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欧盟石墨烯旗舰计划的组织实施机制研究及对中国的启示
发布:2026-05-20
· 事件:2026-05-20 18:26:16
科情智库 / 一 / 研究背景 石墨烯是一种二维碳纳米材料,在光学、电学、力学等方面具有优异的性能,因此在电子器件、光学器件和柔性电子等领域具有重要应用前景,可能对未来的材料产业及相关领域产生颠覆性影响。2023年8月,工业和信息化部联合国务院国资委印发《前沿材料产业化重点发展指导目录(第一批)》,将石墨烯列为15个重点材料之一,大力推动其相关产业发展。此外,在《重点新材料首批次应用示范指导目录(2024年版)》中,“石墨烯材料”被列为“前沿新材料”类别下的重点材料之一。
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科情智库
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一
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研究背景
石墨烯是一种二维碳纳米材料,在光学、电学、力学等方面具有优异的性能,因此在电子器件、光学器件和柔性电子等领域具有重要应用前景,可能对未来的材料产业及相关领域产生颠覆性影响。2023年8月,工业和信息化部联合国务院国资委印发《前沿材料产业化重点发展指导目录(第一批)》,将石墨烯列为15个重点材料之一,大力推动其相关产业发展。此外,在《重点新材料首批次应用示范指导目录(2024年版)》中,“石墨烯材料”被列为“前沿新材料”类别下的重点材料之一。目前,石墨烯材料仍处于早期研发阶段,实验室产品的性能指标远高于量产水平,应用场景具有更加广阔的探索空间。
欧盟石墨烯旗舰计划隶属于“未来新兴技术(FET)旗舰计划”,FET旗舰计划作为欧盟资助的基础研究计划之一,旨在资助包含脑科学、新材料、纳米技术和信息通信等领域中具有周期长、风险高和多学科融合特征的基础研究。欧盟石墨烯旗舰计划由于其目标更注重解决科学问题,加之石墨烯本身也是一种前沿新材料,因此可以归为典型的基础研究类计划项目。本文重点就石墨烯旗舰计划的概况、组织实施的主要实践与经验进行分析总结,目的是为中国后续组织类似的基础研究类计划/项目提供借鉴与参考。
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二
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石墨烯旗舰计划的基本概况
2004年,英国曼彻斯特大学的科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫通过颠覆常规思维模式的方法发现了石墨烯,自此开启了石墨烯相关研究。石墨烯在欧盟的相关研究起步较早,具备较强的系统性,基础研究扎实,且资金支持力度大。经过近10年的发展,欧盟逐步将石墨烯相关研究提升至国家战略高度。2013年欧盟委员会推出欧盟石墨烯旗舰计划,它与“人类大脑计划”一起,是欧盟委员会发起的未来与新兴技术旗舰计划中的首批项目。石墨烯旗舰研究项目(以下简称“石墨烯项目”)是欧盟石墨烯旗舰计划下具体执行的研发活动,总投资10亿欧元,周期长达10年,该项目的使命是促使石墨烯及相关材料走出实验室与社会生产相融合,深度改变产业结构,助力经济发展,同时创造更多的就业岗位。石墨烯项目共制定了3个方面的目标:一是以绿色环保、低成本投入的方式实现石墨烯等二维材料的大规模生产;二是运用石墨烯等二维材料开发新型器件,助力新型元器件技术实现进阶;三是通过集成新材料、新器件构建新系统,实现新功能,并带来创新性应用。基于上述目标,石墨烯项目围绕11个研究方向展开系统性布局,具体包括基础研究、健康与环境、材料生产、电子器件、自旋电子、光子和光电子技术、传感器、柔性电子、能源存储与合成、复合材料和生物医学应用,并同步制定了精细化的目标实施时间表,以保障研究进程有序推进。石墨烯项目总体分为两个阶段,执行期已满。
