10 מניות הננוטכנולוגיה המובילות

מהפכת הננו-טק המתמשכת

רחוק מלהיות בתחום המדע הבדיוני, הננוטכנולוגיה כבר נמצאת סביבנו. זה התחיל בעיקר בתעשיית המוליכים למחצה, שנאלצה לנוע בהדרגה לעבר קנה המידה הננומטרי (מיליונית המטר) כדי להמשיך ולהגדיל את צפיפות הטרנזיסטור בשבבי מחשב.

ההתקדמות שנעשתה בייצור בקנה מידה ננו מאפשר כעת כניסת ננו-טכנולוגיה לשפע של מגזרים אחרים, מתרופות ועד טקסטיל ואנרגיה.

ננופלאות

הננוטכנולוגיה גם מבטיחה ליצור שפע של חומרי פלא, כולל גרפן, בורופן, ננו-צינורות וחומרים אחרים שיכולים להיות עדיפים על פלדה, בטון או אפילו טיטניום בכל היבט: קלים יותר, חזקים יותר מבחינה מכנית, עמידים יותר ללחץ, חום וקור .

בדרך כלל מאופיינים בצורות שטוחות/דו מימדיות ייחודיות, חומרים אלה עשויים להיות אפילו מוליכים-על בטמפרטורת החדר.

אז, בתורם, לחומרי הפלא האלה יש תכונות ייחודיות שיכולות לאפשר מושגי מדע בדיוני ממשיים, כמו מעליות חלל, נהגי המונים, רכבות היפרלופ, מכוניות מעופפות, שתלים ביונים, בינה מלאכותית ברמת האדם וכו'.

דנו בפירוט נוסף על כמה מהחומרים הללו ועל החדשות האחרונות עליהם במאמרים הבאים:

• מוליכים למחצה גרפן - האם הם סוף סוף כאן?
• מגרפן לגולדן: חומרים מתקדמים בשכבת אטום אחת פותחים דלתות חדשות לתגליות עתידיות
• כמו גרפן, אבל טוב יותר.

תעשיות המושפעות מננוטכנולוגיה

כאמור, התעשיות המשתמשות כיום בננוטכנולוגיה באופן שוטף הן בעיקר תעשיית המוליכים למחצה.

הנה כמה מהמגזרים האחרים המאמצים אותו במהירות:

• רפואה ותרופות.
• סוללות.
• אנרגיה ירוקה: פאנלים סולאריים, ייצור מימן, התפלה וכו'.
• חלל.
• בְּנִיָה.
• טקסטיל
• תחבורה ורכב.
• ייצור מזון וחקלאות.
• כימיקלים.

אולי זה יכול להיות מהיר יותר להכין רשימה של המגזרים לֹא שילוב ננוטכנולוגיה בתהליכים שלהם...

אתה יכול גם לראות "ממעוף ציפור" של אימוץ ננוטכנולוגיה בתעשיות שונות ודוגמאות בפרסום מדעי זה משנת 2023 שכותרתו "ננוטכנולוגיה: מהפכה בתעשייה המודרנית".

10 חברות ננוטק המובילות

רשימה זו נראית לכסות את רוב יישומי הננוטכנולוגיה והחדשנות ולא רק את חברות הננוטכנולוגיה הגדולות ביותר, אשר נוטות להיות כולן בתעשיית המוליכים למחצה.

1. אפלייד מטיריאלס

Applied Materials מספקת מספר עצום של מוצרים התומכים בייצור של מוליכים למחצה. את רובם יהיה קשה להבין במלואו עבור לא מהנדסים, כמו "סרטי מחסום מתכת ותחמוצת", "סרטים לשינוי צבע והולוגרפי" או "שכבות מתכת בדוגמת חדר".

מקור: אפלייד מטיריאלס

זה הופך אותו לספק מרכזי ל"כמעט כל מי שמייצר שבב." ולכן גם חלק בלתי נפרד מבום הבינה המלאכותית.

היא גם הופכת את המודל העסקי שלה ליציב מאוד, כאשר יותר מ-60% מההכנסות מגיעות ממינויים כמו חידוש אוטומטי של ציוד, שירותי תחזוקה, מכירת חומרים מתכלים וכו'. בממוצע, חוזים אלו נמשכים 2.6 שנים ומתחדשים ביותר מ-90% מהמקרים .

