由中国石墨烯产业技术创新战略联盟产业研究中心（CGIAResearch）出版的《2016全球石墨烯产业研究报告》预测，中国石墨烯应用市场将在2018年形成产业爆发点，2020年将成长至1000亿元的规模。
其中，中国的石墨烯市场将占据全球石墨烯市场份额的50%-80%，成为全球石墨烯行业发展最强有力的推动力量，在全球石墨烯市场上占据主导地位。这项预测主要着眼于采用石墨烯制造的产品产值。
首先是石墨烯原材料的生产。根据相关统计，目前全球从事石墨烯的相关公司的年产能大多在百吨级，且其中多数是以石墨烯粉体为主。
根据CGIAResearch的中性预期，随着相关政策和资本的投入，未来的5到10年，全球从事石墨烯的企业的年产能大部分将达到千吨级，少部分大型企业甚至会达到年产能万吨级。
CGIAResearch规划了石墨烯产业技术路线图，未来五年，中国石墨烯产业应用市场主要集中在新能源、复合材料、可穿戴、热管理以及节能环保等领域，并形成若干项颠覆性技术。
由于石墨烯具有卓越的物理化学特性，能够全面提高现有动力电池的质量品质。这使得石墨烯在新能源领域的应用成为当前炙手可热的颠覆性技术之一。
CGIAResearch预测，到2018年，石墨烯导电添加剂、石墨烯聚合物电池、石墨烯超级电容器将逐渐在新能源领域形成产业化的产品；到2020年石墨烯在全球新能源行业的应用规模有望突破500亿元。
复合材料一直是石墨烯最具吸引力的市场。CGIAResearch预测在2018年之前，封装、电磁屏蔽膜等功能性复合材料领域将是石墨烯基复合材料的主要发展目标；而在未来的3-7年内，多功能防腐涂层等将是其主要方向；未来的7-10年内，石墨烯基功能型复合材料在机械、光学、力学以及能源领域的应用将会成为石墨烯基复合材料发展的主要方向。
CGIAResearch预测，到2020年，石墨烯仅在橡胶、塑料、导电油墨、涂料这四方面的市场规模就将突破372亿元。
而在电子信息行业，随着石墨烯在柔性显示以及传感器应用的成熟，两个应用领域的结合形成智能柔性电子将是石墨烯在电子行业发展的必然趋势。
CGIAResearch预测，到2018年，仅中国石墨烯电子信息行业的市场规模将达到160亿元的市场规模，其中柔性显示约60亿元，传感器100亿元；预计到2020年，两者将率先在可穿戴领域实现突破，中国石墨烯基可穿戴设备的市场规模将超过54亿元。届时石墨烯在全球电子信息行业的市场规模将达到267亿元。
热管理领域是石墨烯最具可行性也是最具颠覆性的下游应用领域。CGIAResearch预测，到2020年，石墨烯在热管理领域应用的市场规模有望突破340亿元。
其中，未来3-5年内，石墨烯导热薄膜、石墨烯发热膜将实现快速商业化；未来5-7年内，将陆续有新型实用的石墨烯导热塑料、石墨烯导热涂料应用于生产生活中；而在未来7-10年内，将会有更轻便可嵌入的石墨烯导热芯片问世，提高散热效率。中国在此产业中引领全球发展，市场规模将以200~300%的年复增长率翻上几番。生物医药行业方兴未艾，正在迅猛而稳健地发展，前景一片广阔。目前石墨烯在医药领域的应用研究主要集中在生物安全性、纳米载药体系、基因治疗、生物监测以及生物城乡和诊断等方向。
石墨烯在生物医药上得到真正的应用还需要一段时间的临床试验，CGIAResearch预测，到2020年石墨烯将初步进入生物医药行业，全球石墨烯生物医药领域市场规模可达91亿元。
此外，石墨烯在节能环保领域的应用也十分成功，尤其是其在海水淡化方面和石墨烯润滑油的应用。石墨烯海水淡化技术有望在2020年实现突破，一旦进入市场，市场占有率将快速增加，这将成为石墨烯应用领域的又一项重大颠覆性技术。
而石墨烯作为添加剂用于润滑油在延长润滑油使用寿命的同时降低车辆的油耗。CGIAResearch预测，到2020年全球石墨烯环保领域的市场规模将达到90亿元。
此外，石墨烯产业技术创新战略联盟秘书长李义春博士在会上宣布，“2016中国国际石墨烯创新大会”将于2016年9月22日-24日在青岛召开。
由中国石墨烯产业技术创新战略联盟主办的“中国国际石墨烯创新大会”是全球最大规模的石墨烯产业促进年度盛会。大会涵盖石墨烯应用、双边国际合作、新产品发布、区域招商、产品展示等相关活动50多场。