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三
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石墨烯旗舰计划组织实施的主要实践与经验
3.1 选题机制
欧盟委员会组织凝练基础研究的科学问题是确保石墨烯项目成功的重要因素。欧盟委员会组织制定了石墨烯项目的技术和创新路线图,准确凝练科学问题。欧洲“石墨烯旗舰计划”执行委员会主席、剑桥大学石墨烯中心主任Andrea C.Ferrari和意大利理工学院石墨烯实验室的Francesco Bonaccorso共同主导了科学路线图的制定工作,该过程汇聚了60余位学者与企业家的参与,既充分考虑了科学家对基础研究科学问题的经验看法,又广泛汲取了产业界的需求与意见。技术和创新路线图展示了石墨烯从实验室过渡到工业应用的各种途径,汇总了对石墨烯及相关材料的共同观点,并为石墨烯旗舰和石墨烯的工业应用提供了战略指导。最新版本的创新路线图探索了石墨烯具有商业化应用前景的4个领域,包括超级电容器、防腐、锂离子电池和神经接口。创新路线图划分了不同阶段、不同领域详细的研究内容和目标,区分材料制备和加工、元件制备两大主要方向,结合技术特有的发展阶段,基于“实验室实验—技术突破—产品—量产全链条”进行任务设置,确保了项目朝着既定目标前进,又依次解决每个领域、每个阶段面临的不同问题,促进石墨烯多样化应用,增强其对欧洲工业的影响(见图1)。
设置开放性研究板块,规定大致研究方向,给予科研团队“新发现”的自主权。石墨烯项目专门开设开放性课题领域,仅规定大致的研究方向,不设具体的课题内容,通过此种方式支持创新团队产生不设限的创新成果,更加符合基础研究的特点,激发科研人员探索全新的石墨烯应用场景和领域,促进成果产出更好地与产业结合。项目前期5年以高校和研究机构作为核心力量,聚焦开展应用基础研究;后期5年则由企业作为主力,推进应用产品研发,构建从基础研究到应用落地的分阶段发展路径。
广泛吸取产业界声音,综合产业需求设置研究内容,确保项目全链条一体化部署。石墨烯项目强调充分吸纳各方主体参与,目的是以用促研,进而从实际出发向应用基础研究提需求,贯通研发与应用链条,促进科研成果及时转化为现实生产力。石墨烯项目在设计及制定技术产品路线图、统筹项目部署安排等环节,均广泛吸纳来自企业的专家,并高度重视中小企业代表提出的意见,充分考虑产业界的急需,以市场需求为导向反推技术—科学问题的产生。同时,在项目具体实施过程中,注重吸纳产业界的优势力量,用户方直接参与项目全过程,确保了项目实施自始至终既有针对性又有较为明确的应用场景需求。
设置跨国资助项目,集中全球优势力量开展石墨烯相关的科学研究。2020年10月26日,欧盟未来和新兴技术旗舰计划中设置了“欧盟研究区域联络网”
(European Research Area Network,ERA-NET)
项目,并公布了石墨烯旗舰计划的联合跨国项目征集公告(2021年),该项目聚集了来自欧盟成员国和相关国家的政府、研究投资机构的代表,目标是设置或支持与计划相关的活动,提供和协调资金,促进不同国家研究人员开展计划的联合项目。此次跨国联合项目征集分为基础研究、应用研究与创新两个部分。这种方式打破了国家界限,将欧洲众多国家组织调动起来,根据不同国家的特点整合资源,夯实工程实力,借助跨国征集项目的方式,凝练科学问题,优化设定支持项目。
3.2 组织实施模式
以政产学研用协同的项目管理体系,促进资源协同。石墨烯项目构建了一套多方协同参与的项目科学管理体系,并明确了各方的参与职责。该项目的牵头单位是瑞典查尔姆斯理工大学,该大学作为欧洲顶尖的理工大学之一,在欧洲享有良好的声誉和影响力,这有助于吸引更多的欧洲合作伙伴和资助,从而推动欧盟石墨烯项目的发展。
专设的“沟通与协调机构”确保三层垂直管理架构运行顺畅。石墨烯项目的组织管理大致可以分为三层垂直架构,即决策、组织管理与具体实施层,该架构最大限度地减少了管理层级,降低了沟通成本,提高了决策效率。旗舰项目管理论坛由欧盟委员会、成员国代表及旗舰项目代表组成,作为“沟通与协调”机构的重要一环,能有效连接决策层与执行层,减少中间层级;框架计划合作委员会的职能是促进旗舰项目与欧盟委员会之间的联络,提出关于旗舰项目战略发展及决策的动议;出资者委员会和联络小组的职能是在框架合作计划与核心合作项目中,连通不同国家和地区(见图2)。
