Deep tech: guida alle tecnologie che cambieranno l’industria

L’innovazione tecnologica procede spesso per affinamenti incrementali, migliorando l’esistente. Esiste però una categoria di innovazione più radicale, capace non solo di ottimizzare, ma di ridefinire interi settori produttivi e paradigmi sociali. Parliamo delle Deep Tech, un termine che identifica quelle tecnologie basate su scoperte scientifiche tangibili o innovazioni ingegneristiche avanzate, spesso nate nei laboratori di ricerca e lontane dalle logiche del mercato di massa immediato.

A differenza delle tecnologie digitali più diffuse, come le app o le piattaforme software costruite su infrastrutture preesistenti, le Deep Tech affondano le loro radici nella fisica, nella biologia, nella chimica, nella scienza dei materiali, nell’intelligenza artificiale avanzata. Comprendere la loro natura e il loro potenziale è fondamentale per imprese, governi e investitori che mirano a navigare e guidare la prossima ondata di trasformazione industriale e sociale.

In questo articolo vediamo la definizione, le caratteristiche, i settori chiave, le difficoltà e le opportunità legate alle tecnologie di frontiera, con un focus specifico sulle loro profonde implicazioni per il tessuto manifatturiero.

Le radici delle deep tech: dalla scienza al mercato

Le Deep Tech non emergono dal nulla. Il loro punto di partenza è quasi sempre la ricerca scientifica fondamentale o applicata, condotta all’interno di università, enti di ricerca pubblici o nei dipartimenti R&S più avanzati di grandi corporation. Si tratta di un percorso che trasforma una scoperta scientifica o un’invenzione ingegneristica complessa in un prodotto o servizio commerciabile. Questo processo è intrinsecamente diverso dallo sviluppo di software o servizi digitali convenzionali. Le tecnologie Deep Tech sono caratterizzate da una solida base di proprietà intellettuale, spesso protetta da brevetti robusti che ne difendono l’unicità e il vantaggio competitivo. Pensiamo, ad esempio, allo sviluppo di nuovi materiali con proprietà specifiche per l’aerospazio o alla creazione di algoritmi di intelligenza artificiale capaci di analizzare dati complessi per la diagnostica medica predittiva.

Un’altra caratteristica distintiva sono i lunghi cicli di sviluppo. Portare una tecnologia Deep Tech dalla fase di laboratorio alla produzione su scala industriale può richiedere anni, talvolta decenni. Questo è dovuto alla complessità scientifica e ingegneristica, alla necessità di validazioni rigorose (specialmente in settori regolamentati come il farmaceutico o l’energetico) e alla costruzione di infrastrutture produttive dedicate.

Ecco perché queste iniziative sono ad alta intensità di capitale. Gli investimenti necessari superano spesso le capacità dei tradizionali fondi di venture capital orientati al software, richiedendo “patient capital”, ovvero capitali pazienti disposti a sostenere progetti a lungo termine con ritorni non immediati ma potenzialmente molto elevati.

Il rischio tecnologico è intrinsecamente alto: non tutte le scoperte scientifiche promettenti si traducono in tecnologie funzionanti su scala industriale o economicamente sostenibili. Tuttavia, quando una tecnologia Deep Tech raggiunge la maturità, il suo potenziale dirompente è enorme, capace di creare nuovi mercati o di trasformare radicalmente quelli esistenti, affrontando al contempo problemi fondamentali per la società, come il cambiamento climatico, la salute globale o la sicurezza energetica.

Perché le deep tech sono il motore del futuro? Impatto e rilevanza

L’importanza strategica delle Deep Tech risiede nella loro capacità di generare valore economico, sociale e tecnologico su vasta scala. Dal punto di vista economico, queste tecnologie sono alla base della creazione di nuove industrie ad alto valore aggiunto e della competitività futura delle nazioni e delle imprese.

