Il ruolo cruciale della fotonica

La fotonica ha un ruolo cruciale nella trasformazione di tutta la società. Sono infatti molti i settori applicativi, dal manifatturiero all’informatica fino al medicale e alla guida autonoma, che chiedono a start-up e aziende del comparto laser di aiutarli ad innovarsi e ad essere competitivi. Per vincere queste sfide non basta però la tecnologia, serve anche un’alleanza strategica tra le aziende italiane della filiera, Con questo scopo è nata l’associazione Fotonica District, attiva proprio nel moltiplicare le opportunità di sviluppo della fotonica in tutti gli ambiti applicativi.

di Paolo Cattaneo

L’innovazione tecnologica ha un proposito molto più ampio, rispetto alla propria evoluzione. Nasce dal desiderio di garantire ai cittadini benessere sociale, salute, sicurezza e prosperità. In termini economici, ciò significa lavorare per creare oggi i mercati del futuro e garantire che le aziende italiane prosperino in mezzo alla feroce concorrenza globale. In termini sociali, significa dotare i nostri cittadini delle conoscenze necessarie per contribuire all’innovazione e fare un uso saggio della tecnologia. È altresì importante sottolineare il fine ultimo dell’innovazione: affrontare le sfide globali del nostro tempo, tra cui come adattarsi alla rapida digitalizzazione e urbanizzazione, come creare una società equa e inclusiva, come mantenere una popolazione che invecchia in salute e produttiva e come fare un uso efficiente delle risorse mantenendo i nostri oceani puliti e il nostro clima sicuro. La fotonica è la scienza che si occupa di creare, manipolare, trasmettere e rilevare la luce. Il suo sviluppo ha innescato una vera e propria rivoluzione tecnologica: sfruttare il potere della luce per risolvere le maggiori sfide globali.
Le tecnologie fotoniche sono al centro degli sforzi europei ed italiani da diversi decenni, dallo sviluppo del laser negli anni ‘60 e delle fibre ottiche negli anni ‘70, le tecnologie che utilizzano la luce sono state impiegate in quasi tutti i settori dell’attività umana. La fotonica è letteralmente ovunque: ogni volta che guardiamo il display del nostro smartphone, accendiamo la nostra nuova lampada a LED ad alta efficienza energetica, guardiamo un film in streaming sfruttando un collegamento a fibra ottica ultraveloce o andiamo dal medico per una procedura endoscopica, stiamo già utilizzando la fotonica.
Ma ciò che ci riserva il futuro è ancora più affascinante. La fotonica è al centro di una transizione nella tecnologia informatica che vedrà i circuiti di silicio sempre più tradizionali lasciare il posto all’informatica ottica in cui i fotoni, ovvero le particelle di luce, sostituiranno gli elettroni nel funzionamento delle nostre macchine digitali. I circuiti di trasmissione della luce consentiranno progressi significativi nella velocità di calcolo, rendendo possibili servizi digitali completamente nuovi. In medicina, la fotonica sta aprendo nuove opportunità per il trattamento del cancro, delle malattie cerebrali e di molte altre patologie, utilizzando molecole di farmaci attivate dalla luce che si attaccano alle cellule malate. Le auto a guida autonoma, i droni e i robot umanoidi utilizzeranno la prossima generazione di sensori ottici per interagire in modo sicuro e intelligente con noi stessi e con il nostro ambiente. Queste e innumerevoli altre innovazioni basate sulla fotonica cambieranno radicalmente il nostro modo di vivere, lavorare e giocare.