זה הוביל את החברה לרשום 15 רבעונים רצופים של צמיחה משנה לשנה בסוף 2022.

החברה צמחה בהתמדה את חלוקת הדיבידנד שלה, גם אם העלייה המהירה יותר במחיר המניה הורידה את תשואת הדיבידנד. מאז 2012, החברה גם רכשה מחדש כרבע ממניותיה הקיימות.

כמעט כל מכונות מ-Applied Material פועלות ברמה הננומטרית או קרובה אליה, ולעיתים מתפעלות פרוסות סיליקון ואלמנטים אחרים ברמה האטומית.

ניתן להרחיב את המומחיות הזו מעבר לייצור שבבים, כאשר Applied Material כבר פעיל בתעשיות אחרות כמו סולרי, תצוגה/מסכים, ו מערכות ציפוי מגלגל לגלגול משמש לאריזה, נגד זיופים, אבטחה ואלקטרוניקה גמישה.

מקור: אפלייד מטיריאלס

2. יבמ

חברת מפתח ביצירת עידן המחשבים המודרני, International Business Machines, או IBM, מתנסה בננוטכנולוגיה מאז שנות ה-1980. יש לציין, היא הייתה אחראית לטכניקת השכפול הראשונה לתמרן אטומים בודדים על פני משטח עם שליטה.

ההישגים הנוכחיים של IBM בננוטכנולוגיה ממוקדים בעיקר על מוליכים למחצה ומחשוב, ליבת העסקים שלה, בזכות שלה דגם Albany Nanotech Center. זה כולל:

• הטרנזיסטור 2nm הראשון בעולם נחשף בשנת 2021.
• שבבי AI.
• ליטוגרפיה גבוהה NA EUV, השלב הבא בייצור שבבים.
• מחשוב קוונטי, בעיקר עם המעבד Quantum Heron 133 קיוביטים.

קל להתעלם מ-IBM כשמסתכלים על ענקיות טכנולוגיה מכיוון שהיא נמצאת בעיקר ברקע, ומגבילה את עצמה ליכולת הליבה שלה של B2B (Business to Business). עם זאת, זהו למעשה חוזקה עבור IBM, עם שותפויות בנושאי מחשוב וננוטכנולוגיה מעבר לתעשיית המחשבים.

לדוגמה, לרוב חברות התרופות הגדולות יש שותפות אחת או כמה עם IBM לגבי מחשוב ענן, מחשוב קוונטי, פריסת בלוקצ'יין, ERP, AI וכו'.

ניתן לומר את אותו הדבר כמעט לכל תעשייה, מביטחון ועד פיננסים או ייצור ומוצרי צריכה.

3. 3M

3M היא חברת כימיקלים וחומרים גדולה המתמחה במוצרים בעלי ביצועים גבוהים, עם מגוון רחב מאוד של יישומים עבור 60,000 מוצריה השונים.

זה מכסה כמעט כל תהליך תעשייתי וכל תעשייה, החל מיישומים מגוונים כמו דבקים, חומרים נקבוביים, עיבוד קרינה, עיבוד פולימרים, הדפסת תלת מימד, קרמיקה וכו'.

מקור: 3M

החברה היא גם ענקית בקניין רוחני, עם פטנטים של 120,383 ועוד 3,500 פטנטים נוספים מדי שנה, עם מעבדות ב-50 מדינות ו-1.9 מיליארד דולר במו"פ.

מגזר אחד שבו 3M פחות פעילה הוא שירותי הבריאות, מאז הספין-אוף של Solventum באפריל 2024, שבה היא שומרת רק 19.9% ​​בעלות. אתה יכול לקרוא עוד על Solventum כחברה עצמאית במצגת זו.

הודות למומחיות במדעי החומר, ננוטכנולוגיה וכימיה, 3M ממוקמת היטב לבנות חדשנות ננוטכנולוגיה בקנה מידה ולמסחר אותה באמצעות רשת המכירות הנרחבת שלה. וזה כבר יותר מעשור מוכרת כמובילה בתחום הננוטכנולוגיה.

