Topp 10 Nanoteknikaktier

Den pågående nanotekrevolutionen

Långt ifrån att vara i science fiction‑världen är nanoteknik redan överallt omkring oss. Detta började främst med halvledarindustrin, som tvingades successivt gå mot nanometerskalan (en miljondel av en meter) för att fortsätta öka transistor‑densiteten i datorkretsar.

De framsteg som gjorts inom tillverkning på nanoskalor möjliggör nu att nanotekniken kan komma in i många andra sektorer, från läkemedel till textilier och energi.

Nanoförundran

Nanoteknik lovar också att skapa många fantastiska material, inklusive grafen, borofen, nanotuber och andra material som kan vara överlägsna stål, betong eller till och med titan i alla avseenden: lättare, mekaniskt starkare, mer motståndskraftiga mot påfrestning, värme och kyla.

Vanligtvis kännetecknas dessa material av unika platta/2D‑former och de kan till och med vara supraledande vid rumstemperatur.

Dessa fantastiska material har i sin tur unika egenskaper som kan göra faktiska science‑fiction‑koncept möjliga, såsom rymdliftar, massdrivar, hyperloop‑tåg, flygande bilar, bioniska implantat, AI på mänsklig nivå osv.

Vi har diskuterat några av dessa material mer i detalj samt de senaste nyheterna om dem i följande artiklar:

• Grafen‑semiconductor – Är de äntligen här?
• Från grafen till Goldene: Avancerade enkla‑atom‑lager‑material öppnar nya dörrar för framtida upptäckter
• Som grafen, men bättre.

Industrier påverkade av nanoteknik

Som tidigare nämnts är de industrier som för närvarande använder nanoteknik pågående främst halvledarindustrin.

Här är några av de andra sektorer som snabbt antar den:

• Medicin & läkemedel.
• Batterier.
• Grön energi: solpaneler, vätgasproduktion, avsaltning osv.
• Luft- och rymd.
• Byggnation.
• Textilier.
• Transport och fordon.
• Livsmedelsproduktion och jordbruk.
• Kemikalier.

Kanske skulle det gå snabbare att göra en lista över de sektorer inte integrerar nanoteknik i sina processer…

Du kan också se en ”fågelperspektiv” på nanoteknikens antagande i olika industrier och exempel i denna vetenskapliga publikation från 2023 med titeln ”Nanoteknik: En revolution i modern industri”.

Topp 10 nanotekföretag

Denna lista försöker täcka de flesta nanoteknologiska tillämpningar och innovationer snarare än bara de största nanoteknikföretagen, som tenderar att alla vara inom halvledarindustrin.

1. Applied Materials

Applied Materials tillhandahåller en mängd produkter som stödjer tillverkning av halvledare. De flesta är svåra att fullt ut förstå för icke‑ingenjörer, som “Metal and oxide barrier films,” “Color shifting and holographic films,” or “In-chamber patterned metal layers.

Källa: Applied Materials

Det gör det till en central leverantör till “nästan alla som tillverkar en mikrochip.” Och därför också en integrerad del av AI‑boomen.

Det gör också dess affärsmodell mycket stabil, med mer än 60 % av intäkterna som kommer från prenumerationer såsom automatisk förnyelse av utrustning, underhållstjänster, försäljning av förbrukningsmaterial osv. I genomsnitt varar dessa kontrakt 2,6 år och förnyas i mer än 90 % av fallen.

Det ledde företaget till att registrera 15 på varandra följande kvartal med år‑till‑år‑tillväxt i slutet av 2022.

Företaget har stadigt ökat sin utdelningsutdelning, även om den snabba aktiekursökningen har sänkt utdelningsavkastningen. Sedan 2012 har företaget också återköpt cirka en fjärdedel av sina utestående aktier.

Nästan all maskinvara från Applied Materials fungerar på eller nära nanoskalnivå, ibland manipulerar de kiselplattor och andra element på atomnivå.

Denna expertis kan utökas bortom chip‑tillverkning, och Applied Materials är redan aktiv i andra industrier som solenergi, display/skärmar, och roll‑till‑roll‑beläggningssystem som används för förpackning, antikopiering, säkerhet och flexibel elektronik.

