代工。
有了盟友加入,AMI 無(wú)論量產(chǎn)與降低成本的進(jìn)度,都比預(yù)期大幅超前,并在2014 年接獲來(lái)自智慧手機(jī)散熱膜、輪胎與腳踏車的復(fù)合材料、抗腐蝕涂料等不同下游應(yīng)用廠商的訂單。
隨著石墨烯價(jià)格下探,也將延伸至更多元化應(yīng)用。張博增認(rèn)為,等到石墨烯每公斤降至150 美元,在抗腐蝕涂料的市場(chǎng)接受度將大增;若降至每公斤120 美元,則可能提高在超級(jí)電容的市場(chǎng)能見(jiàn)度;至每公斤100 美元時(shí),將有助擴(kuò)大在電子元件的市場(chǎng)滲透率。
但現(xiàn)階段要能進(jìn)一步擴(kuò)大石墨烯應(yīng)用,配方、表面改質(zhì)(例如制作成片狀、卷曲或一朵花的形狀)將成關(guān)鍵。
「沒(méi)辦法做表面改質(zhì),客戶用不上。」吳以舜強(qiáng)調(diào),每種類型應(yīng)用對(duì)于石墨烯的層數(shù)或片狀、卷曲要求不同,要讓石墨烯的配方、表面改質(zhì)到適合不同應(yīng)用,這里面就很多學(xué)問(wèn),也是很多石墨烯廠商申請(qǐng)專利的重點(diǎn)之一。