Les nouvelles les plus importantes concernant les matériaux avancés en 2021

Les nouvelles les plus importantes concernant les matériaux avancés en 2021

molecules and abstract conception 3d rendering
Avec la pandémie qui fait toujours rage, les perturbations de la chaîne d'approvisionnement, la pénurie de puces, les catastrophes climatiques et les turbulences géopolitiques, on peut dire que l'année 2021 n'a pas été de tout repos. Le secteur des matériaux et de la chimie constitue l'épine dorsale de chaque industrie et reste sous la pression de tous ces défis. Dans ce domaine, il sera toujours nécessaire de pousser la recherche, le développement et le déploiement de nouveaux matériaux avancés en réponse à tous les moteurs du marché. Dans cet article, IDTechEx met en évidence les nouvelles clés de leur perspective indépendante sur cette industrie cruciale.

Mouvement commercial : fusions et acquisitions

Les fusions et acquisitions sont courantes, mais l'année 2021 a été marquée par des changements très notables. Materion a acquis le portefeuille de matériaux électroniques de H.C. Starck, Heraeus a acquis HS Advanced Materials, Boyd Corporation a acquis Siltec, Sun Chemical et DIC ont acquis une division de BASF, et même en dehors des géants de la chimie, WD Lab Grown Diamonds a acquis J2 Materials. Il n'y a pas eu que des réussites : en mars, Applied Materials a renoncé à son projet d'acquisition de Kokusai Electric.
 
La nouvelle la plus notable de 2021 est certainement celle de DuPont et de son acquisition importante de Laird Performance Materials (finalisée en juillet) et de Rogers Corporation (accord annoncé en novembre). Dans les deux cas, ils font partie de l'unité commerciale Electronics & Industrial de DuPont et ont cité le véhicule autonome comme un marché clé, au-delà du fait que l'acquisition de Rogers renforce la capacité des véhicules électriques et que Laird étend la portée de l'informatique haute performance, de l'IA, de la 5G et de l'IoT. Le portefeuille de matériaux et les capacités sont vastes, mais ils sont certainement centrés sur certains des principaux défis auxquels ces industries sont confrontées, comme la gestion thermique et le blindage EMI.
Légende : Les matériaux avancés seront essentiels pour permettre la croissance des marchés émergents. Source : IDTechEx

Financement public et privé

L'année 2020 et le début de l'année 2021 ont été marqués par le boom des sociétés qui s'introduisent en bourse en fusionnant avec une société de capital-risque. Cette tendance a été observée dans le monde des matériaux avancés et dans des industries étroitement liées dont les matériaux sont au cœur, comme l'impression 3D (avec des entreprises comme Markforged) et le stockage de l'énergie (avec des entreprises comme Enovix), dont nous avons parlé dans des articlesprécédents. En ce qui concerne les matériaux, la plus notable est Meta Materials (cotée au NASDAQ depuis juin), leader dans le domaine émergent et passionnant des métamatériaux, qui cherche à avoir un impact sur un large éventail de secteurs, de l'électronique grand public à la 5G, en passant par la santé, l'aérospatiale et au-delà. L'autre société de matériaux avancés à mettre en avant ici est Origin Materials (également cotée au NASAQ depuis juin) avec ses matériaux durables à base de carbone négatif. Certaines de ces entreprises publiques en phase de démarrage suscitent beaucoup d'enthousiasme, mais aussi beaucoup de turbulences et de mauvaises nouvelles ; on l'a vu avec le cours de Meta Materials, mais on le voit surtout avec Zymergen (introduction en bourse en avril 2021), qui utilise la biologie synthétique pour une variété de produits, mais dont la cible commerciale initiale est un film de polyimide, et qui a connu une chute brutale en août en déclarant que son chiffre d'affaires pour 2022 serait "immatériel".
 
