Top 10 des actions en nanotechnologie

La révolution nanotechnologique en cours

Loin d’être du domaine de la science-fiction, la nanotechnologie est déjà omniprésente. Elle a surtout commencé avec l’industrie des semi-conducteurs, qui a dû progresser vers l’échelle nanométrique (un millionième de mètre) afin de continuer à augmenter la densité des transistors dans les puces informatiques.

Les progrès réalisés dans la fabrication à l’échelle nanométrique permettent désormais à la nanotechnologie de s’introduire dans de nombreux autres secteurs, de la pharmacie aux textiles en passant par l’énergie.

Nanomerveilles

La nanotechnologie promet également de créer de nombreux matériaux extraordinaires, dont le graphène, le borophène, les nanotubes, et d’autres matériaux capables d’être supérieurs à l’acier, au béton, voire au titane à tous égards: plus légers, mécaniquement plus résistants, plus résistants aux contraintes, à la chaleur et au froid.

Habituellement caractérisés par des formes plates/2D uniques, ces matériaux pourraient même être supraconducteurs à température ambiante.

Ainsi, ces matériaux extraordinaires possèdent des propriétés uniques qui pourraient rendre possibles des concepts de science-fiction réels, comme les ascenseurs spatiaux, les propulseurs de masse, les trains hyperloop, les voitures volantes, les implants bioniques, l’IA de niveau humain, etc.

Nous avons abordé plus en détail quelques-uns de ces matériaux et les dernières actualités les concernant dans les articles suivants:

• Semi-conducteurs en graphène – Sont-ils enfin arrivés ?
• Du graphène à Goldene: Matériaux avancés à couche d’atomes uniques ouvrent de nouvelles portes pour les découvertes futures
• Comme le graphène, mais meilleur.

Industries impactées par la nanotechnologie

Comme mentionné précédemment, les industries qui utilisent actuellement la nanotechnologie de manière continue sont principalement l’industrie des semi-conducteurs.

Voici quelques-uns des autres secteurs l’adoptant rapidement:

• Médecine & Pharmaceutique.
• Batteries.
• Énergie verte: panneaux solaires, production d’hydrogène, désalinisation, etc.
• Aérospatiale.
• Construction.
• Textiles.
• Transport et automobile.
• Production alimentaire et agriculture.
• Produits chimiques.

Peut-être serait-il plus rapide de dresser une liste des secteurs qui n’intègrent pas la nanotechnologie dans leurs processus…

Vous pouvez également voir une « vue d’ensemble » de l’adoption de la nanotechnologie dans diverses industries et exemples dans cette publication scientifique de 2023 intitulée « Nanotechnologie: Une révolution dans l’industrie moderne ».

Top 10 des entreprises de nanotechnologie

Cette liste vise à couvrir la plupart des applications et innovations en nanotechnologie plutôt que seulement les plus grandes entreprises de nanotechnologie, qui tendent à être toutes dans l’industrie des semi-conducteurs.

1. Applied Materials

Applied Materials propose une multitude de produits soutenant la fabrication de semi-conducteurs. La plupart seront difficiles à comprendre pleinement pour les non-ingénieurs, comme « Films de barrière métal et oxyde », « Films à changement de couleur et holographiques », ou « Couches métalliques à motif en chambre ».

Source: Applied Materials

Cela en fait un fournisseur central pour « pratiquement toute personne qui fabrique une micropuce ». Et donc une partie intégrante du boom de l’IA également.

Cela rend également son modèle économique très stable, avec plus de 60 % des revenus provenant d’abonnements tels que le renouvellement automatique d’équipements, les services de maintenance, la vente de consommables, etc. En moyenne, ces contrats durent 2,6 ans et sont renouvelés dans plus de 90 % des cas.

Cela a conduit l’entreprise à enregistrer 15 trimestres consécutifs de croissance d’une année sur l’autre à la fin de 2022.

L’entreprise a régulièrement augmenté sa distribution de dividendes, même si la hausse rapide du cours de l’action a réduit le rendement du dividende. Depuis 2012, l’entreprise a également racheté environ un quart de ses actions en circulation.

Pratiquement chaque machine d’Applied Materials fonctionne à l’échelle nanométrique ou à proximité, manipulant parfois des plaquettes de silicium et d’autres éléments au niveau atomique.