La fotonica in Europa

L’industria fotonica europea, estremamente dinamica, è già leader mondiale nell’innovazione e nel mercato di molti dei prodotti e servizi che alimenteranno l’economia digitale del XXI secolo. Secondo il Photonics Market Data and Industry Report 2020, realizzato da Tematys per conto di Photonic21, in Europa operano circa 5.000 aziende ad alto contenuto tecnologico (83% delle quali sono PMI) che impiegano oltre 300.000 persone. La fotonica è un mercato globale altamente competitivo che valeva nel 2019 circa 690 miliardi di euro e dovrebbe raggiungere i 900 miliardi di euro nel 2025. Peraltro, si tratta di un settore in rapida espansione rispetto a quelli più tradizionali: mentre tra il 2015 e il 2019 la crescita media è stata pari all’1,3% annuo, l’industria della fotonica ha registrato un CAGR del 7% (Figura 1). L’industria della fotonica è cresciuta anche più velocemente dell’intera industria cinese e il riferimento non è casuale: la Cina infatti è al primo posto con circa il 28% del mercato globale seguita dall’Europa che, con circa il 16%, detiene il secondo posto con poco più di 100 miliardi di Euro. Un sondaggio condotto tra il 15 luglio e il 30 settembre 2020 ha mostrato che l’industria fotonica europea è particolarmente resiliente: pur affrontando un rallentamento nella produzione a causa dei periodi di blocco e ripianificazione degli investimenti, non ha subito grandi contraccolpi in termini di attività e occupazione. Ad oggi è realistico ipotizzare una produzione annuale europea fino a oltre 200 miliardi di euro entro il 2030, a patto che l’Europa riesca a rimanere all’avanguardia nell’innovazione della fotonica. Il rapporto già citato analizza in dettaglio la situazione europea identificando i segmenti in cui la fotonica europea detiene un’ampia quota di mercato e quelli in cui è in ritardo rispetto ai leader. Da questa analisi si può senz’altro costruire una strategia per gli sviluppi futuri, rafforzando i segmenti forti e avviando azioni di recupero per gli altri, quando utile e fattibile. Il segmento principale in Europa, quello dei sistemi per l’industria, rappresenta anche la quota maggiore nei mercati globali, con una quota del 40%. L’Europa, infatti, detiene una quota di mercato significativa nel campo dei sistemi laser industriali e per la produzione di semiconduttori (45%) e nella visione artificiale (35%). Altri tre settori emergono per un volume di produzione significativo e, contestualmente, per una quota sostanziale di mercato globale: Sanità e benessere, Componenti e materiali e Ambiente, illuminazione ed energia. (Figura 2).

Quale è la situazione in Italia?

Secondo i più recenti dati forniti da Eurostat, nel 2022 l’Italia mantiene il secondo posto in Europa, dopo la Germania, per quanto riguarda la produzione industriale complessiva. Per quanto riguarda la fotonica la situazione è completamente diversa: secondo i dati del Photonics Market Data and Industry Report 2020, con 5 miliardi di fatturato, siamo solo al 5° posto, dietro Germania, Francia, Inghilterra ed Olanda (Figura 3). Sicuramente la quinta posizione a livello europeo non è particolarmente gradevole ma, tenendo conto che tutte le previsioni concordano su una forte crescita del settore, dobbiamo aspettarci un aumento dell’occupazione e dei ricavi della fotonica italiana. In mancanza di una banca dati dedicata (ed aggiornata) ci si affida alle diverse stime che concordano in oltre 200 aziende operanti nel settore della fotonica che danno lavoro a 15000 persone: si tratta di numeri comunque interessanti con un notevole potenziale di crescita. Tali opportunità si possono toccare con mano all’interno del PoliHub, l’incubatore del Politecnico di Milano, dove sono sorte una decina di start-up fotoniche in pochissimi anni, queste giovani realtà, decisamente all’avanguardia nelle loro aree di competenza, stanno sviluppando tecnologie innovative applicabili nella sanità, nella mobilità, nella produzione industriale, nell’energia e in molti altri settori. La situazione milanese non è unica anzi è solo uno dei tanti esempi distribuiti su tutto il territorio nazionale. Di fatto la fotonica è una scienza interdisciplinare, che coinvolge non solo fisici, chimici e ingegneri ma anche specialisti di altri campi quali la scienza dei materiali, la biologia e la medicina. Oltre allo sforzo puramente tecnico per trasformare tali innovazioni in prodotti pronti per il mercato è ovviamente necessario il supporto di un ecosistema industriale adeguato e delle relative risorse economiche. A tal riguardo si può osservare una crescente attenzione degli investitori: mentre in passato le start-up tecnologiche italiane erano considerate meno interessanti rispetto quelle del Nord Europa, c’è ormai un netto cambiamento di rotta. L’Italia sta diventando sempre più attraente per gli investitori, grazie all’aumento dei finanziamenti dei venture capital nell’ecosistema delle start-up tecnologiche. Gli indicatori sono chiari: in generale i finanziamenti VC in Italia hanno raggiunto il valore record di 1,8 miliardi di Euro nel 2022 (Figura 4) e si prevede che cresceranno del 64% su base annua, a fronte di una diminuzione del 9% circa di quelli a livello europeo. La fotonica, in particolare, è uno dei settori maggiormente sotto osservazione da parte degli investitori e si ha notizia di diversi investimenti in start-up fotoniche.