Källa: Applied Materials

2. IBM

Ett nyckelföretag i skapandet av den moderna datoråldern, International Business Machines, eller IBM, har experimenterat med nanoteknik sedan 1980‑talen. Noterbart var de ansvariga för den allra första reproducerbara tekniken för att manipulera enskilda atomer över en yta med kontroll.

IBMs nuvarande framsteg inom nanoteknik fokuserar mest på halvledare och databehandling, kärnan i deras verksamhet, tack vare deras modell Albany Nanotech Center. Detta inkluderar:

• Världens första 2 nm‑transistor avslöjades 2021.
• AI‑chip.
• High NA EUV-litografi, nästa steg i chip‑tillverkning.
• Kvantberäkning, särskilt med den 133‑qubit‑processorn Quantum Heron.

Det är lätt att förbise IBM när man tittar på teknikjättar eftersom de mest är i bakgrunden och begränsar sig till sin kärnkompetens inom B2B (Business to Business). Detta är dock faktiskt en styrka för IBM, med partnerskap kring databehandling och nanoteknik bortom datorindustrin.

Till exempel, de flesta av de största läkemedelsföretagen har ett eller flera partnerskap med IBM gällande molndatabehandling, kvantberäkning, implementering av blockchain, ERP, AI osv.

Samma sak kan sägas för nästan alla industrier, från försvar till finans eller tillverkning och konsumentvaror.

3. 3M

3M är ett stort kemikalie‑ och materialföretag som specialiserar sig på högpresterande produkter, med ett mycket brett användningsområde för sina 60 000 olika produkter.

Det täcker nästan alla industriella processer och varje industri, med tillämpningar så varierande som lim, porösa material, strålningsbehandling, polymerbearbetning, 3D‑utskrift, keramik osv.

Källa: 3M

Företaget är också en jätte inom immateriella rättigheter, med 120 383 patent och över 3 500 nya patent varje år, med laboratorier i 50 länder och 1,9  miljarder dollar i FoU.

Ett segment där 3M är mindre aktiv är hälso‑ och sjukvård, eftersom avknoppningen av Solventum i april 2024, där de bara behåller 19,9 % ägande. Du kan läsa mer om Solventum som ett fristående företag i den här presentationen.

Tack vare expertis inom materialvetenskap, nanoteknik och kemi är 3M väl positionerat för att bygga nanoteknologisk innovation i stor skala och kommersialisera den genom sitt omfattande försäljningsnätverk. Och de har erkänts som ledande inom nanoteknik i mer än ett decennium.

4. BASF (BASFY)

En jätte inom kemikalieindustrin, BASF har över 110 000 anställda i 11 divisioner grupperade i 6 segment: Kemikalier, Material, Industriella lösningar, Ytteknik, Näring & Vård samt Jordbrukslösningar.

Mer än 20 % av verksamheten kommer från kemikalier och plast och mer än 20 % från transport. De har också en stark närvaro inom jordbruk och konsumentvaror.

Källa: BASF

Företaget investerar massivt i FoU, med över 2  miljarder dollar årlig kostnad, spridd över många sektorer, men med starkt fokus på att skapa tillväxt inom jordbrukssektorn (bekämpningsmedel, herbicider och fröbehandling).

Källa: BASF

Expertisen inom plast och annan kemisk tillverkning sträcker sig till nanoskalor, särskilt med en ledande position inom nanopartikelförsedda ytbeläggningar, porösa material och polymerer.

Det ger företaget utrymme att expandera till nya sektorer. Till exempel har de nyligen börjat leverera katodaktiva material till Nanotech Energies litium‑jonbattericeller.

“Vårt partnerskap med Nanotech, ABTC och TODA markerar ett viktigt steg för BASFs globala batteriåtervinningsverksamhet. Nu etablerar vi det första slutna kretsloppssystemet i Nordamerika. Detta möjliggör för BASF och Nanotech att producera litium‑jonbatterier med lokalt återvunnet innehåll.”
Daniel Schönfelder, Senior Vice President Battery Base Metals and Recycling at BASF

4. CATL (300750.SZ)

CATL är den globala ledaren inom batteritillverkning och producerar mer än hälften av den totala globala batterivolymen. Företaget är närvarande i varje steg av batteritillverkningsförsörjningskedjan och är en ledare inom batteriteknik.