Bien sûr, il n'y a pas que le financement public qu'il est important de suivre. Nous avons assisté à des annonces et à des cycles de financement privé notables, qu'il s'agisse d'entreprises à un stade précoce ou à plus petite échelle, telles que C12 Quantum Electronics, qui a obtenu 10 millions de dollars pour ses travaux sur les NTC pour les ordinateurs quantiques, Stoicheia (5 millions de dollars) pour son processus de découverte de matériaux avancés, DiviGas (3,6 millions de dollars) et Osmoses (3 millions de dollars), toutes deux pour une nouvelle technologie de membrane, ou d'entreprises plus avancées, telles que CHASM Advanced Materials (15 millions de dollars), avec son processus de découverte de matériaux avancés.6 millions de dollars) et Osmoses (3 millions de dollars) pour leur nouvelle technologie de membrane, à ceux qui sont plus avancés, comme CHASM Advanced Materials (15 millions de dollars) pour ses développements de nanotubes hybrides, Via Separations (38 millions de dollars) pour sa plateforme de membrane en oxyde de graphène, et Continuous Composites (17 millions de dollars) pour l'impression 3D de PRF thermodurcissables, et jusqu'à des fonds plus importants pour aider à développer leur déploiement commercial, comme Phononic (50 millions de dollars) pour son refroidisseur thermoélectrique en tellurure de bismuth, ARRIS Composites (88.5 millions de dollars) pour la fabrication avancée de composites et Plastic Energy (145 millions d'euros) pour le recyclage chimique des déchets plastiques. Il y en a d'innombrables autres et il est certain que l'appétit de financement, même dans certaines industries qui ne verront pas de retour avant plus longtemps que la plupart, n'a pas diminué.

Partenariats

Le financement et les acquisitions sont importants, mais les partenariats et accords stratégiques peuvent être essentiels au succès ou à l'échec de tout matériau émergent. Comme dans les sections précédentes, nous l'avons vu avec de nombreux secteurs tels que Solvay et 9T Labs pour les composites et d'innombrables dans le recyclage chimique dans les déchets plastiques. IDTechEx a identifié le domaine de l'informatique des matériaux comme l'un de ceux où l'on a vu certains des partenariats les plus accrocheurs, ce sujet concerne l'utilisation d'approches centrées sur les données pour accélérer la R&D sur les matériaux. L'informatique des matériaux a vu l'engagement de nombreuses grandes entreprises chimiques et de matériaux avec des fournisseurs externes clés, mais en 2021, les partenariats avec de grandes entreprises de simulation d'ingénierie/logiciels ont été les nouvelles les plus marquantes avec Citrine Informatics et Intellegens qui ont uni leurs forces avec Siemens et Ansys, respectivement.

La production commence et les extensions arrivent

L'une des parties les plus difficiles de la commercialisation d'un matériau est d'atteindre un volume notable en dehors d'une échelle pilote en laboratoire. Nous avons vu ce saut pour certains matériaux intéressants, notamment NAWA Technologies et ses VACNT (CNT alignés verticalement) qui sont entrés dans la première phase de leur production industrielle en août et General Graphene Corporation qui a lancé sa ligne de production de rouleau à rouleau de grande capacité pour le graphène obtenu par CVD.
 
Ensuite, les matériaux avancés plus matures connaissent quelques expansions clés. Dans le domaine des matériaux verts, Green Dot a commencé à doubler sa capacité de production de bioplastiques, Braskem a augmenté sa production d'éthylène vert et NatureWorks a obtenu le feu vert pour construire une deuxième usine de PLA. Les matériaux d'interface thermique ne sont pas la catégorie de matériaux la plus passionnante, mais les exigences croissantes en matière de gestion thermique représentent un marché essentiel et en pleine croissance, ce qui a donné lieu à des annonces d'expansion de la part de Wacker, Elkem et DuPont. Le marché de l'aérospatiale est un moteur essentiel pour de nombreux matériaux avancés et a été l'un des secteurs les plus touchés par la pandémie. La reprise est en cours, comme le montre la réception par Airbus de sa première commande importante en novembre, mais elle présente toujours des défis pour les acteurs de la chaîne d'approvisionnement. L'un de ces matériaux est la fibre de carbone, mais les nouvelles ne sont pas toutes mauvaises pour ces acteurs, puisque Zoltek a annoncé une expansion de sa fibre à grand rayon d'action pour répondre à la demande du marché de l'éolien.
 
Le dernier domaine à explorer pour les nouveautés de 2021 concerne l'objectif final ultime, l'utilisation des produits. Nous nous intéresserons ici à deux secteurs : l'électronique et le stockage de l'énergie.

Applications : électronique

L'industrie électronique a été dominée par l'actualité des semi-conducteurs en 2021, principalement autour de la pénurie de puces, mais aussi avec l'excitation suscitée par les annonces de puces TSMC et IBM en 1 nm et 2 nm, le rôle de la technologie de lithographie à ultraviolet extrême (EUV) d'ASML et les plans d'expansion régionale.
 
