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    碳中和背景下碳基材料新风口已至山西能分这杯羹吗?半岛综合体育官网登录入口添加时间:2023-09-19

      8月24日,工信部答复政协十三届全国委员会第四次会议第1095号提案称,将山西确立为国家碳基新材料研发和产业化示范基地,在科技、人才、财税、金融等政策上给予重点倾斜;另外,将以重大关键技术突破和创新应用需求为主攻方向,进一步强化产业政策引导,将碳基材料纳入“十四五”原材料工业相关发展规划,并将碳化硅复合材料、碳基复合材料等纳入“十四五”产业科技创新相关发展规划,以全面突破关键核心技术,攻克“卡脖子”品种,提高碳基新材料等产品质量,推进产业基础高级化、产业链现代化。

      碳基材料是指以碳为基体的材料,主要包括石墨烯、碳纤维、碳基复合材料等,其上游为原煤、原油和天然气,下游主要包括锂电池、光伏电池、超级电容器、航空航天和半导体等。日前,专家将石墨烯定位下一代新型半导体材料,将碳基芯片定义为下一个芯片时代的主流。

      今年两会期间,全国政协委员提出,第三代半导体是国家2030规划和“十四五”国家研发计划确定的重要发展方向,是我国半导体产业弯道超车的机会,要重点扶持、协同攻关第三代半导体产业,可以在国内重点扶植3~5家世界级龙头企业,加大整个产业链条的合作力度。

      作为第三代半导体材料之一,碳化硅的介电击穿强度大约是传统半导体硅材料的10倍,可适用于高温、高压、高功率场景,已成为我国在第三代半导体上“弯道超车”的关键,有望引领我国半导体进入黄金时代。我国北京顺义、山东济南和深圳坪山均出台了相关政策,被划分为重点发展第三代半导体产业区域,是目前我国第三代半导体产业发展较为显著的三大集聚区。

      募投项目中包括碳化硅器件为代表的第三代半导体器件的研发,并计划在3年内,研制出碳化硅基二极管和三极管器件,形成自主知识产权,实现芯片自主制造,为在国内率先实现碳化硅基大功率电力电子器件产业化奠定坚实基础。

      已具备了可重复、可批量生长碳化硅晶体的设备以及技术条件,合肥工厂9月份可实现6英寸导电型碳化硅衬底片的小批量试生产。

      2018年下半年开始组建碳化硅晶体炉制造攻关小组;2019年7月份生长炉研制成功;2019年8月5日,全资子公司内蒙古露笑蓝宝石有限公司与国宏中宇科技发展有限公司签订1.26亿元《碳化硅长晶成套设备定制合同》;2020年4月份,10亿元定增加码碳化硅业务;未来,将以碳化硅为战略中心,打造成专注碳化硅第三代半导体的基材公司。

      产品涵盖碳基、陶瓷基复合材料,全资子公司顶立科技具备第三代半导体材料碳化硅单晶从装备、材料到制品的一整套技术储备和产业化能力。

      与比亚迪联合申请的“碳化硅MOSFET芯片和模块关键技术研发”项目正在实施期,主要负责匹配碳化硅MOSFET功率模块在电机控制器的应用研究,以及探索相关的功率器件的国产化替代。

      2020年9月8日,宣布新建年产12万片碳化硅半导体材料项目,主要研发6英寸规格。

      2021年1月12日,收购北京天科合达半导体股份有限公司约2.32%的股权,其主营业务是生产第三代半导体碳化硅产品,是国内成立时间最早、规模最大的碳化硅晶片制造商之一。

      拥有氮化镓和碳化硅相关实用新型专利4项,此外还有4项发明专利尚在申请受理中。目前有少量碳化硅器件的封测,仍在持续研究推进中,尚未进入量产阶段。

      2021年6月23日,宣布总投资160亿元的湖南三安半导体基地一期项目正式投产,将打造国内首条、全球第三条碳化硅垂直整合产业链。据悉,该产线英寸碳化硅晶圆。

      石墨烯被誉为“新材料之王”,具有优秀的力学特性和超强导电性导热性等特性,下游覆盖散热材料、新能源电池、柔性显示和复合材料等热门领域。业内人士认为,除石墨烯电池等趋于成熟的商业应用外,石墨烯在建筑节能、碳捕集、二氧化碳资源化利用等方面均有利用潜力,且未来有望完成对传统电容、锂电池材料的全面替代。