3.3 研究团队形成及作用发挥
跨学科、多领域研究团队协同创新,促进项目研究成果产出与产业化。石墨烯项目汇集了来自欧洲的约170个合作伙伴,其中包括多名诺贝尔奖得主,如石墨烯的发现者、英国曼彻斯特大学的安德烈·海姆教授和康斯坦丁·诺沃肖洛夫教授(2010年物理学奖),以及德国物理学家克劳斯·冯·克利青教授(1985年物理学奖)等。来自大学和产业界的合作伙伴数量大致相当。项目设立了6个部门,分别是石墨烯研发的基础科学与材料部、健康医学和传感器部、电子和光电子集成部、能源复合材料和材料生产部、合作部及管理与服务部,并设置了20个专业化课题组,旨在支撑上述6个部门开展工作。在这20个专业化课题组中,有15个课题组的具体研究内容设计覆盖了石墨烯从上游到下游的完整链条,包含原材料生产、对环境和健康的影响以及最终产品、系统的实际应用。而6个部门中的管理与服务部门,有效提高了课题组之间的协作效率,该部门下设创新组、知识传播组、管理组、产业化和项目协调组作为工作支撑,能够有效缩短石墨烯产业化进程,促进成果加速应用。
3.4 资助机制
政府专项资金与政企联合资金为主要资金来源,资助机制包含科技计划项目、产业项目和研究机构建设。石墨烯项目的资金来源包括政府和企业两个方面。一方面来自政府专项计划资金,这类资助共分为两个阶段。第一阶段为初始热身阶段,周期自2013年10月1日至2016年3月31日,由欧盟第七框架计划出资支持,总资助经费为5400万欧元;第二阶段为稳定运行阶段,从2016年4月开始,欧盟每年出资5000万欧元,资助3个不同执行期的核心项目。自2020年起,为提高项目研究技术成果的技术成熟度(Technology Readiness Level,TRL)水平,促进特定石墨烯产品商业化,创新设立了产业主导的多机构合作项目——先锋项目(Spearhead Projects),该项目获得相当于石墨烯旗舰计划预算30%的额外预算。其余预算用于行政支持服务,包括标准开发、产品性能测试和管理。另一方面的资金来源于政府与企业联合开展的资助,如2013年英国政府联合欧洲研究与发展基金会共同出资6100万英镑,在曼彻斯特大学成立国家石墨烯研究院;2014年英国政府联合马斯达尔公司宣布继续投资6000万英镑,在曼彻斯特大学成立石墨烯工程创新中心,作为国家石墨烯研究院的补充等。
3.5 成果应用方式
广泛的企业参与机制与需求牵引的项目研发有效推动了项目成果产业化与迭代升级。石墨烯项目的初衷是研发打造全新的石墨烯二维材料,并开拓广阔的市场应用空间,使欧洲牢牢站稳石墨烯技术最前沿的地位。经过两个阶段的实施,已有100余家石墨烯公司与石墨烯旗舰项目的学术合作伙伴在汽车、航空工业、电子、能源、复合材料和生物医学等领域开展了广泛合作。基于石墨烯项目承担单位企业的特点,不同企业针对各自不同领域开展专项研究和技术研发,产出的成果与企业自身发展需求紧密结合,有效推动了成果的产业化与迭代升级。此外,石墨烯项目还设立专门的种子投资基金,为致力于石墨烯商业化的新创企业提供所需资金和管理技能。
3.6 研究环境
构建与产业化同步健康发展的国际标准化体系。石墨烯项目注重标准先行,在项目启动初期即成立标准化委员会(Graphene Flagship Standardisation Committee,GFSC),目的是使项目产生成果与国际标准相适应,确保石墨烯项目产出标准与即将出台的IEC和ISO国际标准不产生冲突,紧抓欧洲未来在石墨烯领域的国际话语权和领导权。石墨烯旗舰委员会的成员被授予ISO技术委员会229(纳米技术)的个人会员资格,并正式与IEC技术委员会113(电气技术产品的纳米技术)建立联系。石墨烯旗舰计划公开网站公布,已有超过35个与石墨烯相关的标准化项目发布了描述石墨烯相关的国际标准或技术规范的文件,其中9个项目由石墨烯旗舰标准化委员会主导。(见图3)
