Top 10 Nanotechnologie-Aktien

Die anhaltende Nanotech‑Revolution

Weit entfernt von der Science‑Fiction ist die Nanotechnologie bereits überall um uns herum. Das begann hauptsächlich mit der Halbleiterindustrie, die schrittweise zur Nanometerskala (ein Millionstel Meter) übergehen musste, um die Transistordichte in Computerchips weiter zu erhöhen.

Der Fortschritt in der Fertigung im Nanomaßstab ermöglicht nun den Einstieg der Nanotechnologie in zahlreiche weitere Sektoren, von der Pharmaindustrie über Textilien bis hin zur Energie.

Nanowunder

Nanotechnologie verspricht zudem die Schaffung vieler Wunderstoffe, darunter Graphen, Borophen, Nanoröhren und andere Materialien, die in jeder Hinsicht überlegen zu Stahl, Beton oder sogar Titan sein können: leichter, mechanisch stärker, widerstandsfähiger gegen Belastungen, Hitze und Kälte.

Sie zeichnen sich meist durch einzigartige flache/2‑D‑Formen aus und könnten sogar bei Raumtemperatur supraleitend sein.

Damit besitzen diese Wunderstoffe einzigartige Eigenschaften, die tatsächliche Science‑Fiction‑Konzepte ermöglichen könnten, wie Weltraumaufzüge, Massenantriebe, Hyperloop‑Züge, fliegende Autos, bionische Implantate, KI auf menschlichem Niveau usw.

Wir haben einige dieser Materialien und die neuesten Nachrichten dazu in den folgenden Artikeln ausführlicher besprochen:

• Graphen‑Halbleiter – Sind sie endlich da?
• Von Graphen zu Goldene: Fortschrittliche Einzel‑Atom‑Schicht‑Materialien öffnen neue Türen für zukünftige Entdeckungen
• Wie Graphen, aber besser.

Branchen, die von Nanotechnologie beeinflusst werden

Wie bereits erwähnt, nutzen derzeit hauptsächlich die Halbleiterindustrie Nanotechnologie kontinuierlich.

Hier sind einige der anderen Sektoren, die sie schnell übernehmen:

• Medizin & Pharmazeutika.
• Batterien.
• Grüne Energie: Solarpaneele, Wasserstofferzeugung, Entsalzung usw.
• Luft‑ und Raumfahrt.
• Bauwesen.
• Textilien.
• Transport und Automobilindustrie.
• Lebensmittelproduktion und Landwirtschaft.
• Chemikalien.

Vielleicht wäre es schneller, eine Liste der Sektoren zu erstellen, die nicht Nanotechnologie in ihren Prozessen integrieren…

Sie können auch einen „Vogel‑perspektive‑Blick“ auf die Einführung von Nanotechnologie in verschiedenen Branchen und Beispielen in dieser wissenschaftlichen Publikation von 2023 mit dem Titel „Nanotechnologie: Eine Revolution in der modernen Industrie“ sehen.

Top 10 Nanotech‑Unternehmen

Diese Liste soll die meisten Anwendungen und Innovationen der Nanotechnologie abdecken und nicht nur die größten Nanotechnologie‑Unternehmen, die tendenziell alle in der Halbleiterindustrie zu finden sind.

1. Applied Materials

Applied Materials bietet eine Vielzahl von Produkten, die die Herstellung von Halbleitern unterstützen. Die meisten sind für Nicht‑Ingenieure schwer vollständig zu verstehen, wie zum Beispiel „Metall‑ und Oxid‑Barrierefilme“, „Farbwechsel‑ und holographische Filme“ oder „In‑Kammer‑geprägte Metallschichten“.

Quelle: Applied Materials

Damit ist es ein zentraler Lieferant für „so gut wie jeder, der einen Mikrochip herstellt“. Und damit ebenfalls ein integraler Bestandteil des KI‑Booms.

Dies macht auch sein Geschäftsmodell sehr stabil, da mehr als 60 % der Einnahmen aus Abonnements wie automatischer Geräteverlängerung, Wartungsdiensten, Verkauf von Verbrauchsmaterialien usw. stammen. Im Durchschnitt dauern diese Verträge 2,6 Jahre und werden in über 90 % der Fälle erneuert.