Per il settore manifatturiero, in particolare, le Deep Tech rappresentano una leva fondamentale per l’innovazione di prodotto e di processo. L’introduzione di materiali avanzati, ad esempio, permette di realizzare componenti più leggeri, resistenti ed efficienti per l’automotive, l’aerospazio o l’edilizia. L’adozione di sistemi di produzione basati sull’intelligenza artificiale e la robotica avanzata consente di ottimizzare la qualità, ridurre gli sprechi e aumentare la flessibilità delle linee produttive, abilitando modelli come la personalizzazione di massa. Aziende che investono in queste tecnologie di frontiera possono acquisire un vantaggio competitivo duraturo, differenziandosi non solo sul prezzo ma sulla performance e sull’innovatività dei propri prodotti.

L’impatto sociale è altrettanto significativo. Molte delle grandi questioni globali, definite anche dagli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (SDGs) delle Nazioni Unite, trovano potenziali soluzioni nelle tecnologie Deep Tech.

Nel campo della salute la biologia sintetica e le terapie geniche aprono nuove frontiere per la cura di malattie oggi incurabili. Sul fronte dell’ambiente lo sviluppo di nuove fonti di energia pulita, come la fusione nucleare o l’idrogeno verde, insieme a tecnologie per la cattura e lo stoccaggio del carbonio, sono essenziali per contrastare il cambiamento climatico. Anche nel settore alimentare l’agritech basata su sensori avanzati, IA e biotecnologie promette di aumentare la produttività agricola in modo sostenibile.

E infine, dal punto di vista tecnologico, le Deep Tech spingono costantemente i confini della conoscenza umana, generando scoperte che possono a loro volta abilitare ulteriori ondate di innovazione in campi diversi, creando un circolo virtuoso di progresso scientifico e tecnologico.

Cos’è la Deep Tech?

I pilastri delle deep tech: settori chiave ed esempi concreti

Le Deep Tech non sono un monolite, ma un “universo” composto da diverse discipline scientifiche e tecnologiche. Identificare quali sono le tecnologie e gli ambiti principali aiuta a comprenderne la portata e le applicazioni specifiche, molte delle quali hanno ricadute dirette sul mondo industriale e manifatturiero.

L’Intelligenza Artificiale Avanzata va oltre gli algoritmi di machine learning più comuni. Include, ad esempio, l’IA generativa applicata alla scoperta di nuove molecole per farmaci o materiali, sistemi di visione artificiale ad altissima precisione per il controllo qualità in tempo reale nelle linee di produzione, o algoritmi capaci di ottimizzare processi industriali complessi in modo autonomo. Aziende come la tedesca Celonis utilizzano l’IA per il process mining, aiutando le industrie manifatturiere a identificare inefficienze nascoste nei loro flussi operativi.

Le Biotecnologie e le Scienze della Vita rappresentano un altro pilastro fondamentale. Tecniche come l’editing genomico CRISPR stanno aprendo la strada a terapie personalizzate. La biologia sintetica permette di ingegnerizzare microrganismi per produrre biocarburanti, biomateriali o prodotti chimici in modo più sostenibile rispetto ai processi tradizionali. In Italia, realtà come DiaSorin sono attive nello sviluppo di diagnostica molecolare avanzata, un campo che interseca biotecnologie e high-tech manufacturing.

I Materiali Avanzati e le Nanotecnologie sono fondamentali per l’industria manifatturiera. Si pensi ai compositi in fibra di carbonio per alleggerire le strutture aeronautiche e automobilistiche, ai materiali superconduttori per l’efficienza energetica, o alle nanotecnologie per creare rivestimenti con proprietà specifiche (antigraffio, autopulenti, antibatterici). Centri di ricerca come l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) a Genova sono all’avanguardia nello studio e sviluppo di nuovi materiali e nanomateriali con potenziali applicazioni industriali.

Le Tecnologie Quantistiche, sebbene ancora in fase di sviluppo per molte applicazioni, promettono impatti fortemente trasformativi. Il quantum computing potrebbe risolvere problemi di ottimizzazione oggi intrattabili per i computer classici, con applicazioni nella logistica, nella finanza e nella scienza dei materiali. Il quantum sensing potrebbe portare a sensori con una precisione al momento irraggiungibile per applicazioni industriali e medicali. Anche se il pieno impatto è atteso nel medio-lungo termine, le basi si stanno gettando ora.

