1 KRAFTSAMLING FÖR FRAMVÄXTEN AV EN VÄRLDSLEDANDE NANOMATERIALINDUSTRI ProNano Nanoproducts for the Future Ett första steg mot en värdekedja för en nordeuropeisk nanomaterialindustri NanoLund vid Lunds universitet RISE Research Institutes of Sweden AB Region Skåne 7 oktober 2015
2 Sammanfattning Sveriges betydande satsningar i materialrelaterad forskning vid lärosätena har gett starka internationella forskningspositioner. Genom miljardinvesteringarna i forskningsanläggningarna European Spallation Source (ESS) och MAX IV Laboratory förstärks möjligheterna att forskning leder till resultat som kan bli till produkter och tjänster som svarar på våra samhällsutmaningar. Utmaningen är nu att vidareutveckla ekosystemet kring denna forskning med målet att skapa nya värdekedjor baserat på denna styrkeposition. Inom nanomaterialforskning rörande halvledarmaterial har Lunds universitet skapat en världsledande position som ger unika förutsättningar för såväl grundforskning som tillämpningar inom energi, belysning, vattenrening, elektronik, biomedicin, etc. De möjliga tillämpningar (produkter) som kommer ut ur forskningen vid universitetens olika laboratorier inom nanoteknik har idag svårt att utvecklas kommersiellt i Sverige. Produktutvecklingen kräver dyra och avancerade instrument (i storleksordningen 20 miljoner kronor styck), en stor kompetensbas inom avancerad nanoteknik och tillgång till specialiserade tjänsteföretag som kan validera utvecklingsstegen. Detta saknas i Sverige. Här kan forskningsinstituten inom RISE spela en ledande roll. Vi behöver en sammanhållen värdekedja från grundforskning till produktion för att undvika att avancerade teknikföretag flyttar från Sverige efter forskningsstadiet. Det kan åtgärdas genom fyra större insatser: ett nytt forskningslabb där prototyper kan utvecklas från grundforskningen (utvidgning av Lund Nano Lab), en facilitet för pilotproduktion av nanoprodukter (ProNano), en institutsfunktion som kan fungera som kompetensbrygga mellan forskning och industrin, samt en riskkapitalmodell som stödjer långsiktiga investeringar. 1) Utvidgningen av Lund Nano Lab behövs för att frigöra utrustningsresurser för grundforskning och utbildning i det existerande labbet. Det utvidgade labbet möjliggör ett ökat flöde av kommersialiserbara applikationer inom många områden. 2) Förverkligandet av ProNano sker i tre steg: (1) utveckling i projektform 2016-2017: 10 mn kr/år, (2) start av verksamheten på Science Village Scandinavia vid ESS och MAX IV i en etableringsfas 2018-2019, driftskostnad 50 mn kr/år, (3) tillväxt genom nya affärsområden, nya kunder och en balans i ekonomin 2020-2022, driftskostnad: 120 mn kr/år. Driften kan finansieras genom ägaroch intressentbidrag som minskar med åren och användarintäkter som ökar med åren. Investeringar i instrument, en kostnad runt 500 miljoner kronor över hela uppstartsperioden väntas kunna finansieras med lån och bidrag från EU:s investeringsfond (EFSI), övriga bidrag, donationer etc. 3) I anslutning till ProNano behöver en tjänstesektor växa fram som kan stimulera näringslivets interaktion med akademi. En hörnsten i en sådan tjänstesektor kan vara en institutsfunktion kopplat till ProNano som i nära samverkan med universitet bygger en kompetens bl a inom produktion av avancerade nanomaterial baserade på halvledare. RISE är beredda att utveckla en sådan verksamhet. I denna ingår också stöd vid etableringen av anläggningen liksom drift baserat på erfarenheter från RISE-instituten. Institutet bör vara ett komplement till den starka grundforskningen kring avancerade nanomaterial. 4) Tillgång till riskkapital är viktigt för att få nya företag utvecklas genom värdekedjan. Detta område kräver stora och långsiktiga investeringar, vilket idag saknas inom hårdvara. Här behövs en ny modell. Modellen Spirit Ventures bygger på en större långsiktig offentlig fond med nordiskt och europeiskt kapital.