Dies führte dazu, dass das Unternehmen bis Ende 2022 15 aufeinanderfolgende Quartale mit Jahres‑zu‑Jahres‑Wachstum verzeichnete.

Das Unternehmen hat seine Dividendenzahlung stetig erhöht, obwohl der rasche Kursanstieg die Dividendenrendite gesenkt hat. Seit 2012 hat das Unternehmen zudem etwa ein Viertel seiner ausstehenden Aktien zurückgekauft.

Praktisch jede Maschine von Applied Materials arbeitet auf oder nahe der Nanomaßstabsebene und manipuliert dabei manchmal Siliziumwafer und andere Elemente auf atomarer Ebene.

Dieses Fachwissen kann über die Chip‑Herstellung hinaus ausgebaut werden, wobei Applied Materials bereits in anderen Branchen wie Solarenergie, Displays/Bildschirmen und Roll‑to‑Roll‑Beschichtungssystemen aktiv ist, die für Verpackungen, Fälschungssicherheit, Sicherheit und flexible Elektronik verwendet werden.

Quelle: Applied Materials

2. IBM

Ein Schlüsselunternehmen bei der Entstehung des modernen Computerzeitalters, International Business Machines, oder IBM, experimentiert seit den 1980er‑Jahren mit Nanotechnologie. Insbesondere war es für die allererste reproduzierbare Technik zur Manipulation einzelner Atome über einer Oberfläche mit Kontrolle verantwortlich.

Die aktuellen Errungenschaften von IBM in der Nanotechnologie konzentrieren sich hauptsächlich auf Halbleiter und Computing, den Kern seines Geschäfts, dank seines Modell‑Albany‑Nanotech‑Zentrums. Dies umfasst:

• Der weltweit erste 2‑nm‑Transistor wurde 2021 vorgestellt.
• KI‑Chips.
• High‑NA‑EUV‑Lithografie, der nächste Schritt in der Chipfertigung.
• Quantencomputing, insbesondere mit dem 133‑Qubit‑Quantum‑Heron‑Prozessor.

Es ist leicht, IBM bei der Betrachtung von Technologieriesen zu übersehen, da es meist im Hintergrund agiert und sich auf seine Kernkompetenz B2B (Business‑to‑Business) beschränkt. Das ist jedoch tatsächlich eine Stärke von IBM, mit Partnerschaften im Bereich Computing und Nanotechnologie, die über die Computerindustrie hinausgehen.

Zum Beispiel haben die meisten der größten Pharmaunternehmen eine oder mehrere Partnerschaften mit IBM im Bereich Cloud‑Computing, Quantencomputing, Einsatz von Blockchain, ERP, KI usw.

Dasselbe lässt sich für fast jede Branche sagen, von Verteidigung über Finanzen bis hin zu Fertigung und Konsumgütern.

3. 3M

3M ist ein großes Chemie‑ und Materialunternehmen, das sich auf Hochleistungsprodukte spezialisiert hat und für seine 60 000 verschiedenen Produkte ein sehr breites Anwendungsspektrum bietet.

Dies deckt fast jeden industriellen Prozess und jede Branche ab, von Anwendungen so vielfältig wie Klebstoffe, poröse Materialien, Strahlungsbearbeitung, Polymerverarbeitung, 3D‑Druck, Keramik usw.

Quelle: 3M

Das Unternehmen ist auch ein Riese im Bereich geistiges Eigentum, mit 120 383 Patenten und jährlich über 3 500 weiteren Patenten, Laboren in 50 Ländern und 1,9 Mrd. $ in F&E.

Ein Segment, in dem 3M weniger aktiv ist, ist das Gesundheitswesen, seit der Ausgliederung von Solventum im April 2024, bei der es nur noch 19,9 % Eigentum hält. Mehr über Solventum als eigenständiges Unternehmen können Sie in dieser Präsentation lesen.

Dank seiner Expertise in Materialwissenschaft, Nanotechnologie und Chemie ist 3M gut positioniert, Nanotechnologie‑Innovation im großen Maßstab zu entwickeln und über sein umfangreiches Vertriebsnetz zu kommerzialisieren. Und es wurde seit über einem Jahrzehnt als Vorreiter im Bereich Nanotechnologie anerkannt.