Detta gäller för litium‑jonbatterier, där företaget länge har varit en etablerad ledare. CATL har också tillkännagivit imponerande framsteg inom flera andra batterityper :

• Ett 12 000‑cyklers ultra‑långlivat batteri för energilagring i verkstadsskala, med 18 000 cykler som långsiktigt mål.
• Ett 700 km LFP‑batteri (litiumjärnfosfat) som laddar 400 km räckvidd på 10 minuter.
• Ett 500 Wh/kg‑batteri, potentiellt möjliggörande av elektrifiering av passagerarflygplan.
• Massproduktion av 160 Wh/kg natrium‑jonbatterier, med ett mål på 200 Wh/kg.

Källa: CATL

Denna imponerande batteriprestanda uppnås endast tack vare en förståelse för batterikemi ner till atomnivå. Genom att förstå hur atomerna i batteriets katod & anod agerar kan företaget skapa nya designer som är optimerade för elektronflöden och högsta möjliga energitäthet.

CATL har också investerat 3,25 mrd i batteriåtervinningskapacitet i Kina. CATL har särskilt uppnått en anmärkningsvärd återvinningsgrad på 99,6 % för nickel, kobolt, mangan och 91 % för litium. Detta uppnås också tack vare avancerad nanoteknik och en djup förståelse för kemin hos litium, koppar, kobolt osv.

Tack vare sin skala, fokus och FoU‑resultat är CATL sannolikt i framkant av batteriinnovation, tillverkning och återvinning. Detta gör dem till en nyckelpartner för elfordonsproducenter, inklusive Tesla, NIO, Ford, Stellantis osv.

5. ThermoFisher

ThermoFisher är en ledare inom laboratorieinstrument och analytiska verktyg för den kemiska och bioteknikindustrin, med 125 000 anställda. Detta gör dem också till en viktig partner för produktion i skala av avancerade medicinska behandlingar och andra bioteknikprodukter.

Källa: ThermoFisher

Från relativt grova metoder är biotek nu helt verksam på nanoskalor (DNA, RNA, proteiner), där gränsen mellan biotek och nanotek blir allt mer suddig.

Till exempel förlitar sig metoder som kromatografi, masspektrometri eller elektronmikroskopi på avancerad nanoteknik för att analysera eller rena prover ner till molekylnivå.

Och dessa maskiner använder i sin tur nanoskaliga komponenter som nanoporerade membran, nanotuber osv.

Med varje nytt användningsfall, terapi eller mirakelmaterial som upptäcks, ökar efterfrågan på ThermoFisher‑maskiner.

Detta placerar ThermoFisher i en god position att växa tillsammans med nanotek‑ och biotekindustrin.

6. Graphene Manufacturing Group (GMG)

Grafen är ett 2D‑nanolager av kolatomer med exceptionella egenskaper vad gäller ledningsförmåga, fysisk styrka (100 × starkare än stål), värmeledningsförmåga osv. Upptäckten av grafen belönades med ett Nobelpris 2010.

Källa: Applied Graphene Material

Grafen används för närvarande i en mängd olika tillämpningar, främst som beläggning på andra material eller som smörjmedel. Dess huvudfördelar är överlägset motstånd mot korrosion och kemikalier samt hög värmeledningsförmåga.

Källa: GMG

Men vissa ytterligare tillämpningar kan vara skapandet av grafen‑semiconductor (se ”Graphene Semiconductors – Are They Finally Here?”), eller till och med rumstemperatur‑supraledare. Grafenbeläggning kan också användas i batterier och för väte‑tryckkärleteknologier.

Källa: GMG

GMG producerar sitt grafen från metan + väte, vilket skiljer sig från de flesta konkurrenter som producerar det från naturliga grafitavlagringar. Detta möjliggör högre renhet, större skalbarhet och lågkostnadsproduktion.

Företaget lanserade sin första produktionsanläggning i Australien 2023, med upp till 1 miljon liter värmeväxlare‑beläggningsproduktion per år.

Nästa steg för företaget blir deras batteriteknik baserad på grafen‑aluminium‑jon, med en energitäthet på 290 Wh/kg, 60 × snabbare laddning än litium‑jonbatterier, 3 × batteriets livslängd och en bättre brandriskprofil.