Cette expertise peut s’étendre au-delà de la fabrication de puces, Applied Materials étant déjà actif dans d’autres industries comme solaire, affichage/écrans, et les systèmes de revêtement roll-to-roll utilisés pour l’emballage, l’anti-contrefaçon, la sécurité et l’électronique flexible.

Source: Applied Materials

2. IBM

Une entreprise clé dans la création de l’ère informatique moderne, International Business Machines, ou IBM, expérimente la nanotechnologie depuis les années 1980. Notamment, elle a été responsable de la toute première technique reproductible de manipulation d’atomes individuels sur une surface avec contrôle.

Les réalisations actuelles d’IBM en nanotechnologie sont principalement axées sur les semi-conducteurs et l’informatique, le cœur de son activité, grâce à son modèle Albany Nanotech Center. Cela comprend:

• Le tout premier transistor de 2 nm du monde a été présenté en 2021.
• Puces IA.
• Lithographie EUV à haute NA, la prochaine étape dans la fabrication de puces.
• Informatique quantique, notamment avec le processeur Quantum Heron de 133 qubits.

Il est facile d’ignorer IBM lorsqu’on examine les géants technologiques car elle reste principalement en arrière-plan, se limitant à sa compétence principale du B2B (Business to Business). Cependant, cela constitue en réalité une force pour IBM, avec des partenariats concernant l’informatique et la nanotechnologie au-delà de l’industrie informatique.

Par exemple, la plupart des plus grandes entreprises pharmaceutiques ont un ou plusieurs partenariats avec IBM concernant le cloud computing, l’informatique quantique, le déploiement de la blockchain, l’ERP, l’IA, etc.

Il en va de même pour presque toutes les industries, de la défense à la finance en passant par la fabrication et les biens de consommation.

3. 3M

3M est une grande entreprise chimique et de matériaux spécialisée dans les produits haute performance, avec une très large gamme d’applications pour ses 60 000 produits différents.

Cela couvre presque tous les processus industriels et toutes les industries, allant d’applications aussi diverses que les adhésifs, les matériaux poreux, le traitement des radiations, le traitement des polymères, l’impression 3D, les céramiques, etc.

Source: 3M

L’entreprise est également un géant de la propriété intellectuelle, avec 120 383 brevets et plus de 3 500 brevets supplémentaires chaque année, avec des laboratoires dans 50 pays et 1,9 milliard $ en R&D.

Un segment où 3M est moins actif est la santé, depuis la scission d’avril 2024 de Solventum, dans laquelle elle ne détient que 19,9 % de participation. Vous pouvez en savoir plus sur Solventum en tant qu’entreprise indépendante dans cette présentation.

Grâce à son expertise en science des matériaux, nanotechnologie et chimie, 3M est bien positionnée pour développer des innovations nanotechnologiques à grande échelle et les commercialiser via son vaste réseau de vente. Et elle a été reconnue comme leader du progrès en nanotechnologie depuis plus d’une décennie.

4. BASF (BASFY)

Un géant de l’industrie chimique, BASF emploie plus de 110 000 personnes réparties sur 11 divisions regroupées en 6 segments: Chimie, Matériaux, Solutions industrielles, Technologies de surface, Nutrition & Soins, et Solutions agricoles.

Plus de 20 % de l’activité provient de la chimie et des plastiques et plus de 20 % du transport. Elle possède également une forte présence dans l’agriculture et les biens de consommation.

Source: BASF

L’entreprise investit massivement dans la R&D, avec plus de 2 milliards $ de dépenses annuelles, réparties sur de nombreux secteurs, mais avec un fort accent sur la création de croissance dans le secteur agricole (pesticides, herbicides et traitement des semences).

Source: BASF

L’expertise en plastiques et autres procédés chimiques s’étend à l’échelle nanométrique, notamment avec une position de leader dans le revêtement de surface nanoparticulaire, les matériaux poreux et les polymères.

Cela donne à l’entreprise la possibilité de s’étendre à de nouveaux secteurs. Par exemple, elle a récemment commencé à fournir des matériaux actifs pour cathodes aux cellules de batteries lithium-ion de Nanotech Energy.

« Notre partenariat avec Nanotech, ABTC et TODA représente une étape importante pour l’activité mondiale de recyclage de batteries de BASF. Nous mettons maintenant en place le premier système en boucle fermée en Amérique du Nord. Cela permet à BASF et Nanotech de produire des batteries lithium-ion avec du contenu recyclé localement. »

Daniel Schönfelder, Vice‑président principal des métaux de base pour batteries et du recyclage chez BASF

4. CATL (300750.SZ)

CATL est le leader mondial de la fabrication de batteries, produisant plus de la moitié du volume total mondial de batteries. L’entreprise est présente à chaque étape de la chaîne d’approvisionnement de la fabrication de batteries et est un leader en technologie de batteries.