Il settore dell’Energia Pulita e della Sostenibilità è un altro ambito trainato dalle Deep Tech. Lo sviluppo di batterie di nuova generazione (stato solido, litio-zolfo) è fondamentale per l’elettrificazione dei trasporti e lo stoccaggio di energia rinnovabile. La ricerca sulla fusione nucleare, sebbene complessa, promette una fonte di energia pulita e quasi illimitata. Tecnologie per la produzione di idrogeno verde tramite elettrolisi avanzata e per la cattura diretta del carbonio dall’atmosfera sono essenziali per la decarbonizzazione dell’industria pesante.

La Robotica Avanzata e l’Automazione vedono l’integrazione di IA, sensori sofisticati e meccanica di precisione. I robot collaborativi (“cobot”) lavorano a fianco degli operatori umani in sicurezza, aumentando la produttività in compiti ripetitivi o gravosi. Droni autonomi vengono impiegati per l’ispezione di infrastrutture industriali, la logistica di magazzino o l’agricoltura di precisione.

Infine le Tecnologie Spaziali, parte della cosiddetta New Space Economy, utilizzano satelliti miniaturizzati (CubeSat) per l’osservazione terrestre a basso costo, fornendo dati preziosi per l’agricoltura, il monitoraggio ambientale e la gestione delle infrastrutture. Lo sviluppo di sistemi di propulsione più efficienti e il riutilizzo dei lanciatori stanno abbattendo i costi di accesso allo spazio, aprendo nuove opportunità commerciali e scientifiche.

I Pilastri delle Deep Tech

L’ecosistema deep tech: attori, investimenti e dinamiche

Lo sviluppo delle Deep Tech non avviene in isolamento, ma richiede un ecosistema complesso e interconnesso. Al centro ci sono le Università e i Centri di Ricerca, dove nascono le scoperte fondamentali. Il trasferimento tecnologico efficace da questi istituti al mercato è un passaggio critico, spesso facilitato da uffici dedicati (Technology Transfer Offices – TTO) e dalla creazione di Startup e Spin-off accademici. Queste giovani imprese sono spesso il veicolo principale per portare un’innovazione Deep Tech fuori dal laboratorio.

Tuttavia queste startup affrontano difficoltà uniche, in particolare per quanto riguarda i finanziamenti. Come accennato, le Deep Tech richiedono capitali ingenti e pazienti. Accanto ai tradizionali Venture Capital, stanno emergendo fondi specializzati in Deep Tech, capaci di valutare il rischio tecnologico e di supportare le aziende per periodi più lunghi. Anche i Corporate Venture Capital (bracci di investimento di grandi aziende) e i fondi sovrani giocano un ruolo crescente. Fondamentale è anche il supporto pubblico, attraverso finanziamenti diretti alla ricerca e all’innovazione, come i programmi Horizon Europe a livello europeo o specifiche iniziative nazionali. In Italia, CDP Venture Capital, attraverso fondi dedicati come Tech Transfer o Corporate Partners, sta cercando di colmare parte di questo gap.

Le grandi aziende non sono solo investitori, ma anche attori chiave nell’ecosistema, sia attraverso la R&S interna, sia tramite collaborazioni con startup e università, sia attraverso acquisizioni strategiche di tecnologie promettenti. Infine, i Governi e i Policy Maker hanno il compito di creare un ambiente favorevole, definendo strategie nazionali per la ricerca e l’innovazione, investendo in infrastrutture, formando talenti e stabilendo quadri regolatori chiari che non ostacolino l’innovazione, pur garantendo sicurezza ed etica.