Cosa fare ora?

Come abbiamo visto la fotonica è una delle principali fonti d’innovazione del XXI secolo; per l’industria europea ed italiana, in particolare, c’è una chiara opportunità di crescita ad un ritmo superiore a quello del resto dell’economia. Peraltro i prodotti e i servizi fotonici potrebbero fornire un forte impulso positivo all’intera economia. Inoltre, la fotonica può creare nuovi posti di lavoro altamente qualificati e aiutare a rafforzare la competitività delle imprese italiane a livello globale. Tuttavia, per sfruttare appieno il potenziale della scienza della luce per trasformare la nostra vita, creare posti di lavoro e promuovere una crescita sostenibile, occorre predisporre un adeguato ecosistema di formazione, di innovazione e di trasferimento delle competenze. Per garantire che l’Italia possa sostenere ed espandere la sua posizione di mercato nel settore della fotonica in un’epoca di forte concorrenza globale e di accelerazione dei cambiamenti tecnologici, e per accelerare l’innovazione a livello transnazionale, devono ancora essere abbattute alcune barriere significative. 

Sicuramente occorre sensibilizzare la politica ed il modo finanziario, attraverso i mezzi di comunicazione ma non basta. Spesso si nota che neanche da parte delle grandi aziende c’è consapevolezza di come la fotonica possa prospettare soluzioni per risolvere alcune sfide importanti. L’esigenza di sviluppare in Italia un adeguato ecosistema è chiara a tutti gli addetti ai lavori e, per dare una risposta concreta, è stata lanciata un’alleanza strategica tra le aziende italiane operanti nella fotonica. L’idea, nata alcuni mesi fa all’interno del PoliHub, si sta oggi concretizzando grazie alla volontà di otto soci fondatori che credono fortemente nel pensiero collaborativo per promuovere l’innovazione tecnologica e moltiplicare le opportunità di sviluppo industriale in tutti gli ambiti. I soci fondatori stanno facendo tutti i passi per creare l’associazione Fotonica District, che coinvolga tutti gli operatori italiani del settore, dalle imprese più dinamiche ed innovative che sviluppano nuove tecnologie alle ditte che le utilizzano direttamente od indirettamente per i loro prodotti e servizi. 

Tra le prime azioni fatte da CareGlance, Cambridge Raman Imaging, EYE4NIR, NIREOS, OST – Optical Sensing Technologies, PIONIRS, PhotonPath e Specto, questi i nomi degli otto soci fondatori, c’è la nomina di Antonio Raspa e Douglas Aguiar, rispettivamente Presidente e Tesoriere (pro bono) dell’associazione. 

In seguito ai primi contatti informali essi hanno ricevuto numerose dichiarazioni d’interesse, a partire da Applicazioni Laser che si è subito offerta di supportare questa iniziativa dandone la massima visibilità.Invitiamo tutti a visitare il loro sito web su fotonicadistrict.it, seguire la pagina  LinkedIn su linkedin.com/company/photonicsdistrict/ oppure scrivere direttamente a info@fotonicadistrict.it per saperne di più su questa iniziativa e entrare in questa comunità che, grazie alla fotonica, si pone all’avanguardia della transizione tecnologica e che sta lavorando per creare soluzioni innovative per le sfide globali del nostro tempo mondo. l