多元资金培育的合作项目,构成了旗舰项目高效的合作伙伴机制。为了凝聚欧洲各国的资源优势,加速石墨烯产业化进程,旗舰项目中引入了合作项目(Partnering Project,PP)的概念。合作项目是由欧洲地区、国家、欧盟委员会或其他资金(如私募基金)资助的研究/创新项目,合作项目的目标与旗舰项目的整体目标一致,旨在建立一个灵活、有效的合作机制,顺利开展科研活动,使得合作各方互利共赢。通过这种方式,广泛吸纳各方主体参与项目研发,并促进成果产业化应用。健全的知识产权管理与知识转移模式。石墨烯项目通过多种方式促进知识产权转移转化。一方面在创新工作包中加强石墨烯研究人员与外部市场之间的联系,其旨在通过创建新企业、衍生公司及合作伙伴关系,将基于石墨烯和相关材料(Graphene and Related Materials,GRMs)的产品和服务商品化,最大化地激发项目的创新潜力,并提供知识产权许可方面的支持,重点关注业务发展、知识管理和知识转移。另一方面通过建立伙伴关系和联盟成员等形式成功实现与企业的对接,通过专利申请、技术原型和企业/学术合作等途径,促进成果落地应用和转化。
3.7 开展独立评估
2024年9月,欧盟委员会发布了《石墨烯旗舰计划十年评估报告》,该报告是欧委会委托独立专家小组,对石墨烯旗舰计划的整体成就和影响进行的评估。该报告的评估架构遵循欧盟相关性、有效性、效率、一致性和附加价值5个方面,概述了2013—2023年石墨烯计划的成就,深入探讨了面临的挑战和得出的经验教训,并批判性地考察了该项目实施的内在优势和弱点及其发展、影响和全球地位。这种计划后评估的方式,既全面梳理了计划实施的经验和成就,又能通过独立第三方客观评价存在的问题,为后续相关计划的组织实施提供充分借鉴和参考。
石墨烯旗舰计划独立评估结论总结如下:一是相关性方面,评估认为旗舰计划有效促进了石墨烯在信息技术与通信、交通、航空航天及建筑等领域的技术自主性和应用能力的提升。二是有效性方面,评估认为旗舰计划有效实现了其技术和系统层面的目标,大部分原始设定的目标已达成,但部分技术和系统里程碑及技术关键绩效指标的设定缺乏可考核性,且与同期国际最先进水平相比存在差距。三是效率方面,评估认为该计划在全球层面上展示了正确的财务管理,确保了支出基本与预测的项目成本相符,大多数工作包和先锋项目的效率得到了保证,绩效指标(里程碑或关键绩效指标)是其效率高的直接证据;少数工作包因目标设置与技术趋势脱节、管理能力不足等原因,导致效率有所下降。四是一致性方面,旗舰计划通过协同伙伴关系和协调行动等方式(如与“地平线2020”及其后续项目的对接),促进了与其他欧盟行动计划的有效互动,并通过参与国的多样化专业知识、资源和视角,增强了旗舰计划的影响。五是附加价值方面,旗舰计划的实施表明应对重大且多学科研究的技术挑战需通过广泛的联合和持续的资助来实现。报告建议,欧盟需通过后续的长期稳定支持,确保石墨烯技术发展的可持续性和领先地位。
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四
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启示与建议
欧盟石墨烯项目是基础研究计划/项目的典型代表。从石墨烯项目的定位和目标来看,其具备市场导向的应用性基础研究的特点,同时兼具战略导向的体系化基础研究特征。石墨烯旗舰项目具有研究水平高、涉及领域广、参与国家多和投资力度大等特点,实施成效较为显著,在对石墨烯旗舰项目组织实施机制分析的基础上,得出以下6点启示,并有针对性地提出政策建议,以期为中国组织市场导向的应用性基础研究项目提供借鉴参考。
4.1 加强战略性系统性布局,保障项目目标高效完成
欧盟石墨烯项目在研究初期即按年度及技术、产品发展阶段分别部署大致方向的研究内容,制定了较为详细的发展路线图,确保既实现石墨烯的基础性理论突破与技术开发,又与行业产业密切接轨,确保成果产出具备快速产业化的能力。中国在优化整合后的国家重点研发计划中,专门设立了基础研究类的重点专项,对于方向性的重大科学前沿,突出科学目标,进行前瞻性布局,抢占科学制高点;对于事关国家发展战略的基础研究,要体现国家意志,着眼未来国家竞争力,进行战略性部署,在初期对于全盘战略方向的整体谋划至关重要。建议在类似石墨烯项目的基础研究类计划/项目部署中,充分凝练战略性、前瞻性重大科学问题,从基础前沿、重大共性关键技术到应用示范全链条设计,一体化组织实施,强化基础前沿最新成果对下游创新的渗透和引领,打通从基础研究到工业应用的全链条式布局,确保成果通过市场检验。