Cela est vrai pour les batteries lithium-ion, où l’entreprise est depuis longtemps un leader établi. CATL a également annoncé des progrès impressionnants sur plusieurs autres types de batteries:

• Une batterie ultra‑longue durée de 12 000 cycles pour le stockage d’énergie à l’échelle des services publics, avec 18 000 cycles comme objectif à long terme.
• Une batterie LFP (Lithium Fer Phosphate) de 700 km capable de charger 400 km d’autonomie en 10 minutes.
• Une densité de 500 Wh/kg, pouvant permettre l’électrification des avions de passagers.
• Production de masse de batteries sodium-ion de 160 Wh/kg, avec un objectif de 200 Wh/kg.

Source: CATL

Cette performance impressionnante des batteries n’est obtenue que grâce à une compréhension de la chimie des batteries jusqu’au niveau atomique. En comprenant comment les atomes de la cathode et de l’anode de la batterie agissent, l’entreprise peut créer de nouvelles conceptions optimisées pour les flux d’électrons et la densité énergétique la plus élevée possible.

CATL a également investi 3,25 milliard $ dans des capacités de recyclage de batteries en Chine. CATL a notamment atteint un taux de récupération remarquable de 99,6 % pour le nickel, le cobalt, le manganèse, et 91 % pour le lithium. Cela est également rendu possible grâce à la nanotechnologie avancée et à une compréhension approfondie de la chimie du lithium, du cuivre, du cobalt, etc.

Grâce à son ampleur, son focus et ses réalisations en R&D, CATL est susceptible d’être à l’avant-garde de l’innovation, de la fabrication et du recyclage des batteries. Cela en fait un partenaire clé pour les fabricants de véhicules électriques, dont Tesla, NIO, Ford, Stellantis, etc.

5. ThermoFisher

ThermoFisher est un leader des instruments de laboratoire et des outils analytiques pour l’industrie chimique et biotechnologique, avec 125 000 employés. Cela en fait également un partenaire important pour la production à l’échelle des traitements médicaux avancés et d’autres produits biotechnologiques.

Source: ThermoFisher

Des méthodes relativement rudimentaires, la biotechnologie fonctionne désormais entièrement à l’échelle nanométrique (ADN, ARN, protéines), la frontière entre biotechnologie et nanotechnologie devenant de plus en plus floue.

Par exemple, des méthodes comme la chromatographie, la spectrométrie de masse ou la microscopie électronique reposent toutes sur la nanotechnologie avancée pour analyser ou purifier des échantillons jusqu’au niveau moléculaire.

Et ces machines, à leur tour, utilisent des composants à l’échelle nanométrique tels que des membranes nanoporeuses, des nanotubes, etc.

À chaque nouveau cas d’utilisation, thérapie ou matériau miracle découvert, la demande pour les machines ThermoFisher augmente.

Cela place ThermoFisher en bonne position pour croître conjointement avec les industries nanotech et biotech.

6. Graphene Manufacturing Group (GMG)

Le graphène est une nanocouche 2D d’atomes de carbone avec des propriétés exceptionnelles en conductivité, résistance physique (100 fois supérieure à l’acier), conductivité thermique, etc. La découverte du graphène a été récompensée par un prix Nobel en 2010.

Source: Applied Graphene Material

Le graphène est actuellement utilisé pour diverses applications, principalement comme revêtement sur d’autres matériaux ou comme lubrifiant. Ses principaux avantages sont une résistance supérieure à la corrosion et aux produits chimiques ainsi qu’une haute conductivité thermique.

Source: GMG

Mais d’autres applications potentielles pourraient être la création de semi-conducteurs en graphène (voir « Semi-conducteurs en graphène – Sont-ils enfin arrivés ? »), ou même des superconducteurs à température ambiante. Le revêtement en graphène pourrait également être utilisé dans les batteries et pour les technologies de réservoirs sous pression à hydrogène.

Source: GMG

GMG produit son graphène à partir de méthane + hydrogène, ce qui diffère de la plupart de ses concurrents, qui le produisent à partir de dépôts naturels de graphite. Cela permet une plus grande pureté, une meilleure évolutivité et une production à faible coût.

