
「預期2016 年石墨烯每公斤價格可降到200 至150 美元。」Angstron Materials Inc.(簡稱AMI)創辦人暨執行長張博增接受本刊專訪時,明確指出石墨烯將達市場可接受的價位,且邁入大量商用化階段。
2014 年,全球首款內建石墨烯散熱膜的南韓品牌智慧手機問世,就是采用AMI 投產的石墨烯。這家南韓手機品牌大廠,計劃等到石墨烯每公斤價格從2015 年250 至300 美元,于2016 年調降到200 至150 美元之后,開始于產品線大量導入石墨烯散熱膜。
售價驟降 手機導熱材料率先導入
「等到石墨烯每公斤的價格下降至200 美元以下,石墨烯首款大量商用化的應用就是手機導熱材料。」張博增透露,手機運算效能愈來愈高,對散熱需求也與日俱增;所以單價降至市場可接受的范圍之后,就會愈來愈普及。由于石墨烯的導熱系數是目前人類已知材料中最高的,所以逐漸被使用在導熱或散熱的領域;加上智慧手機愈做愈薄,原本傳統智慧手機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,未來智慧手機設計要更輕薄,關鍵非石墨烯莫屬。
瞄準石墨烯材料的特性,未來在智慧手機散熱膜、鋰電池、半導體等應用的龐大商機,三星、樂金、Google、IBM、華為等國際科技大廠,早都砸下重金投入石墨烯技術研發;同時也在產品線內大量應用石墨烯散熱膜,將之安裝在手機內部的電路板,幫助處理器散熱,導熱到外面的機殼。
2015 年10 月,華為宣布與英國曼徹斯特大學合作研究石墨烯應用。華為創辦人任正非指出,現在矽的制程極限是7 奈米,已接近臨界點,未來10 至20 年內將爆發一場技術革命,未來最大的顛覆事件,就是石墨烯取代矽的時代來臨。

石墨烯材料的獨特性,也讓美國、中國、南韓、日本、馬來西亞及歐盟紛紛挹注龐大資金展開相關研究與技術布局,其中,中國《新材料產業十二五發展規畫》中,已將石墨烯做為前線新材料重點發展之一;并在2015 年底將石墨烯納入《新材料產業十三五發展規畫》中。
過去,盡管有那么多科技大廠、甚至各國政府傾力發展之下,全球多達數千項的石墨烯專利,卻不見石墨烯材料大量商用化,正是因為價格過于昂貴。
「2、3 年前,單層石墨烯1 公克就要價250 美元,要拿樣品給終端應用的系統廠商測試,都是一件很困難的事情。」安炬科技董事長吳以舜回憶當初推廣石墨烯吃閉門羹的窘境。
石墨烯供應商都明白一個殘酷的事實,石墨烯要大量普及,單價必須市場能接受。
在張博增及其管理團隊戮力之下,全球員工數不到30 人的公司——AMI,可望搶先在2016 年,率先讓石墨烯達到每公斤低于200 美元的目標。
考量氧化石墨烯的廢料有環境污染問題,需要專業化工廠共同克服;另一方面,也希望石墨烯供應鏈成形,張博增先于2012 年回到桃園設立后段工廠,這家工廠2013 年成為全球首家獲得ISO 9001 認證的石墨烯工廠,后來又找上位于臺中的化工廠合作,移轉AMI 技術,由這家化工廠協助前段氧化石墨烯制程代工。
有了盟友加入,AMI 無論量產與降低成本的進度,都比預期大幅超前,并在2014 年接獲來自智慧手機散熱膜、輪胎與腳踏車的復合材料、抗腐蝕涂料等不同下游應用廠商的訂單。
隨著石墨烯價格下探,也將延伸至更多元化應用。張博增認為,等到石墨烯每公斤降至150 美元,在抗腐蝕涂料的市場接受度將大增;若降至每公斤120 美元,則可能提高在超級電容的市場能見度;至每公斤100 美元時,將有助擴大在電子元件的市場滲透率。
但現階段要能進一步擴大石墨烯應用,配方、表面改質(例如制作成片狀、卷曲或一朵花的形狀)將成關鍵。
「沒辦法做表面改質,客戶用不上。」吳以舜強調,每種類型應用對于石墨烯的層數或片狀、卷曲要求不同,要讓石墨烯的配方、表面改質到適合不同應用,這里面就很多學問,也是很多石墨烯廠商申請專利的重點之一。

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