En dehors de cela, il y a eu quelques développements intéressants. Les rumeurs et fuites d'Apple autour de son prochain téléphone et de son casque AR/VR suggèrent qu'ils adopteront le protocole Wi-Fi 6E, ce qui nécessitera l'adoption de substrats LTCC (low temperature cofired ceramics) notables. L'industrie des points quantiques a connu une grande effervescence dans son secteur le plus prometteur, celui des écrans, où l'accélération et la concurrence se sont poursuivies à un rythme soutenu, avec notamment des indications selon lesquelles le téléviseur QD-OLED de Samsung devrait arriver en 2022, ainsi que sur des marchés à un stade plus précoce, comme l'installation de fenêtres solaires sur des bâtiments commerciaux par UbiQD. Les nanomatériaux poursuivent leur progression dans tous les secteurs, avec des exemples comme Nanowear et son vêtement à nanofibres pour la surveillance à distance des patients, qui a obtenu l'autorisation de la FDA.

Applications : stockage d'énergie

Le stockage de l'énergie reste l'un des domaines clés de la R&D sur les matériaux. L'argent continue d'affluer, mais le marché est difficile, comme en témoigne l'annonce faite par Johnson Matthey en novembre de son intention de se retirer des matériaux pour batteries.
 
En ce qui concerne les matériaux de nouvelle génération, les batteries au graphène continuent de faire les gros titres, notamment grâce à GAC qui a fait plusieurs présentations et annonces concernant sa solution de charge rapide au graphène. Le secteur du lithium-soufre a semblé faire un pas en arrière avec la faillite et la mise sous administration judiciaire d'Oxis Energy en mai (Johnson Matthey a racheté la propriété intellectuelle), mais il a également connu une certaine progression grâce à des matériaux en phase initiale, notamment Lyten qui est sorti du mode furtif avec sa solution de "graphène 3D", Li-S Energy qui a présenté des résultats prometteurs avec des nanotubes de nitrure de bore (BNNT) et LG Chem et NextTech qui ont également fait des annonces importantes.
 
D'autres matériaux sont beaucoup plus susceptibles d'avoir un impact plus immédiat ou plus durable sur la prochaine génération de cellules de batterie, les anodes en silicium et les batteriesà l'état solide étant deux domaines essentiels. Pour plus d'informations, le lecteur est invité à consulter unarticle récent qui présente les tendances et les évolutions du stockage de l'énergie en 2021.
 
La chimie des cellules est ce qui fait la plupart des gros titres, mais il serait stupide de ne pas tenir compte des améliorations qui ont lieu au sein du pack. L'utilisation de composites d'aérogels de silice pour servir de barrières thermiques à l'emballement est une nouvelle passionnante dans le domaine des matériaux avancés. Ce phénomène a déjà été observé en Chine et a maintenant connu une progression significative avec Aspen Aerogels qui a annoncé des commandes d'un équipementier nord-américain et asiatique.

Outlook

Il est maintenant important de porter notre attention sur l'année à venir et sur ce qui pourrait avoir un impact perturbateur. Il est certain que les solutions qui permettent aux principaux moteurs du marché des télécommunications, de la fabrication de semi-conducteurs, du stockage de l'énergie et de l'économie circulaire continueront de faire l'objet d'une forte demande, tout comme celles de la prochaine génération d'électronique, de la réalité augmentée au déploiement de capteurs pour l'industrie 4.0 et le suivi personnalisé des soins de santé. Par conséquent, ne soyez pas surpris de voir davantage l'ère des nanomatériaux, dont on parle tant, gagner tranquillement en traction commerciale.
 
Ensuite, il y aura les développements de matériaux pour ces applications révolutionnaires mais plus lointaines comme les véhicules entièrement autonomes, l'informatique quantique et les interfaces neuronales. Enfin, en 2022, nous continuerons à voir évoluer la façon dont les matériaux sont étudiés grâce à des approches informatiques et la façon dont ils sont générés et traités grâce à la biologie synthétique et à l'impression 3D. La science des matériaux et la progression des matériaux avancés feront rarement la une des journaux, mais constituent un élément essentiel de toutes les innovations.
 
IDTechEx couvre le domaine des matériaux avancés depuis plus d'une décennie, y compris des rapports réguliers sur les résumés de fin d'année, comme on peut le voir en 2020 et 2018. Pour plus d'informations sur les recherches d'IDTechEx dans ce domaine, voir www.IDTechEx.com/Research/AM.
IDTechEx guide vos décisions commerciales stratégiques grâce à ses produits de recherche, d'abonnement et de conseil, vous aidant à tirer profit des technologies émergentes. Pour plus d'informations, contactez research@IDTechEx.com ou visitez www.IDTechEx.com.