Le Deep Tech in Italia

L’ecosistema italiano delle Deep Tech, pur con le sue specificità e i punti di miglioramento discussi, presenta aree di eccellenza e iniziative significative. La forza della ricerca accademica si combina con una tradizione industriale, specialmente manifatturiera, creando un terreno potenzialmente fertile. Esistono distretti tecnologici e cluster specializzati che fungono da catalizzatori. Un esempio rilevante è il distretto biomedicale dell’Emilia-Romagna, concentrato nell’area di Mirandola, che rappresenta un polo di competenze avanzate nelle tecnologie mediche, un settore ad alta intensità di Deep Tech legate alla biologia, ai materiali e all’elettronica. Qui, la sinergia tra imprese, centri di ricerca e strutture sanitarie favorisce lo sviluppo di soluzioni innovative.

Un altro ambito essenziale per molte tecnologie di frontiera è la capacità di calcolo ad alte prestazioni (High-Performance Computing – HPC). L’Italia ospita infrastrutture di supercalcolo di livello europeo e mondiale, come quelle gestite dal CINECA a Bologna. Il supercomputer Leonardo, ad esempio, è una risorsa fondamentale per la ricerca scientifica e industriale, abilitando simulazioni complesse necessarie per lo sviluppo di nuovi materiali, la modellistica climatica, la genomica, la fluidodinamica computazionale e l’addestramento di modelli di intelligenza artificiale avanzati. La disponibilità di tale potenza di calcolo è un fattore abilitante per accelerare la ricerca e l’innovazione in numerosi domini Deep Tech. Queste infrastrutture, unite ai centri di competenza nazionali e ai poli di trasferimento tecnologico promossi anche dal PNRR, costituiscono l’ossatura su cui costruire un ecosistema Deep Tech nazionale più robusto e competitivo.

Deep Tech, che cosa sapere per non commettere errori

Nonostante l’enorme potenziale, il percorso delle Deep Tech presenta ostacoli specifici. Uno dei più noti è la cosiddetta “Valley of Death“, il divario di finanziamento che molte startup incontrano nel passaggio dalla fase di ricerca e prototipazione (spesso finanziata da grant pubblici o seed capital) alla fase di industrializzazione e commercializzazione, che richiede capitali molto più consistenti. Superare questa valle richiede investitori specializzati e pazienti.

La complessità e il rischio tecnico sono intrinseci. Molte tecnologie di frontiera operano ai confini della conoscenza scientifica e ingegneristica. L’incertezza sul successo tecnico finale è elevata e richiede team altamente qualificati e resilienti. Questo si collega direttamente al Talent Gap: c’è una forte domanda di scienziati, ingegneri e tecnici con competenze molto specifiche (es. fisica quantistica, biologia sintetica, scienza dei materiali avanzati), e l’offerta formativa fatica a tenere il passo.

Un altro aspetto delicato significativo è la scalabilità. Passare da un prototipo funzionante in laboratorio a un prodotto fabbricabile su larga scala in modo affidabile ed economicamente vantaggioso è un processo complesso che richiede competenze ingegneristiche, di supply chain e di manufacturing avanzato. Infine, la regolamentazione può rappresentare un freno, specialmente in settori come le biotecnologie (terapie geniche, OGM), l’intelligenza artificiale (etica, privacy, sicurezza) o l’energia (normative ambientali, sicurezza nucleare). È necessario un quadro normativo che sappia bilanciare la promozione dell’innovazione con la tutela della salute pubblica, della sicurezza e dei principi etici.

Le deep tech in Italia e in Europa: stato dell’arte e prospettive

L’Europa, e l’Italia al suo interno, possiede punti di forza significativi nel campo delle Deep Tech, a partire da una tradizione scientifica di eccellenza in molti settori. Università e centri di ricerca europei sono spesso all’avanguardia mondiale in discipline come la fisica, la chimica, le scienze della vita e l’ingegneria. L’Italia, in particolare, vanta competenze riconosciute nella robotica industriale, nella farmaceutica, nell’aerospazio e in alcuni ambiti della microelettronica e dei materiali. Esistono poli tecnologici e distretti industriali che favoriscono la collaborazione tra ricerca e impresa.