3 1. Sverige har investerat i materialforskning Sverige har utvecklat en världsledande position genom stora satsningar på materialrelaterad forskning och utveckling, till exempel genom forskningssatsningar på grafen i Göteborg, nanotrådar i Lund, Upsalite i Uppsala och ytskikt och nanostrukturerade material i Linköping. Speciellt inom nanomaterialforskning rörande halvledarmaterial har Lund en världsledande position som ger unika förutsättningar för såväl grundforskning som tillämpningar. Dessutom har Sverige valt att satsa på storskalig infrastruktur inom materialområdet genom värdskapet i den internationella neutronkällan European Spallation Source (ESS) och byggandet av MAX IV Laboratory, världens ljusaste synkrotronljuskälla, som öppnar 2019 respektive 2016. De långsiktiga investeringarna för att skapa denna världsledande forskningsposition behöver nu följas upp av satsningar på fler delar i värdekedjan. De excellenta forskningsresultaten behöver kompletteras med insatser som tar teknik till produkt och produkt till produktion. Potentialen finns här för att skapa nya produkter som löser våra svåra samhällsutmaningar och som utvecklar näringslivet och nyföretagandet och genererar arbetstillfällen. Material är en kritisk faktor i många typer av produktutvecklande branscher. Det kan vara energirelaterade applikationer (solceller, lagring, ljus), transportsektorn (sensorer), detaljhandeln (nya hårdare, tunnare material), sjukvården (läkemedel, sensorer, belysning) etc. Morgondagens jobb finns i utvecklingen av dessa och andra branscher. Satsningar på att stärka näringslivet och möjligheten till återindustrialisering i Sverige behöver bygga på våra framtida högteknologiska styrkor, där avancerade nanomaterial är en kunskapsbas vi satsat starkt på. För att näringslivet ska få goda förutsättningar att utvecklas inom materialområdet stödjer parterna i Forsknings- och innovationsrådet i Skåne (FIRS) kompletterande insatser för att stärka det som sker runt forskningen och anläggningarna. Nedan illustreras några satsningar som sker och som identifierats som viktiga. Satsningen på nanomaterial är den första hörnstenen i utvecklingen av det ekosystem som behöver finnas runt ESS och MAX IV.
4 2. Nanomaterialföretag behöver en stabil grogrund: infrastruktur och kompetens Produkter baserade på avancerade nanomaterial tar tid och pengar att utveckla. Steget från prototyp till marknad kräver mycket tunga investeringar i infrastruktur och tillgång till kompetens och avancerade tjänsteföretag. Det gör detta område mycket kapitalintensivt. De instrument som industrin behöver finns idag tillgängliga i lärosätenas forskningslaboratorier. Universitetens resurser är anpassade för grundläggande forskning och håller inte den standard som behövs för industriell produktion. Det behövs tillförlitlighet i användningen, hög tillgänglighet, kompletterande tjänster med personal som är van att arbeta kommersiellt så att reproducerbarhet kan uppnås. De utvecklingsbolag som har behov av instrument och kompetens efter prototypstadiet måste se sig om globalt efter möjlig etablering. Ett exempel på detta behov i produktutvecklande bolag är företaget Glo som utvecklat nanotrådbaserade, energieffektiva ljusemitterande dioder med överlägsen färgåtergivning. Företagets utveckling möjliggjordes genom utmärkta faciliteter för mångsidig tillverkning av nanostrukturer på Lunds universitet men som inte är utrustade för att leverera stora mängder av reproducerbara, nanostrukturerade ytor i stor skala. När Glo skulle gå från steget prototyp till pilotproduktion beslöt de att flytta till USA för att det saknades infrastruktur och kringservice för nano-pilotproduktion. Det behövs en ny modell som gör det möjligt för företag att utvecklas i Sverige, både för att attrahera företag internationellt att driva kommersialisering i Sverige (inklusive möjligheten till återvändande företag) och för att ge svenskt näringsliv och nystartade teknikföretag förutsättningar som gör det effektivt att ta forskning till produktion. 3. Modell: Sammanhållen värdekedja från grundforskning till produktion Vi behöver en sammanhållen värdekedja från grundforskning till produktion för att undvika att avancerade teknikföretag flyttar från Sverige efter forskningsstadiet. Det kan åtgärdas genom tre större insatser: ett nytt avancerat universitetsnära forskningslab där prototyper kan utvecklas från grundforskningen (utvidgning av Lund Nano Lab), en facilitet för pilotproduktion av nanoprodukter (Pro- Nano) samt en institutsfunktion som kan fungera som kompetensbrygga mellan den avancerade nanomaterialforskningen och de utvecklingsinriktade företagen. Dessutom finns ett behov av riskkapital till uppstartsföretagen, en modell som är hållbar över tid.