4. BASF (BASFY)

Ein Riese der chemischen Industrie, BASF beschäftigt über 110 000 Mitarbeitende in 11 Geschäftsbereichen, die in 6 Segmente gegliedert sind: Chemikalien, Materialien, Industrielle Lösungen, Oberflächentechnologien, Ernährung & Pflege sowie Agrarlösungen.

Mehr als 20 % der Tätigkeit stammen aus Chemikalien und Kunststoffen und über 20 % aus dem Transportsektor. Außerdem hat das Unternehmen eine starke Präsenz in der Landwirtschaft und im Konsumgüterbereich.

Quelle: BASF

Das Unternehmen investiert massiv in F&E, mit über 2 Mrd. $ jährlichen Ausgaben, verteilt über viele Sektoren, jedoch mit starkem Fokus auf Wachstum im Agrarsektor (Pestizide, Herbizide und Saatgutbehandlung).

Quelle: BASF

Die Expertise in Kunststoffen und anderen chemischen Herstellungsprozessen erstreckt sich bis zum Nanomaßstab, insbesondere mit einer Führungsposition bei nanopartikulären Oberflächenbeschichtungen, porösen Materialien und Polymeren.

Damit hat das Unternehmen Spielraum, in neue Sektoren zu expandieren. Beispielsweise hat es kürzlich begonnen, Kathoden‑Aktivmaterialien für die Lithium‑Ion‑Batteriezellen von Nanotech Energy bereitzustellen.

„Unsere Partnerschaft mit Nanotech, ABTC und TODA stellt einen wichtigen Schritt für BASFs globales Batterierecycling‑Geschäft dar. Jetzt etablieren wir das erste geschlossene Kreislaufsystem in Nordamerika. Dies ermöglicht BASF und Nanotech, Lithium‑Ion‑Batterien mit lokal recycelten Materialien herzustellen.“
Daniel Schönfelder, Senior Vice President Battery Base Metals and Recycling at BASF

4. CATL (300750.SZ)

CATL ist der weltweite Marktführer in der Batteriefertigung und produziert mehr als die Hälfte des gesamten globalen Batteriemarktes. Das Unternehmen ist in jedem Schritt der Lieferkette der Batteriefertigung präsent und ein Vorreiter in der Batterietechnologie.

Das gilt für Lithium‑Ion‑Batterien, bei denen das Unternehmen seit langem führend ist. CATL hat zudem beeindruckende Fortschritte bei mehreren anderen Batterietypen angekündigt:

• Eine 12 000‑Zyklen‑ultra‑langlebige Batterie für großskalige Energiespeicherung, mit einem langfristigen Ziel von 18 000 Zyklen.
• Eine 700 km LFP‑Batterie (Lithium‑Eisen‑Phosphat), die in 10 Minuten eine Reichweite von 400 km auflädt.
• Eine 500 Wh/kg‑Batterie, die potenziell die Elektrifizierung von Passagierflugzeugen ermöglicht.
• Massenproduktion von 160 Wh/kg‑Natrium‑Ion‑Batterien, mit einem Ziel von 200 Wh/kg.

Quelle: CATL

Diese beeindruckende Batterieleistung wird nur durch ein Verständnis der Batteriekhemie bis auf atomarer Ebene erreicht. Durch das Verständnis, wie die Atome der Kathode‑ und Anode‑Batterie wirken, kann das Unternehmen neue Designs schaffen, die für den Elektronenfluss und die höchstmögliche Energiedichte optimiert sind.

CATL hat zudem 3,25 Mrd. $ in Batterierecycling‑Kapazitäten in China investiert. CATL hat bemerkenswerte Rückgewinnungsraten von 99,6 % für Nickel, Kobalt, Mangan und 91 % für Lithium erzielt. Auch dies ist dank fortschrittlicher Nanotechnologie und eines tiefen Verständnisses der Chemie von Lithium, Kupfer, Kobalt usw. möglich.

Dank seiner Größe, seines Fokus und seiner F&E‑Erfolge wird CATL voraussichtlich an der Spitze von Batterieneinnovation, -herstellung und -recycling stehen. Das macht es zu einem wichtigen Partner für EV‑Hersteller, darunter Tesla, NIO, Ford, Stellantis usw.