4. BASF (BASFY)

ענקית התעשייה הכימית, BASF מעסיקה 110,000+ עובדים ב-11 חטיבות המקובצות ל-6 מגזרים: כימיקלים, חומרים, פתרונות תעשייתיים, טכנולוגיות שטח, תזונה וטיפוח ופתרונות חקלאיים.

20%+ מהפעילות מגיעה מכימיקלים ופלסטיק ו-20%+ מהובלה. יש לו גם נוכחות חזקה בחקלאות ובמוצרי צריכה.

מקור: BASF

החברה משקיעה באופן מסיבי במחקר ופיתוח, עם הוצאה שנתית של 2B+$, הפרוסה במגזרים רבים, אך עם התמקדות חזקה ביצירת צמיחה במגזר החקלאי (חומרי הדברה, קוטלי עשבים וטיפול בזרעים).

מקור: BASF

המומחיות בייצור פלסטיק וייצור כימיים אחר משתרעת על קנה המידה הננו, בעיקר עם עמדה מובילה בציפוי ננו-חלקיקים, חומרים נקבוביים ופולימרים.

זה נותן לחברה מקום להתרחב במגזרים חדשים. למשל, זה התחיל לאחרונה לספק חומרים פעילים קתודה לתאי סוללת הליתיום-יון של ננוטק אנרג'י.

"השותפות שלנו עם Nanotech, ABTC ו-TODA מסמנת צעד חשוב עבור עסקי מיחזור הסוללות העולמיים של BASF. כעת, אנו מקימים את מערכת הלולאה הסגורה הראשונה בצפון אמריקה. זה מאפשר ל-BASF ול-Nanotech לייצר סוללות ליתיום-יון עם תוכן ממוחזר מקומי".

דניאל שונפלדר, סגן נשיא בכיר סוללות מתכות ומיחזור ב-BASF

4. CATL (300750.SZ)

CATL היא המובילה העולמית בייצור סוללות, מייצרת יותר ממחצית מנפח הסוללות העולמי הכולל. החברה נוכחת בכל שלב בשרשרת האספקה ​​של ייצור הסוללות והיא מובילה בטכנולוגיית סוללות.

זה נכון לגבי סוללות ליתיום-יון, שבהן החברה הייתה מובילה ותיקה מזה זמן רב. CATL הודיעה גם על התקדמות מרשימה במספר סוגי סוללות אחרים:

• סוללה בעלת חיים ארוכים במיוחד של 12,000 מחזורים לאחסון אנרגיה בקנה מידה של שירותים, עם 18,000 מחזורים כמטרה לטווח ארוך.
• סוללת LFP (Lithium Ferrum Phosphate) של 700 ק"מ נטענת לטווח של 400 ק"מ תוך 10 דקות.
• 500 וואט/ק"ג, שיכול לאפשר חשמול של מטוסי נוסעים.
• ייצור המוני של 160Wh/kg סוללות נתרן-יון, עם יעד ל-200Wh/kg.

מקור: CATL

ביצועי הסוללה המרשימים מושגים רק הודות להבנה בכימיה של הסוללה עד לרמה האטומית. על ידי הבנה כיצד פועלים האטומים של הקתודה והאנודה של הסוללה, החברה יכולה ליצור עיצובים חדשים המותאמים לזרימת אלקטרונים ולצפיפות האנרגיה הגבוהה ביותר האפשרית.

CATL השקיעה גם 3.25B ביכולות מיחזור סוללות בסין. CATL השיגה במיוחד שיעור התאוששות יוצא דופן של 99.6% עבור ניקל, קובלט, מנגן, ו-91% עבור ליתיום. גם זה מושג הודות לננוטכנולוגיה מתקדמת והבנה מעמיקה של הכימיה של ליתיום, נחושת, קובלט וכו'.

הודות להיקף, המיקוד והישגי המו"פ שלה, CATL עשויה להיות בחזית החדשנות, הייצור והמיחזור של הסוללות. זה הופך אותו לשותף מרכזי עבור יצרני EV, כולל Tesla, NIO, Ford, Stellantis וכו'.