5 För att modellen ska fungera behöver alla byggstenar i kartbilden ovan förverkligas. För att en nanomaterialindustri med tillämpningar inom halvledarteknik ska växa fram behövs inte bara ProNano, det är även en förutsättning att de andra delarna kommer till stånd. Med denna modell finns en unik möjlighet att skapa en vertikalt integrerad miljö där unik utbildning (CI-program Teknisk Nanovetenskap ) kopplas till världsledande grundforskning vid NanoLund, via tillämpad akademisk och spin-out-företag i utvidgade LNL, till produktionsanläggningen ProNano och relaterat institut, hela vägen till stor industriell utveckling. 3.1 Utvidgning av Lund Nano Lab Genom satsningarna på NanoLund som nationellt strategiskt forskningsområde och investeringen i Lund Nano Lab (LNL), finns en excellent grund. En ytterligare satsning i infrastruktur genom utvidning av LNL behövs för att skapa förutsättningar att ta teknikmöjligheter till prototyper. Ett större akademinära forskningslab i Lund möjliggör ett ökat flöde av kommersialiserbara applikationer inom många områden. Lunds universitet satsar nu på att genomföra utvidgningen så att utrustningsresurser för grundforskning och utbildning kan frigöras i det existerande labbet. Utvidgningen kommer innehålla två processlinjer för tillämpad forskning (elektronik och fotonik). 3.2. ProNano Nanoproducts for the Future ProNano är en anläggning för pilotproduktion av nanoteknikprototyper där instrument och tjänster för användande av anläggningen håller industristandard. Detta labb ger tillgång till instrument i världsklass som gör att företag inte behöver investera i egen infrastruktur, utan kan hyra in sig på en delad infrastruktur. ProNanos två främsta unika faktorer är att företag slipper investera i dyr utrustning och kan hyra in sig i den gemensamma utrustningen efter behov, samt tillgången till kompetens kring den excellenta nanoforskningen vid Lunds universitet. Ett sådant världsledande centrum för kommersialisering som ProNano förväntas vara kommer fungera som ett öppet ekosystem för materialutveckling för en nordeuropeisk marknad av etablerat näringsliv, uppstartsföretag och forskningsinstitutioner. Det förväntas bildas en samling av etablerade och nya företag som dels använder ProNano, dels får ett utbyte av varandra och den kompetens och forskning som finns i Sverige. Kopplingen till laboratorierna i det svenska nätverket Myfab (mellan Chalmers, KTH och Uppsala universitet) kommer bli viktig. En målbild på 15 års sikt är utvecklingen av själva labbet ProNano med ett 30-tal användarföretag i ett anslutande industrikluster samt framväxten av ett tiotal tjänsteföretag som dessa användarföretag har behov av. En uppskattning är att ett tiotal globala företag etablerar kontor för att använda ProNano och vara del i ekosystemet, ett tiotal nystartföretag samt ett tiotal existerande företag i Sverige. Satsningen på ProNano har en stark internationell utblick. Redan i planeringsstadiet har detta blivit tydligt; dels genom dialog med möjliga industriella användare i internationella företag, dels genom uppkoppling mot lärosäten, företag och regioner i den europeiska samarbetsplattformen Vanguard Initiative som Region Skåne deltar i.