5. ThermoFisher

ThermoFisher ist ein führendes Unternehmen für Laborinstrumente und Analysewerkzeuge für die chemische und biotechnologische Industrie und beschäftigt 125 000 Mitarbeitende. Das macht es auch zu einem wichtigen Partner für die Produktion im Maßstab fortschrittlicher medizinischer Behandlungen und anderer Biotechnologie‑Produkte.

Quelle: ThermoFisher

Von relativ groben Methoden aus arbeitet die Biotechnologie heute vollständig im Nanomaßstab (DNA, RNA, Proteine), wobei die Grenze zwischen Biotech und Nanotech zunehmend verschwimmt.

Beispielsweise basieren Methoden wie Chromatographie, Massenspektrometrie oder Elektronenmikroskopie auf fortschrittlicher Nanotechnologie, um Proben bis auf Molekülebene zu analysieren oder zu reinigen.

Und diese Geräte wiederum verwenden nanoskalige Komponenten wie nanoporenhaltige Membranen, Nanoröhren usw.

Mit jedem neuen Anwendungsfall, jeder Therapie oder jedem entdeckten Wunderstoff steigt die Nachfrage nach ThermoFisher‑Geräten.

Dies versetzt ThermoFisher in eine gute Position, gemeinsam mit der Nanotech‑ und Biotech‑Industrie zu wachsen.

6. Graphene Manufacturing Group (GMG)

Graphen ist eine 2‑D‑Nanobeschichtung aus Kohlenstoffatomen mit außergewöhnlichen Eigenschaften hinsichtlich Leitfähigkeit, physischer Festigkeit (100‑mal stärker als Stahl), Wärmeleitfähigkeit usw. Die Entdeckung von Graphen wurde 2010 mit einem Nobelpreis ausgezeichnet.

Quelle: Applied Graphene Material

Graphen wird derzeit für verschiedene Anwendungen genutzt, meist als Beschichtung anderer Materialien oder als Schmiermittel. Seine Hauptvorteile sind überlegene Korrosions- und Chemikalienbeständigkeit sowie hohe Wärmeleitfähigkeit.

Quelle: GMG

Weitere Anwendungen könnten die Herstellung von Graphen‑Halbleitern sein (siehe „Graphen‑Halbleiter – Sind sie endlich da?“), oder sogar Supraleiter bei Raumtemperatur. Graphen‑Beschichtungen könnten zudem in Batterien und für Wasserstoff‑Druckbehältertechnologien eingesetzt werden.

Quelle: GMG

GMG produziert sein Graphen aus Methan + Wasserstoff, was sich von den meisten Wettbewerbern unterscheidet, die es aus natürlichen Graphitvorkommen herstellen. Das ermöglicht höhere Reinheit, bessere Skalierbarkeit und kostengünstige Produktion.

Das Unternehmen hat 2023 seine erste Produktionsanlage in Australien eröffnet, mit einer Jahreskapazität von bis zu 1 Million Litern Beschichtungen für Wärmetauscher.

Der nächste Schritt für das Unternehmen wird seine Batterietechnologie auf Basis von Graphen‑Aluminium‑Ionen sein, mit einer Energiedichte von 290 Wh/kg, 60‑mal schnellerem Laden als Lithium‑Ion‑Batterien, einer dreifachen Batterielebensdauer und einem besseren Brandschutzprofil.

Quelle: GMG

7. Oxford Nanopore Technologies plc (ONT.L)

Oxford Nanopore nutzt eine einzigartige Genomsequenzierungstechnologie, die auf Flow‑Cells basiert. Dadurch kann DNA „gelesen“ werden, wenn sie die Nanoporen durchquert, nicht durch chemische Mittel, sondern direkt durch Messung eines elektrischen Stroms. In gewisser Weise ist dies also das erste Mal, dass ein Computer eine genetische Sequenz (DNA & RNA) in Echtzeit lesen kann.

Quelle: Oxford Nanopore

Ein weiterer einzigartiger Vorteil der Technologie des Unternehmens ist, dass sie längere genetische Sequenzen lesen kann als konventionelle Sequenzierungsmethoden. Lange Sequenzen und das Echtzeit‑Lesen können zu besseren und schnelleren Ergebnissen führen, was für die Krebsanalyse oder Infektionskrankheiten wie antibiotikaresistente Bakterien wichtig ist.

