隨著全球環保意識的加強，人們對節能、環保、可持續的新材料關注度增加。石墨烯作為一種新興的材料，有“新材料之王”的美譽。又薄又硬的石墨烯是很多領域的首選材料，同時它具有非常良好的電學特性，是電子產業未來創新和發展的革命性材料。硅是如今應用最廣泛的半導體材料，而石墨烯除了擁有不遜色于硅的半導體屬性之外，它還擁有很多硅不具備的其它優點，有專家預測，石墨烯很可能成為替代硅的絕佳選擇，這取決于它的產業化發展情況。
由于硅材料的加工極限被認為是10納米線寬，換句話說，隨著制程小于10納米，很難制出穩定的硅產品，產品要想實現更高的集成度和性能，必須采用新的半導體材料進行加工，石墨烯是一種新選擇。
石墨烯在半導體產業具有廣闊的應用前景
半導體產業主要由集成電路、光電子、分立器件和傳感器組成，一種新的半導體材料想得到市場的認可需遵循很多規律，光電效應和霍爾效應就是最重要的兩個定律。科學家曾在常溫下觀察到了石墨烯的量子霍爾效應，這種材料碰到雜質時不會產生背散射，這說明它有很強的導電性。由于石墨烯看上去幾乎是透明的，它的光學特性優異，其光學特性隨石墨烯厚度的改變而改變，這種特性很適合應用于光電子領域。石墨烯材料未來可能應用在顯示屏、電容器、感光元件、晶體管、傳感器等領域。
一、柔性顯示屏
柔性顯示屏是一種非常有前景的電子設備，其特點是超柔、超薄等，而制約其發展的一大關鍵就是材料，石墨烯材料的特性讓人們對柔性顯示屏的前景有了新的認識。近年來，全球都在積極探索相關的技術，據悉，韓國曾制造出了多層石墨烯和玻璃纖維聚酯片基底組成的柔性透明顯示屏，中國的奧翼電子將石墨烯用于顯示技術，制造了石墨烯電子顯示屏，這種屏幕耐摔、耐撞、透光率高且顯示亮度非常好。石墨烯的透明性和柔韌性等特點，在柔性顯示屏行業的前景不可限量。
二、電容器
電容器是最常見的一種電子元器件之一，它廣泛用于各種電路中，主要作用是實現調諧、濾波、耦合和隔直通交等，很多的電子設備中都有電容器。隨著人們對充電速率和容量的要求，一種新型的超級電容器應運而生。據了解，科研人員發明了一種以石墨稀作為電極材料的電容器，它由兩層石墨烯組成，基于石墨烯的超級電容器在充電和放電上性能卓越，很適合擁有新能源汽車充放電上。
三、感光元件
感光元件在數碼相機上應用廣泛，石墨烯的光學特性讓人們對這種材料的感光元件充滿期待。石墨烯具有獨特的光學特性可以調諧電，在特殊光照下，石墨烯擁有一個非線性相移的光學非線性克爾效應。 據外媒報道，新加坡曾有研究人員用石墨烯材料制作一種特殊的感光元件，這種器件感光度超級棒，因為石墨烯感光元件能夠檢測到廣譜光，在弱光的情況下，它的優勢非常明顯。
四、晶體管
晶體管是一種固體半導體器件，在整流、放大、穩壓和信號調制上有著不可替代的作用。石墨烯材料也可制作晶體管，和硅材料制作的晶體管相比較，石墨烯的超強穩定性使得其壽命更長，用途更廣泛。據了解，IBM公司曾在2010年制作了一款石墨烯晶體管，其特性遠超同類的硅晶體管，未來的前景非常廣闊。
五、傳感器
傳感器幾乎是信息時代的“標配”產品，用石墨烯做成的傳感器非常有優勢，因為它的靈敏度可以遠超同類產品。石墨烯具有獨特的二維結構，這使得它對周圍的環境非常敏感。在醫學上，石墨烯傳感器的感光特性能實現對很多病歷的檢測，這是由于它的納米特性和感光性，很多傳統傳感器無法實現。
石墨烯想要替代硅需解決這幾大難題
1、石墨烯的行業標準
新材料作為一種新興的產業，每年都在快速的發展，但是當前整個產業面臨的一大難題就是缺乏統一的行業標準。國際標準和我國標準不一樣，這就導致了很多的新技術無法實現共通和研究，制約了整個產業發展。未來我國要想發展相關的技術，除了閉門造車之外，還需要積極地參與到國際標準的制定中，將我國的技術成果和國際上接軌，一起推動全球石墨烯的行業標準的建立。
2、石墨烯的制造價格昂貴
石墨烯由單層碳原子組成，超完美的柔韌性是很多制造業的理想材料，如今制造石墨烯材料的成本非常高。目前行業采用CVD設備制作單層石墨烯，由于缺乏完善的工藝技術，導致石墨烯的產品良率很低，這個問題困擾了行業很近，仍有待解決。
3、石墨烯材料的生態待完善
對于石墨烯的應用，目前中小企業似乎比巨頭們更積極，它們對于石墨烯的采用是主體。中國的很多大企業目前對于石墨烯材料仍處于觀望態度，這也導致了整個行業發展的緩慢。據相關數據統計，截至2018年底，我國從事石墨烯材料研究的企業近千家，近一半的企業處于持平狀態，上市企業不到十家。
石墨烯材料的發展現狀
以全球石墨烯行業的發展現狀而言，美國和歐洲掌握了前沿的石墨烯技術，它們的專利和技術更牛。中國是近幾年開始大力發展相關技術，也取得了很大的進步。中國每一年的石墨烯企業都在增加，而且很多企業已經實現了盈利，出現了幾家有影響力的企業，如第六元素、二維碳素、凱納股份、華高墨烯等，它們的產值已經躋身世界前列。
石墨烯材料的前景不可估量，雖然目前我國的產業鏈仍不成熟，但是我國有著非常好的應用和石墨烯礦石，這給我們成為石墨烯行業領導者奠定了基礎，未來隨著相關企業的崛起，中國的石墨烯產業前景非常可觀。