6 3.3 Institut Utöver forskningsinfrastrukturen (LNL:s utvidgning) och produktionsinfrastrukturen (ProNano) gynnas utvecklingskedjan av en aktiv aktör som kan fungera som en intermediär och hörnsten i den tjänstesektor som behöver utvecklas runt infrastrukturen. Företag som ska utveckla högteknologiska produkter får draghjälp av en institutsfunktion som ligger nära forskningen och kan använda och förmedla den avancerade kunskap som är nödvändig i denna tekniskt komplexa miljö. Även själva användningen av instrumenten och tolkning av resultaten kräver erfarenhet. RISE AB avser att etablera en institutsfunktion i nära samverkan med nanoforskningen vid Lunds universitet. En del i institutets verksamhet bör vara att ansvara för driften av ProNano och RISE kan också ingå i ägandet av anläggningen. Som ett resultat av etableringen av ProNano förstärks rollen för universitetsmiljöer som NanoLund, som ännu tydligare kan fokusera på grundforskning, utbildning och kompetensförsörjning. ProNano å andra sidan kommer att ge förutsättningar för industriell utveckling och katalysera kluster av företag. 3.4 Riskkapital: Spirit Ventures Investeringar i nystartsbolag som utvecklar produkter med avancerade nanomaterial och andra så kallade KET, Key Enabling Technologies, har minskat tydligt. Dels satsar riskkapitalbolag mindre på hårdvara och mer på mobila applikationer, sociala medier etc., dels har investerare andra tidshorisonter än vad som krävs för denna typ av produktutveckling. En ny investeringsmodell behövs. Här finns förslag på modellen Spirit Ventures som avser samla kapital i Sverige, de övriga nordiska länderna samt EU, vilket leder till en kraftsamling som kan stödja investeringar i Nordeuropa och även fungera som en revolverande fond. Det kan påpekas att en infrastruktur som ProNano minskar investeringsbehovet och kan attrahera investerare. 4. Finansiering Utvidgning Lund Nano Lab Kraftsamling sker just nu inom Lunds universitet för att finansiera byggnad. Externa medel från anslagsgivare behövs för utrustning och tjänster. ProNano Uppstarten av ProNano kan ske i projektform de två första åren där tre parallella spår utgör verksamheten: (1) produktvalidering och åtagande av potentiella kunder, (2) uppstart av maskiner och (3) attrahera investeringar till instrument och anläggningen i stort. Fas 2 kan starta när kundunderlag finns och instrument är på plats i en nybyggnation. Förväntade första intäkter kommer i denna fas. Två år behöver ägnas åt att etablera kundkrets, utveckla nya affärsområden och investera i ytterligare instrument.
7 Tillväxt och stabilitet kan först uppnås i den tredje fasen. Varje investerings- och utvecklingsbeslut baseras på en tillförlitlig bedömning av kunder och tillgång till investeringsmedel, så att användarintäkterna täcker de ökade driftskostnaderna. Efter de sju inledande åren, väntas ProNanos verksamhet till största delen kunna finansieras av användarintäkter. Dessutom ger ProNano utveckling i de företag som använder faciliteten och tillväxt i de servicebolag som finns runt ProNanos industrikluster. Finansieringen av driftskostnaderna sker genom kapital och in-kind-bidrag från ägarna och intressenter samt i ökande grad avgifter från kunder. Potentiella ägare är RISE, Region Skåne, byggherren för den nya byggnaden (t ex genom initiala hyresreduktioner). Övriga intressenter kan vara lärosäten, Vinnova, kommuner etc. Investeringskostnaderna på runt 500 miljoner kronor väntas kunna finansieras med lån och bidrag från EU:s investeringsfond (EFSI), bidrag, donationer etc. Institut Institutsverksamheten i vilken ingår stöd till etableringen av ProNano kan inledas i takt med den fortsatta utvecklingen av konceptet och i fortsatta diskussioner med Region Skåne, Lunds universitet och näringslivet. För en utvidgad verksamhet avser RISE att äska medel i den kommande forskningspolitiska propositionen.