Schließlich ermöglicht die elektrische Messung kleinere und mobilere Sequenzierer, eine Verbesserung gegenüber den bisher genutzten riesigen Maschinen. Das Unternehmen kann damit eine breite Palette von Sequenzierern herstellen, darunter langsamere, kleinere und deutlich günstigere Geräte, beginnend bei 1.000 $. Dies könnte den Sequenzierungsmarkt radikal erweitern, da mobile oder kostengünstige Sequenzierung bisher keine Option war.

Aufgrund seiner radikal neuen Technologie ist unklar, wo Oxford in einem reiferen Genomsequenzierungs‑Ökosystem Platz finden wird.

Es könnte die etablierte Technologie des chemischen/optischen Lesens von Genomen von Illumina und Pacific Biosciences vollständig ersetzen. Oder es könnte zu einer erfolgreichen, aber nischigen Anwendung für Sequenzierung mit geringem Volumen oder mobil werden oder für Sequenzierung, die ein hochgenaues Lesen langer genetischer Sequenzen erfordert.

Sie können selbst das wahrscheinliche Szenario für den Genomsequenzierungsmarkt anhand unseres Artikels „5 Beste Unternehmen für Genomsequenzierung“ entscheiden.

Das Unternehmen plant zudem, in das Lesen von Proteinen, post‑translationalen Modifikationen von Proteinen oder kleinen Molekülen sowie andere Messungen an der Grenze der Lebenswissenschaften zu expandieren.

8. Nano Dimension

Die meisten Unternehmen der additiven Fertigung konzentrieren sich auf Metall und Kunststoff und zielen auf komplexe mechanische Bauteile ab. Nano Dimension hingegen fokussiert sich auf 3D‑gedruckte Elektronik. Dazu gehören sehr spezialisierte Technologien wie leitende oder dielektrische Tinten & Keramiken.

Dies ist eine der möglichen Anwendungen von 3D‑Druck im Nanomaßstab, die wir weiter in „Nanoskaliger 3D‑Druck scheint für die Kommerzialisierung bereit zu sein“ untersucht haben.

Quelle: Nano Dimensions

Zum Beispiel können diese Technologien zum Bau von optischen oder Funkkomponenten verwendet werden. Das Unternehmen behauptet, den ökologischen Fußabdruck der Fertigung zu reduzieren, mit einer Verringerung von 94 % der CO₂‑Emissionen, 100 % im Wasserverbrauch, 98 % bei Materialien und 82 % bei Chemikalien.

Nano Dimension ist in der Luft‑ und Raumfahrt, der Automobil‑Elektronik und anderen Sektoren aktiv. Das Unternehmen hat seinen Umsatz seit 2020 um 258 % CAGR (bzw. das 12‑fache) gesteigert. Ein Teil dieses Wachstums wurde durch eine Reihe von Übernahmen seit 2021 getrieben, die mehrere elektronische 3D‑Drucktechnologien unter einem Dach zusammenführten.

Quelle: Nano Dimensions

Kürzlich befand sich das Unternehmen im Zentrum eines Machtkampfes zwischen dem aktuellen Management und der Vermögensverwaltungsgesellschaft Murchinson.

Das Management behauptet, dass Murchinson beabsichtigt, das Unternehmen mit einem Abschlag zu übernehmen und das Unternehmen zu liquidieren, um „seine liquiden Mittel zu veräußern“.

Seitdem ist der Streit noch immer im Gange. Das Unternehmen hat seine Cashflows verbessert, hat jedoch bei wiederholten Versuchen, den 3D‑Drucker Stratasys zu kaufen versagt.

Die Situation könnte bald gelöst werden, aber bis dahin könnten Investoren abwarten und sehen, dass das Unternehmen weiterhin in 3D‑Druck innoviert, anstatt liquidiert zu werden.

9. Nanobiotix

Das radiotherapie‑aktivierte NBTXR3 des Unternehmens besteht aus Hafnium‑Oxid‑Nanopartikeln mit einer durchschnittlichen Größe von 50 nm.

Quelle: Nanobiotix

Es wird direkt in einen Tumor injiziert und erhöht die durch die Radiotherapie übertragene Energie um das 9‑fache im Vergleich zur alleinigen Radiotherapie.

Es ist in Abwesenheit von Radiotherapie inert und verbleibt im Tumor.

Quelle: Nanobiotix