Källa: GMG

7. Oxford Nanopore Technologies plc (ONT.L)

Oxford Nanopore använder en unik genomsekvenseringsteknik som förlitar sig på flödesceller. Detta gör att DNA kan ”läsas” när det passerar nanoporerna, inte genom kemiska metoder utan direkt genom att mäta en elektrisk ström. På så sätt är detta första gången en dator kan läsa en genetisk sekvens (DNA & RNA) i realtid.

Källa: Oxford Nanopore

En annan unik fördel med företagets teknik är att den kan läsa längre genetiska sekvenser än konventionella sekvenseringsmetoder. Långa sekvenser och realtidsläsning kan bidra till bättre och snabbare resultat, vilket är viktigt för canceranalys eller infektionssjukdomar som antibiotikaresistenta bakterier.

Slutligen möjliggör elektrisk mätning mindre och mer bärbara sekvenserare, en förbättring jämfört med de massiva maskiner som tidigare använts. Detta gör att företaget kan producera ett brett sortiment av sekvenserare, inklusive långsammare, mindre och mycket billigare maskiner, med startpris på 1 000 $. Detta kan radikalt expandera sekvenseringsmarknaden, där mobil eller lågkostnadssekvensering tidigare inte var ett alternativ.

På grund av sin radikalt nya teknik är det oklart var Oxford kommer att placeras i ett mer moget ekosystem för genomsekvensering.

Det kan helt ersätta den etablerade tekniken för kemisk/optisk läsning av genom från Illumina och Pacific Biosciences. Eller så kan det bli en framgångsrik men nischad tillämpning för lågvolym‑ eller mobil sekvensering eller för sekvensering som kräver hög noggrannhet vid läsning av långa genetiska sekvenser.

Du kan själv avgöra det sannolika scenariot för marknaden för gensekvensering med vår artikel ”5 Best Genome Sequencing Companies”.

Företaget planerar också att expandera till läsning av proteiner, post‑translationella modifieringar av proteiner eller små molekyler, samt andra mätningar i livsvetenskapens allra framkant.

8. Nano Dimension

De flesta additivt tillverkande företag fokuserar på metall och plast med inriktning på komplexa mekaniska delar. Nano Dimension fokuserar istället på 3D‑utskriven elektronik. Detta inkluderar mycket specialiserade teknologier som ledande eller dielektriska bläck & keramer.

Detta är en av de möjliga tillämpningarna av 3D‑utskrift på nanoskalor, som vi utforskade vidare i ”Nanoscale 3D Printing Looks Primed for Commercialization”.

Källa: Nano Dimensions

Till exempel kan dessa teknologier användas för att bygga optiska eller radiokomponenter. Företaget påstår att de kan minska tillverkningsprocessens ekologiska fotavtryck med en minskning på 94 % i CO₂‑utsläpp, 100 % i vatten, 98 % i material och 82 % i kemikalier.

Nano Dimension är aktivt inom luft‑ och rymd, fordons‑elektronik och andra sektorer. Företaget har ökat sina intäkter med 258 % CAGR sedan 2020, vilket motsvarar en 12‑faldig tillväxt. En del av denna tillväxt drevs av en serie förvärv sedan 2021, som samlat flera elektroniska 3D‑utskrifts teknologier under samma tak.

Källa: Nano Dimensions

Nyligen befann sig företaget i centrum av en maktkamp mellan den nuvarande ledningen och förmögenhetsförvaltningsföretaget Murchinson.

Ledningen påstår att Murchinson avser att förvärva företaget till ett rabatterat pris och likvidera företaget för att ”likvidera dess kontanta tillgångar”.

Sedan dess pågår tvisten fortfarande. Företaget har förbättrat sina kassaflöden men har misslyckats med upprepade försök att köpa 3D‑skrivaren Stratasys.

Situationen kan lösas snart, men tills dess kan investerare vilja vänta och se att företaget fortsätter att innovera inom 3D‑utskrift istället för att likvideras.

9. Nanobiotix

Företagets strålterapi‑aktiverade NBTXR3 består av hafniumoxid‑nanopartiklar med en genomsnittlig storlek på 50 nm.

Källa: Nanobiotix

Den injiceras direkt i en tumör och ökar den energi som överförs av strålterapi 9 × jämfört med enbart strålterapi.

Den är inert i frånvaro av strålterapi och stannar kvar i tumören.

Källa: Nanobiotix