石墨烯產業崛起 各國爭相卡位

未來全球科技產業一場革命改變正在醞釀中！郭董在今年鴻海股東會上介紹奈米碳管、膠材、連接器等三個部門，準備分拆上市，膠材、連接器容易了解，奈米碳管對大眾來說比較特殊。其實奈米碳管是由石墨烯捲繞成的管狀結構，具有相當優異的機械、導電與導熱特性，美國航太總署就曾提出，利用高強力的奈米碳管作為太空電梯的構想。可是石墨烯又是何方神聖？
 

導電快 可能取代矽材料

二○一○年諾貝爾物理獎頒給英國曼徹斯特大學的蓋姆和諾佛謝洛夫，原因就是他們首先分離出單層的石墨烯，諾貝爾獎委員會做出如此比喻，一平方公尺的單層石墨烯薄膜重量僅○．七七毫克（mg），卻可承受四公斤的貓。這透露出一個訊息：石墨烯可能是未來全球科技爭霸戰中的決勝關鍵！

石墨烯，由單層碳原子堆積成的二維蜂窩狀晶格結構，是目前已知最薄最堅硬的奈米材料，具有卓越而獨特的電學、光學、力學和化學性能，其厚度最細僅有○．三四奈米。也就是說，把二十萬片石墨烯薄膜疊加到一起，也只有一根頭髮那麼厚，但硬度則是鑽石的兩倍，導電速度是目前半導體主要材料矽的一百倍，導熱性也高，因而可能取代矽材料，引發新一波的電子工業革命。

這樣的革命性材料何時席捲世界？關鍵在於量化和成本因素須加強。工研院機械所黃昆平博士指出，石墨烯具備高度曲撓性，一般區分成兩種形態，首先是薄膜（Film） ，製造難度較高，幾乎完全透明，可取代ＩＴＯ導電膜，用於觸控面板，或太陽能電池。韓國三星、日本 Sony、德國艾斯強在這個領域布局非常積極，但多用轉印的方法，容易有缺陷。

再者，石墨烯也可以粉末方式存在，這個技術門檻較低，多用於儲能如超電容、導電膏、散熱膠等為主，目前國際大廠如美國杜邦和台廠都紛紛投入，美國科學家剛以石墨烯技術為基礎，研發出超級電容，將一支iPhone手機用超級電容充滿電只要五秒鐘，其充電和放電速度比普通電池快一千倍。

石墨烯其物理特性能讓人類在現有工業技術上大幅突破，有新加坡學者就研發出以石墨烯作為材質的新型感光元件，感光能力比起傳統ＣＭＯＳ（互補式金屬氧化物半導體）或ＣＣＤ（電荷耦合元件）要好上一千倍，而且損耗的能源也僅需原本的十分之一。

可讓電視像紙一樣薄

韓國三星製造出由多層石墨烯等材料組成的透明可彎曲顯示器，未來《哈利波特》電影中具備彩色動態照片的《預言家日報》可望成真，將帶動閱讀大革命；其可撓特性可讓電視像紙一樣薄，Google Glass、iWatch都可以更輕易製造。

這樣的革命性關鍵材料，量產和成本有待突破，各廠商股價今年以來漲幅並不整齊，不過，今年傳出全球首條石墨烯量產的生產線將在大陸寧波投產，下游應用從電子延伸到醫材，勢必吸引更多人才和資金投入，其概念股值得長期觀察。

例如中碳（一七二三）從煤化學工業出發，延伸至下游碳化學及特用化學品等化學領域，包括煤焦油、輕油、焦炭及其他產品。今年轉機在於鋰電池負極材料介相瀝青粉末。

另外，又切入瀝青基活性碳，主要作為所謂超級電容器(又稱電雙層電容器)之原材料，可應用在儲能或備用電源，如３Ｃ產品及電動車上。目前在石墨烯的產品厚度超過一奈米，仍努力降低厚度，一二年ＥＰＳ（每股稅後純益）八．五八元，今年第一季ＥＰＳ二．二九元，全年有挑戰一個股本實力。黃昆平指出，工研院開發出直接長晶技術可以提高良率，國內中研院和學術機構著墨頗深。另外，中碳的主要股東之一中橡（二一○四），也從奈米碳管進入此領域布局。

美國是石墨烯領域的佼佼者，設備公司ＣＶＶ與哥倫比亞大學附屬的石墨烯實驗室簽署合作協議切入這塊領域；德商艾斯強，在美國掛牌上市，擁有多項石墨烯專利，今年以來漲幅超過三成。

中國切入石墨烯利基在於石墨礦儲量占世界總儲量的七五％，生產量占世界總產量的七二％。陸股中金路集團和華麗家族與中國中科院合作研發石墨；中國寶安旗下的貝特瑞新能源材料擁有黑龍江雞西石墨礦；韓國除三星外，浦項鋼鐵與韓華石化收購美國老牌石墨烯廠商XG Science加入戰局。石墨烯，預祝台灣卡位成功！
（作者為財子學堂創辦人）