5. ThermoFisher

ThermoFisher היא מובילה במכשירי מעבדה וכלים אנליטיים לתעשיית הכימיה והביוטק, עם 125,000 עובדים. זה גם הופך אותה לשותף חשוב לייצור בקנה מידה של טיפול רפואי מתקדם ומוצרי ביוטכנולוגיה אחרים.

מקור: ThermoFisher

משיטות גסות יחסית, הביוטק פועלת כעת במלואה בקנה מידה ננו-טק (DNA, RNA, חלבונים), כשהגבול בין ביו-טק לננו-טק הולך ומטושטש.

לדוגמה, שיטות כמו כרומטוגרפיה, ספקטרומטריית מסה או מיקרוסקופיה אלקטרונית מסתמכות כולן על ננוטכנולוגיה מתקדמת כדי לנתח או לטהר דגימות עד לרמת המולקולה.

ומכונות אלו, בתורן, משתמשות ברכיבים ננומטריים כמו ממברנות ננו-נקבוביות, ננו-צינורות וכו'.

עם כל מקרה שימוש חדש, טיפול או חומר פלא שמתגלה, יש גידול בביקוש למכונות TermoFisher.

זה שם את TermoFisher בעמדה טובה לצמוח יחד עם תעשיית הננו-טכנולוגיה והביוטק.

6. קבוצת ייצור גרפן (gmg)

גרפן היא ננו-שכבה דו-ממדית של אטומי פחמן עם תכונות יוצאות דופן על מוליכות, חוזק פיזיקלי (פי 2 מפלדה), מוליכות תרמית וכו'. גילוי הגרפן זכה בפרס נובל בשנת 100.

מקור: חומר גרפן יישומי

גרפן משמש כיום למגוון יישומים, בעיקר כציפוי על חומרים אחרים או כחומר סיכה. היתרונות העיקריים שלו הם עמידות מעולה בפני קורוזיה וכימיקלים ומוליכות תרמית גבוהה.

מקור: gmg

אבל כמה יישומים נוספים יכולים להיות יצירה של מוליכים למחצה גרפן (ראה "מוליכים למחצה גרפן - האם הם סוף סוף כאן?"), או אפילו מוליכים בטמפרטורת החדר. ציפוי גרפן יכול למצוא שימוש גם בסוללות ובטכנולוגיות של כלי לחץ מימן.

מקור: gmg

GMG מייצרת את הגרפן שלה מתאן + מימן, השונה מרוב מתחרותיה, המייצרות אותו ממרבצים טבעיים של גרפיט. זה מאפשר טוהר גבוה יותר, יותר מדרגיות וייצור בעלות נמוכה.

החברה השיקה את מתקן הייצור הראשון שלה באוסטרליה בשנת 2023, עם ייצור של עד מיליון ליטר של ציפוי מחליף חום בשנה.

השלב הבא של החברה יהיה טכנולוגיית הסוללה שלה המבוססת על יון אלומיניום גרפן, עם צפיפות של 290 וואט/ק"ג, טעינה מהירה פי 60 מסוללות ליתיום-יון, חיי סוללה פי 3 ופרופיל סכנת שריפה טוב יותר.

מקור: gmg

7. אוקספורד ננופור טכנולוגיות plc (ONT.L)

אוקספורד ננופור משתמשת טכנולוגיית ריצוף גנום ייחודית הנשענת על תאי זרימה. זה מאפשר "לקרוא" DNA בעת חציית הננו-נקבים, לא באמצעים כימיים אלא ישירות על ידי מדידת זרם חשמלי. אז, במובן מסוים, זו הפעם הראשונה שמחשב יכול לקרוא רצף גנטי (DNA & RNA) בזמן אמת.

מקור: אוקספורד ננופור

יתרון ייחודי נוסף של הטכנולוגיה של החברה הוא בכך שהיא יכולה לקרוא רצפים גנטיים ארוכים יותר משיטות רצף קונבנציונליות. רצפים ארוכים וקריאה בזמן אמת יכולים לעזור להשיג תוצאות טובות ומהירות יותר, מה שחשוב לניתוח סרטן או מחלות זיהומיות כמו חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה.