L’entreprise a lancé sa première installation de production en Australie en 2023, avec une capacité allant jusqu’à 1 million de litres de production de revêtement d’échangeurs de chaleur par an.

La prochaine étape pour l’entreprise sera sa technologie de batterie basée sur l’ion aluminium-graphène, avec une densité de 290 Wh/kg, une charge 60 fois plus rapide que les batteries lithium-ion, une durée de vie 3 fois supérieure et un meilleur profil de risque d’incendie.

Source: GMG

7. Oxford Nanopore Technologies plc (ONT.L)

Oxford Nanopore utilise une technologie unique de séquençage génomique reposant sur des puits de flux. Cela permet de « lire » l’ADN lorsqu’il traverse les nanopores, non pas par des moyens chimiques mais directement en mesurant un courant électrique. Ainsi, d’une certaine manière, c’est la première fois qu’un ordinateur peut lire une séquence génétique (ADN & ARN) en temps réel.

Source: Oxford Nanopore

Un autre avantage unique de la technologie de l’entreprise est qu’elle peut lire des séquences génétiques plus longues que les méthodes de séquençage conventionnelles. Les longues séquences et la lecture en temps réel peuvent aider à obtenir des résultats meilleurs et plus rapides, ce qui est important pour l’analyse du cancer ou les maladies infectieuses comme les bactéries résistantes aux antibiotiques.

Enfin, la mesure électrique permet des séquenceurs plus petits et plus portables, une amélioration par rapport aux machines massives utilisées jusqu’à présent. Cela permet à l’entreprise de produire une large gamme de séquenceurs, y compris des appareils plus lents, plus petits et beaucoup moins chers, à partir de 1 000 $. Cela pourrait élargir radicalement le marché du séquençage, le séquençage mobile ou à faible coût n’étant auparavant pas une option.

En raison de sa technologie radicalement nouvelle, il n’est pas clair où Oxford se situera dans un écosystème de séquençage génomique plus mature.

Elle pourrait remplacer entièrement la technologie dominante de lecture chimique/optique des génomes d’Illumina et de Pacific Biosciences. Ou elle pourrait devenir une application réussie mais de niche pour le séquençage à faible volume ou mobile ou pour le séquençage nécessitant une lecture haute précision de longues séquences génétiques.

Vous pouvez décider vous-même du scénario probable pour le marché du séquençage génétique avec notre article « 5 meilleures entreprises de séquençage génomique ».

L’entreprise prévoit également de s’étendre à la lecture des protéines, aux modifications post-traductionnelles des protéines ou des petites molécules, et à d’autres mesures à la pointe des sciences de la vie.

8. Nano Dimension

La plupart des entreprises de fabrication additive se concentrent sur le métal et le plastique, avec un œil sur les pièces mécaniques complexes. Nano Dimension, quant à elle, se concentre sur l’électronique imprimée en 3D. Cela inclut des technologies très spécialisées comme les encres conductrices ou diélectriques & les céramiques.

Ceci est l’une des applications possibles de l’impression 3D à l’échelle nanométrique, que nous avons explorée davantage dans « L’impression 3D à l’échelle nanométrique semble prête pour la commercialisation ».

Source: Nano Dimensions

Par exemple, ces technologies peuvent être utilisées pour fabriquer des composants optiques ou radio. L’entreprise affirme pouvoir réduire l’empreinte écologique de la fabrication, avec une réduction de 94 % des émissions de CO2, 100 % de l’eau, 98 % des matériaux et 82 % des produits chimiques.

Nano Dimension est active dans l’aérospatiale, l’électronique automobile et d’autres secteurs.  L’entreprise a augmenté ses revenus de 258 % CAGR depuis 2020, soit une croissance de 12 fois. Une partie de cette croissance a été stimulée par une série d’acquisitions depuis 2021, regroupant plusieurs technologies d’impression 3D électronique sous le même toit.

Source: Nano Dimensions

Récemment, l’entreprise a été au centre d’une lutte de contrôle entre la direction actuelle et la société de gestion d’actifs Murchinson.

La direction affirme que Murchinson a l’intention d’acquérir l’entreprise à prix réduit et de la liquider afin de « liquider ses actifs en liquidités ».

Depuis lors, le différend est toujours en cours. L’entreprise a amélioré ses flux de trésorerie mais a échoué dans des tentatives répétées d’acquisition de l’imprimante 3D Stratasys.