      数据显示,全球石墨烯市场正处于起步阶段,产品尚未成熟,但市场规模正在稳步增长,2020年底全球石墨烯市场规模为95亿美元,未来5年有望保持40%的复合增速。其中,中国市场规模约占30%,并有逐年提高的趋势,预计2021年将达265亿元。当前,中国的石墨烯行业正处于技术突破需求爆发的前夜,未来十年复合增速超过20%。

      石墨烯研发和产业化应用以公司石墨烯研究院和控股子公司厦门烯成为平台,覆盖产业链上下游。2019年4月与诺贝尔奖获得者组建合资公司,拓展石墨烯智能穿戴领域。

      旗下宁波墨西科技投建了世界上第一条量产石墨烯生产线 吨电子级石墨烯微片与年产400吨工业级石墨烯微片的产能。

      产品涵盖碳基、陶瓷基复合材料,全资子公司顶立科技具备第三代半导体材料碳化硅单晶从装备、材料到制品的一整套技术储备和产业化能力。

      旗下投资51%股权的天津聚合碳基研究院专注于碳基材料的研发,目前正与相关单位合作推进时速300~350公里高铁粉末合金制动系统的合作和时速400公里以上的碳基高铁刹车等项目。

      2016年重大资产重组收购星城石墨(主营上游石墨矿产品),两全资子公司星城石墨和格瑞特新材料均从事碳基复合材料研发、生产和销售。目前掌握了石墨烯的实验室制备方法,但技术还不太完善。

      全资子公司青岛国恩复合材料主营高分子材料及制品、纤维增强复合材料及制品、碳基材料及制品。

      专注于高散热石墨膜等相关产品,建有江苏省高导热石墨膜工程技术研究中心,产品包括单层高导热石墨膜、多层高导热石墨膜、复合型高导热石墨膜等。据悉,碳元科技是国内第一家、全球第三家量产人工合成高导热石墨膜的企业。

      山西作为煤炭大省,在新的碳中和格半岛综合体育官网登录入口局下,煤炭企业的转型很关键。如何将煤炭资源转化成价值更高的碳资源,已成为山西各大煤企新的立足点。

      当前,碳基新材料产业处于发展初期,附加值较高、下游市场可观,对山西而言是一个可行的新方向。而且,在我国,山西省具有发展碳基新材料产业的半岛综合体育官网登录入口资源、政策等优势。

      山西阳泉、晋城无烟煤储量丰富,已探明储量470亿吨,约占全国无烟煤储量的39.6%,是制备新型碳材料的首选原料;

      我国石墨储量约10亿吨,山西大同与内蒙古兴和接壤地带的石墨储量约占全国的10%。

      2020年,山西省出台的《山西省支持新材料产业高质量发展的若干政策》《战略性新兴产业电价机制实施方案》等政策,从产业集群发展、龙头企业培育、融资税费支持等方面给出多项优惠政策,并明确“十四五”期间,山西将聚焦高端碳材料和碳基合成新材料两条路线。

      一是加快提高碳纤维、石墨烯、超级电容炭等技术成熟度,积极占领特定领域、高端市场,扩展中低端应用领域及民用市场,打造山西省新型高端碳材料转型升级的示范区;

      二是突破大型高效煤气化和煤炭分质分级利用瓶颈技术,延伸煤液化、煤焦油深加工、苯精制等产业链条,推进碳基合成新材料产业化应用,实现煤炭由燃料向原料、特种材料转变,打造千亿级碳基新材料产业集聚区。

      2021年,山西省发布的《山西省“十四五”新材半岛综合体育官网登录入口料规划》明确,未来5年,山西将把碳基新材料作为重点领域之一进行布局,其发展方向和目标为:坚持走高端化、差异化、市场化、环境友好型发展路径,到2025年,碳基新材料产业营业收入达到500亿元,打造成为国内领先的碳基新材料产业研发制造基地。

      碳基新材料产业尽管前景广阔,未来发展空间不可限量,但目前在我国仍尚未形成大规模商业化发展。部分相对低端的产品可实现自给自足,但高端产品仍依赖进口。随着此次国家意见的进一步明确,碳基新材料必将成为整个山西省“十四五”规划中最重要的方向,促进企业实现从“卖原料”到“做材料”的转型,相关企业也一定会受益。