לבסוף, מדידה חשמלית מאפשרת סיקוונסרים קטנים וניידים יותר, שיפור מהמכונות המאסיביות ששימשו עד כה. זה מאפשר לחברה לייצר מגוון רחב של סיקוונסרים, כולל מכונות איטיות יותר, קטנות יותר והרבה יותר זולות, החל מ-1,000 דולר. זה יכול להרחיב באופן קיצוני את שוק הרצף, כאשר רצף נייד או בעלות נמוכה לא הייתה אפשרות בעבר.

בגלל הטכנולוגיה החדשה באופן קיצוני שלה, לא ברור היכן אוקספורד תשתלב במערכת אקולוגית של רצף גנום בוגר יותר.

זה יכול להחליף באופן מלא את הטכנולוגיה הקיימת של קריאה כימית/אופטית של גנומים מ- Illumina ו-Pacific Biosciences. או שהוא יכול להפוך לאפליקציה מוצלחת אך נישתית עבור רצף בנפח נמוך או נייד או לרצף הדורש קריאה מדויקת של רצפים גנטיים ארוכים.

אתה יכול להחליט בעצמך את התרחיש הסביר עבור שוק ריצוף הגנים עם המאמר שלנו "5 חברות רצף הגנום הטובות ביותר".

החברה גם מתכננת להתרחב לקריאה של חלבונים, שינוי פוסט-תרגום של חלבונים או מולקולות קטנות, ומדידות אחרות ממש בקצה של מדעי החיים.

8. מימד ננו

רוב חברות הייצור התוסף מתמקדות במתכת ופלסטיק, עם עין לחלקים מכניים מורכבים. Nano Dimension מתמקדת במקום זאת באלקטרוניקה מודפסת בתלת מימד. זה כולל טכנולוגיות מיוחדות מאוד כמו דיו וקרמיקה מוליכים או דיאלקטריים.

זהו אחד מהיישומים האפשריים של הדפסת תלת מימד בקנה מידה ננו, אותו חקרנו עוד ב"הדפסה תלת מימדית בקנה מידה ננו נראית מוכנה למסחור".

מקור: ננו מימדים

לדוגמה, ניתן להשתמש בטכנולוגיות אלו לבניית רכיבים אופטיים או רדיו. החברה טוענת שהיא יכולה להפחית את טביעת הרגל האקולוגית של הייצור, עם ירידה של 94% בפליטת CO2, 100% במים, 98% בחומרים ו-82% בכימיקלים.

Nano Dimension פעילה בתחום התעופה והחלל, אלקטרוניקה לרכב ומגזרים אחרים. החברה הגדילה את הכנסותיה ב-258% CAGR מאז 2020, או צמיחה של פי 12. חלק מהצמיחה הזו נבעה מסדרה של רכישות מאז 2021, שהביאו מספר טכנולוגיות הדפסה תלת-ממדיות אלקטרוניות תחת אותה קורת גג.

מקור: ננו מימדים

לאחרונה עמדה החברה במרכזו של מאבק שליטה בין ההנהלה הנוכחית לבין חברת ניהול הנכסים מרצ'ינסון.

ההנהלה טוענת שמרצ'ינסון מתכוונת לרכוש את החברה בהנחה ולחסל את החברה כדי "לחסל את נכסי המזומנים שלה".

מאז, המחלוקת עדיין נמשכת. החברה שיפרה את תזרימי המזומנים שלה אך נכשל ב ניסיונות חוזרים ונשנים לקנות את מדפסת התלת מימד Stratasys.

ייתכן שהמצב ייפתר בקרוב, אבל עד אז אולי משקיעים ירצו להמתין ולראות שהחברה תמשיך לחדש בהדפסת תלת מימד במקום להתחסל.

9. ננוביוטיקס

NBTXR3 המופעל בהקרנות של החברה עשוי מננו-חלקיקים של תחמוצת הפניום בגודל ממוצע של 50 ננומטר.

מקור: ננוביוטיקס

הוא מוזרק ישירות לגידול ומגביר את האנרגיה המועברת בהקרנות פי 9 בהשוואה לטיפול בהקרנות בלבד.

הוא אינרטי בהיעדר הקרנות ונשאר בגידול.

