二十年前，石墨烯的发现被誉为材料科学的革命，但其商业化之路充满坎坷。尽管部分企业如 2D Photonics 和 Paragraf 在光子芯片和传感器领域取得了显著进展并获得大量投资，但许多其他公司却因无法将实验室成果有效转化为大规模、有成本效益的商业产品而陷入困境甚至倒闭。这凸显了新材料从技术突破到市场普及所面临的巨大挑战，包括取代现有技术、实现规模化生产和满足市场价格预期等核心难题。
“神奇材料”的承诺与现实
石墨烯是一种仅有单个原子厚度的碳材料，从石墨中提取而来。它被誉为“神奇材料”，因其具备多种卓越特性：
- 强度极高： 比钢铁更坚固。
- 重量极轻： 比纸张更轻。
- 导电导热性强： 在热量和电传导方面效率极高。
尽管潜力巨大，但将这种材料从学术界的炒作推向市场却异常艰难。
“当这种材料走出学术界时，它被过度炒作了……但真正的挑战是从实验室走向工厂。” — Ben Jensen, 2D Photonics 首席执行官
商业化的核心障碍
新材料要成功取代现有成熟技术，必须克服多个关键障碍。仅仅在性能上有所提升是远远不够的。
- 价值主张： 新材料的优势必须极其明显，才能说服市场放弃现有技术。
- 规模化生产： 必须有能力以满足应用需求的规模来制造这种材料。
- 成本预期： 最终产品的价格不能比现有方案高出太多，否则将毫无竞争力。
德国拜耳公司曾尝试批量生产碳纳米管（石墨烯卷成的管状物），但因需求未能如期爆发，在十多年前关闭了其试点工厂，这便是一个典型的警示案例。
成功的探索者
尽管挑战重重，仍有一些公司在特定领域找到了突破口。
2D Photonics：革新数据中心
这家从剑桥大学剥离出来的公司，专注于开发基于石墨烯的光子芯片。与传统的硅光子芯片相比，其技术优势显著：
- 能耗降低 80%，减少了对昂贵冷却系统的依赖。
- 数据传输能力更强，如同将单车道公路拓宽为拥有数百车道的高速公路。
- 解决了稳定生长高性能石墨烯并将其制成器件的难题。
该公司已获得包括北约和索尼创新基金在内的 2500 万英镑投资，并计划在米兰地区建立试点生产基地。
Paragraf：传感器与生物科技
同样源于剑桥大学的 Paragraf 公司在过去十年中也表现良好。该公司专注于生产基于石墨烯的电子设备，例如：
- 用于电动汽车的传感器。
- 用于疾病早期检测的生物传感器。
该公司近期获得了包括阿联酋主权财富基金在内的 5500 万美元投资。
失败与困境
然而，更多的公司则在商业化的道路上步履维艰。
- Applied Graphene Materials： 作为该领域最早的公司之一，尽管推出了一些产品，但因长期亏损，最终于 2023 年倒闭。
- Versarien： 这家公司曾一度扩张至西班牙和韩国，并为军方开发原型材料。但随后陷入财务困境，被迫清算多个子公司。一项来自中国合作伙伴的投资交易也因英国政府干预而被阻止，公司前景黯淡。
正如行业网站 Graphene-Info 的所有者所说：“与更广泛的材料行业一样，产品进入市场需要非常长的时间。许多石墨烯生产商和开发者从未能产生有意义的收入或实现盈利。”