La situation pourrait se résoudre bientôt, mais d’ici là, les investisseurs pourraient vouloir attendre et voir que l’entreprise continuera d’innover dans l’impression 3D plutôt que d’être liquidée.

9. Nanobiotix

Le NBTXR3 activé par radiothérapie de l’entreprise est composé de nanoparticules d’oxyde d’hafnium d’une taille moyenne de 50 nm.

Source: Nanobiotix

Il est injecté directement dans une tumeur et augmente l’énergie transférée par la radiothérapie 9 fois par rapport à la radiothérapie seule.

Il est inerte en l’absence de radiothérapie et reste dans la tumeur.

Source: Nanobiotix

https&#58://www.youtube.com/watch?v=-c2Y8kLWmq8&t=2s

Cette technologie pourrait être un amplificateur universel de radiothérapie, en particulier pour les tumeurs solides, et est actuellement en essais cliniques pour 14 cancers différents, en partenariat avec Janssen (une branche du géant pharmaceutique Johnson & Johnson) et le MD Anderson Cancer Center. Jusqu’à présent, plus de 350 patients ont été injectés avec le NBTXR3 et le profil de sécurité a été satisfaisant.

Au total, 60 % des patients atteints de cancer reçoivent une radiothérapie, et avec 20 millions de nouveaux diagnostics de cancer chaque année, cela représente un marché potentiel massif pour un amplificateur universel de radiothérapie d’une valeur de 6,2 milliards $ d’ici 2029.

L’accord avec Janssen pour le NBTXR3 comprenait un paiement initial de 60 M$, avec jusqu’à 1,8 milliard $ si les étapes de développement, réglementaires et commerciales ultérieures sont atteintes. À cela s’ajoutent des redevances échelonnées entre 10 % et 20 %.

Source: Nanobiotix

L’entreprise travaille également sur Curadigm et Oocuity. Curadigm est un nanoprimeur qui réduit l’activité hépatique afin d’augmenter les effets des produits pharmaceutiques pendant une période limitée. Oocuity est composé de nanoparticules capables d’ajuster l’activité neuronale, avec d’abord un potentiel pour la douleur neuropathique (douleur induite par un problème cérébral), puis plus tard pour les maladies neurodégénératives comme la maladie de Parkinson, la maladie d’Alzheimer, la démence, etc.

10. ON Semiconductor Corporation

ON Semi est une entreprise de semi-conducteurs spécialisée dans l’électrification, y compris dans l’automobile, mais aussi dans d’autres secteurs comme l’énergie solaire, les batteries, l’aérospatiale, les télécommunications, les centres de données et le médical.

Le secteur automobile représente 50 % des revenus du premier trimestre 2023 et devrait soutenir la majeure partie de la croissance de l’entreprise jusqu’en 2025.

Source: ON Semiconductors

Une grande partie de l’avantage technologique d’ON Semi repose sur le carbure de silicium, un nouveau type de composé de silicium utilisé pour les systèmes électriques à haute énergie. Il permet notamment des charges très élevées nécessaires à la recharge rapide des véhicules électriques.

Cela fait du carbure de silicium une pierre angulaire de toute la transition énergétique et de la haute technologie, des véhicules électriques à l’informatique haute puissance et aux énergies renouvelables. Le carbure de silicium est également étudié pour son utilisation potentielle dans les supercondensateurs et l’informatique quantique.

Cette stratégie de mise en avant du carbure de silicium a conduit ON Semi à enregistrer un taux de croissance annuel composé de 26 % pour les revenus entre 2020 et 2022.

La croissance est portée par une base de clients très large et diversifiée, incluant la plupart des plus grandes entreprises industrielles et technologiques du monde. ON Semi est également actif dans le segment des capteurs, avec le lancement d’un détecteur de gaz de nouvelle génération en avril 2024.

Avec le besoin de batteries et de systèmes électriques toujours plus puissants et efficaces, le carbure de silicium devient de plus en plus important dans la chaîne d’approvisionnement mondiale. Cela fait d’ON Semiconductor et du carbure de silicium l’équivalent des années 2020 de la chaîne d’approvisionnement des semi-conducteurs en silicium, prête à une croissance exceptionnelle.

En tant que leader du secteur, ON Semi devrait grandement bénéficier de la tendance à l’électrification, notamment les véhicules électriques, ainsi que des centres de données pour la formation d’IA, des systèmes solaires et de batteries à l’échelle des services publics, et de la tendance globale à l’électrification.