4.2 优化组织管理,构建全国一盘棋的协同创新体系
欧盟石墨烯项目的组织管理经验在于扁平化的管理架构体系及专门设立的沟通与协调机构,这些经验能够有效提高管理效率,确保各个层面的顺畅沟通。对于市场导向型的应用基础研究而言,由于其不仅涉及前端的技术开发,更包含末端的成果应用,涉及产业链上下游,因此,加强各方面的组织管理与沟通协调,对于项目完成至关重要。建议在国家层面的管理组织架构设置中,建立协调专门小组,做好统筹与协调,整合各地优势资源,建立打破地域界限的协同创新与沟通平台,构建全国一盘棋的协同创新体系。此外,对企业特别是中小企业提供更多承担或参与此类国家重大科研项目的机会,引导项目研究领域相关的生产企业联合下游用户、相关高校科研院所,围绕重大产业化项目展开产品生产、性能评价和技术创新合作。
4.3 探索多种资助方式,激发更大的创新活力动力
欧盟石墨烯项目的资助方式分为政府稳定的计划内支持和政府计划外及企业资助,计划内的资助体现了国家对项目的重视程度,是国家促进该领域技术发展的重要体现,具有稳定的特点。计划外的资助分为两个层面,一是政府计划外的资助,该种资助方式从侧面反映出项目的实施成效较好,进一步资助有推进新成果产生的可能性。二是企业资助,该种资助方式更能激发社会层面参与国家科研项目的活力与动力,也能推进相关领域国家机构建设等。中国应探索采用更多形式的资助方式,一是可考虑设置除稳定支持外的“资金池”,根据项目实施成效进行补充支持,或通过后补助的方式,先给予项目一定的启动资金,后续通过“见成果”的方式,拨付项目剩余资金。二是对于企业的投入,探索更加灵活的方式,替代原有“固定配套”的硬性要求,如根据项目完成时成果应用销售情况提供资金补充,或对于后续承担相关项目给予“优先权”等,进一步激发企业参与创新创造的活力动力。
4.4 开辟成果应用“绿色通道”,加速成果落地
应用基础研究的成果产出,要注重与应用实际相结合,并探索系列政策措施,助力项目成果落地。一是对项目产生成果的审批流程进行梳理与优化,精简不必要的环节与材料。推行“容缺受理+并联审批”模式,对于基本条件具备、主要申报材料齐全且符合法定形式,但次要条件或申报材料有欠缺的项目,可先行受理并启动审批程序,提升审批效率。二是对于新材料、设备、产品等的应用开辟“绿色通道”,对于应用新成果的企业及相关单位,给予适当的应用补贴,通过正向激励的方式加速成果应用。三是对于满足市场迫切需求或预期效益显著的成果,探索建立“直通车”机制,积极协调各方资源,引导人才、资金、技术等创新要素向应用方聚集,打通成果与产业结合的通道,推动成果与产业创新融合发展。
4.5 完善“松”“紧”结合的基础研究科研创新环境
对于类似于欧盟石墨烯项目的基础研究类项目/计划,要充分考虑其区别于具有明确战略、产品目标的项目的特点。一是在顶层上做好整体的内容框架设计、初步的预期目标和成果设置安排,在技术路线的设计决策及项目的实施过程中,要充分“放权”,给予参与方最大的自主权。探索采用科研经费“包干制”等组织管理模式,鼓励牵头单位与用户单位早期结合。二是加强科研诚信建设,建立健全科研诚信管理制度,明确科研不端行为的界定标准和处理流程,利用大数据和人工智能技术等对科研数据进行监测和筛查,及时发现和处理数据造假、抄袭剽窃等科研不端行为。
4.6 建立健全后评估机制,形成重大项目管理闭环
中国对于国家科技重大专项和重点研发计划整体层面的后评估机制还不够完善,实施周期期满后,其在开展整个计划层面实施效果的系统性评估方面还比较欠缺,特别是部分国家科技重大专项及重点研发计划的领域选择存在一定的延续性,建议充分借鉴欧盟石墨烯项目后评估的实践,有效判断前期计划/项目的整体实施情况和效益,为后续设置相关领域的重大项目或计划、滚动支持等提供科学的参考依据。
作者:郭明,李晓莹,李慧,冯洁,庞宇,王再进
科技部科技评估中心,北京 100081
来源:《全球科技经济瞭望》2025年9月第40卷第9期
文章观点不代表主办机构立场。
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