由于石墨烯优越的导热、防辐射、防静电等性能，应用石墨烯可以切实提高电子产品的散热效率，并提高抗电子干扰和抗静电的能力，同时实现产品轻量化。目前，美国的XG Sciences和Angstron Materials等石墨烯厂商均提供基于石墨烯材料用于电子元件的散热冷却和电磁干扰屏蔽器件，分别命名为“XG LeafTM”和“ANG Thermal Foil”系列产品；加拿大的Grafoid也联合CapTherm System开发了针对LED及电动车（EV）应用的石墨烯散热产品。壹行研预期未来会有更多的电子产品采用基于石墨烯微片的散热器件、抗电磁干扰和静电放电保护器件。
  作为硅材料的直接竞争者，石墨烯材料在高性能电子器件中的应用，比如基于石墨烯的场效应晶体管及二极管（graphene-based field-effect transistors and diodes）等逻辑器件尚处于实验室研发及测试阶段，其大规模应用还有很长的路要走。据报道，美国IBM研究院开发出和标准硅CMOS工艺兼容的运算功能更强大的石墨烯芯片；德国AMO公司也和瑞典的Chalmers University of Technology合作开发石墨烯基场效应晶体管及二极管。此外在其他传感器研究上石墨烯材料在替代硅材料方面也取得了实验室内的新进展，例如2015年新加坡国立大学（NUS）的研究人员用石墨烯和氮化硼（boron nitride）制造了新型磁阻传感器（magnetoresistance sensor，MR sensor）芯片，其性能比对应的硅基磁阻传感器敏感200倍。
石墨烯的电子应用，哪些将胜出？
壹行研从技术成熟度和成本下降潜力这两个主要的指标对未来五到十年最可能大规模应用的九个石墨烯电子应用做了全面的评估。这九大石墨烯电子应用分别是导电浆料及油墨、散热器件、射频识别及智能包装、电磁干扰屏蔽及静电放电保护、触控屏和应变感应传感器、其他传感器、大尺寸透明导电膜/显示屏、场效应晶体管/单电子晶体管、集成电路芯片/中央处理器等。
应用精彩纷呈 电子行业将成石墨烯最大应用市场

图一 石墨烯材料电子行业应用前景分析

  如图一所示，其中技术成熟度分值越高表示该石墨烯应用从技术层面更加成熟，1分是处于早期实验室研究阶段，最高5分是已经进入了商业推广阶段；成本下降潜力代表相关石墨烯应用在成本方面的可行性，1分表示该应用领域使用石墨烯后成本不但没有下降空间而且还有大幅上升，10分则表示使用石墨烯后该应用领域可以产生成本下降的空间，得分越高表示该领域应用石墨烯在成本上有优势。因此，技术成熟度得分越高且成本下降潜力分值越高的应用领域越比较容易实现大规模应用，反之，如果这两个指标值都很低，则表示该石墨烯应用还处于技术发展的初级阶段，在成本上也不具有优势，因而离大规模市场应用还有很长的距离。
  从图一可以看出，由石墨烯微片材料制成的导电浆料及油墨的成本下降潜力最大而且具有较高的技术成熟度，是目前最具经济可行性的应用。另一方面，石墨烯辅助的散热器件在替代传统散热材料如金属材料及活性炭等的情况下少许增加成本，但是石墨烯的添加有助于大幅度改善散热性能，同时也延长了电子器件的寿命。在这个应用场景中对产品性能的改善以及增强电子元件在严苛环境的适应性足以抵消使用石墨烯带来的额外增加的成本，所以可以预期在高端电子产品市场能形成大批量出货。壹行研估计五年内石墨烯在上述两个电子领域实现大规模商业应用的可能性很大。
  其次，石墨烯材料在触控屏和应变感应传感器、电磁干扰屏蔽/静电放电保护、射频识别及智能包装的应用技术成熟度等的得分也比较高。这些应用虽然陆续进入了市场导入期，但是均存在制约大规模商用的瓶颈。比如相对现有的其他材料体系优势不够明确，下游应用市场的成熟度不够，等等。壹行研认为，石墨烯在这些领域实现大规模商业应用在短期内比较困难，但在中长期（五到十年）内则有较大的可能。
  再次，石墨烯薄膜应用的领域，包括大尺寸透明导电膜和显示屏、其他传感器、及逻辑器件和集成电路等其他电子应用的技术成熟度和成本下降潜力得分均较低，很多仍停留在实验室开发和测试阶段。在石墨烯膜方面，生产可控掺杂原子且晶格缺陷较少（完美晶型）的石墨烯薄膜仍然存在较高的技术壁垒，且大量生产时不同批次的产品质量存在较大差异，因而导致大尺寸透明导电膜成本高企。从技术发展趋势看，预期五到十年内石墨烯材料在以上这些应用领域大规模商用的可能性较小。不过，鉴于石墨烯薄膜电子器件的一些特殊性能，这些领域内的一些高价格的石墨烯器件有希望占领体量较小的高端细分市场，虽然其整体市场渗透率不会很高。
  综上所述，石墨烯的研发受到各国政府、跨国公司和研究机构的重点关注。目前，电子是石墨烯的最大应用领域，壹行研预计电子在未来五年内将会保持最大石墨烯应用领域的地位。在众多的电子类石墨烯应用中，石墨烯导电浆料和油墨和石墨烯辅助散热器件的技术成熟度最高，成本下降潜力最大，因而在五年内实现大规模商业出货的可能性最大。