מקור: ננוביוטיקס

טכנולוגיה זו יכולה להיות משפר קרינה אוניברסלי, במיוחד עבור גידולים מוצקים, ו נמצא כעת בניסויים קליניים עבור 14 סוגי סרטן שונים, בשיתוף עם Janssen (סניף של ענקית הפארמה ג'ונסון אנד ג'ונסון) ומרכז MD Anderson Cancer. עד כה, 350+ חולים הוזרקו עם NBTXR3 ופרופיל הבטיחות היה מספק.

בסך הכל, 60% מחולי הסרטן מקבלים טיפול קרינתי, ועם 20 מיליון אבחנות סרטן חדשות בשנה, זה הופך אותו לשוק פוטנציאלי עצום עבור מגבר קרינה אוניברסלי בשווי 6.2 מיליארד דולר עד 2029.

ההסכם עם Janssen עבור NBTXR3 כלל 60 מיליון דולר מראש, עם עד 1.8 מיליארד דולר אם יגיעו לאבני דרך מאוחרות יותר בפיתוח, רגולציה ומסחר. לכך מתווספים תמלוגים מדורגים בין 10-20%.

מקור: ננוביוטיקס

החברה עובדת גם על Curadigm ו-Oocuity. Curadigm הוא ננו-פרימר המפחית את פעילות הכבד כדי להגביר את ההשפעות של תרופות לפרק זמן מוגבל. האוקיוציה עשויה מננו-חלקיקים המסוגלים להתאים את הפעילות העצבית, עם פוטנציאל תחילה לכאב נוירופתי (כאב הנגרם מבעיה מוחית), ובהמשך למחלות ניווניות של עצבים כמו פרקינסון, אלצהיימר, דמנציה וכו'.

10. תאגיד ON Semiconductor

ON Semi היא חברת מוליכים למחצה המתמחה בחשמל, כולל בתחום הרכב, אבל גם במגזרים אחרים כמו אנרגיה סולארית, סוללות, תעופה וחלל, טלקומוניקציה, מרכזי נתונים ורפואה.

מגזר הרכב מייצר 50% מההכנסות ברבעון הראשון של 1 וצפוי לשאת את רוב צמיחת החברה עד 2023.

מקור: ON מוליכים למחצה

חלק גדול מהיתרון הטכנולוגי של ON Semi מבוסס על סיליקון קרביד, סוג חדש של תרכובת סיליקון המשמשת למערכות חשמל בעלות אנרגיה גבוהה. הם מאפשרים במיוחד עומסי הספק גבוהים מאוד הנדרשים לטעינה מהירה של EVs.

זה הופך את הסיליקון קרביד לאבן היסוד של כל מעבר האנרגיה וההייטק, מ-EV ועד מחשוב חזק ואנרגיות מתחדשות. סיליקון קרביד נחקר גם עבור השימוש הפוטנציאלי שלו ב מנקי-על ו מחשוב קוונטי.

אסטרטגיה זו של הכפלה של סיליקון קרביד הובילה לכך ש-ON Semi חווה CAGR של 26% להכנסות בין השנים 2020-2022.

הצמיחה נישאת על ידי בסיס לקוחות גדול מאוד ומגוון, כולל רוב חברות התעשייה והטכנולוגיה הגדולות בעולם. ON Semi הוא גם פעיל בגזרת החיישנים, עם שחרורו של גלאי גז מהדור הבא באפריל 2024.

עם הצורך בסוללות ומערכות חשמליות חזקות ויעילות יותר ויותר, סיליקון קרבידים הופכים חשובים יותר ויותר בשרשרת האספקה ​​העולמית. זה הופך את ON סמיקונדקטור וסיליקון קרביד למקבילה של שנות ה-2020 של המאה ה-XNUMX לשרשרת האספקה ​​של מוליכים למחצה סיליקון, המהווה צמיחה מוגזמת.

כמובילה בתחום, ON Semi עשויה להפיק תועלת רבה ממגמת החשמול, במיוחד מכוניות חשמליות, וכן ממרכזי נתונים לאימון בינה מלאכותית, מערכות סולאריות וסוללות בקנה מידה שירות, ומגמת החשמול הכוללת.