Tuttavia l’ecosistema europeo e italiano sconta ancora alcune debolezze strutturali. Il trasferimento tecnologico dalle università al mercato, pur migliorando, rimane spesso meno efficace rispetto agli Stati Uniti. I finanziamenti per le fasi di crescita (scale-up) delle startup Deep Tech sono ancora inferiori, portando talvolta le aziende più promettenti a cercare capitali o a trasferirsi altrove. La frammentazione del mercato europeo e la complessità burocratica possono rallentare lo sviluppo.

Per affrontare questi punti critici, sono state messe in campo diverse iniziative rilevanti. A livello europeo, programmi come Horizon Europe e l’European Innovation Council (EIC) dedicano risorse significative al supporto della ricerca di frontiera e delle startup Deep Tech ad alto potenziale. L’EIC, in particolare, combina grant e investimenti equity per aiutare le imprese a superare la “Valley of Death”. A livello nazionale, il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) italiano prevede investimenti consistenti in ricerca, sviluppo e trasferimento tecnologico, con un focus su digitalizzazione, transizione ecologica e infrastrutture di ricerca, aree strettamente connesse alle Deep Tech. Anche CDP Venture Capital sta giocando un ruolo attivo nel potenziare l’ecosistema del venture capital italiano, con fondi specificamente dedicati alle Deep Tech e al trasferimento tecnologico.

Le opportunità per il sistema Italia risiedono nel far leva sulle proprie eccellenze scientifiche e industriali, concentrandosi su settori strategici dove esiste una forte base manifatturiera, come l’automazione avanzata, i macchinari intelligenti, l’agritech, le scienze della vita e i materiali innovativi. Rafforzare i meccanismi di collaborazione tra università, centri di ricerca, startup e industria consolidata è essenziale per accelerare l’adozione di queste tecnologie trasformative nel tessuto produttivo.

Il futuro è deep: tendenze ed evoluzioni

Guardando al futuro, vediamo ora i trend che stanno influenzando l’evoluzione delle Deep Tech. Una delle tendenze più significative è la convergenza tecnologica. Sempre più spesso le innovazioni più dirompenti nascono all’intersezione di diverse discipline Deep Tech. Pensiamo all’uso dell’intelligenza artificiale per accelerare la scoperta di nuovi materiali o farmaci (IA + Scienza dei Materiali/Biotecnologie), o all’integrazione di sensori avanzati e robotica per creare sistemi di produzione completamente autonomi (IoT + Robotica + IA). Questa convergenza richiede un approccio sempre più multidisciplinare alla ricerca e allo sviluppo.

Si osserva anche una tendenza verso una maggiore accessibilità di alcune tecnologie di frontiera. Sebbene molte rimangano complesse e costose, piattaforme cloud per il quantum computing, kit di biohacking più accessibili o stampanti 3D per materiali avanzati stanno abbassando le barriere all’ingresso per ricercatori e innovatori.

Cresce poi la consapevolezza dell’importanza dell’etica e della responsabilità nello sviluppo delle Deep Tech. Le potenzialità trasformative di queste tecnologie sollevano questioni fondamentali riguardo all’impatto sul lavoro, alla privacy, alla sicurezza e alla potenziale dualità d’uso (civile/militare). È essenziale che lo sviluppo tecnologico sia guidato da un dibattito pubblico informato e da principi etici solidi per assicurarne un impatto positivo sulla società.

Segnaliamo infine che adottare una visione a lungo termine è indispensabile. Le Deep Tech non offrono soluzioni immediate, ma pongono le basi per trasformazioni profonde che si manifesteranno pienamente nei prossimi decenni. Settori come l’energia, i trasporti, la sanità e la produzione industriale potrebbero essere radicalmente ridisegnati dalle tecnologie che oggi sono ancora in fase di ricerca o sviluppo iniziale.

Abbracciare la complessità per guidare il progresso

Le Deep Tech rappresentano una frontiera complessa ma fondamentale dell’innovazione. Basate su solide fondamenta scientifiche e ingegneristiche, promettono di affrontare alcune delle questioni più pressanti del nostro tempo e di generare un valore economico e sociale significativo. Per il settore manifatturiero, in particolare, costituiscono una leva strategica per mantenere la competitività globale, sviluppare prodotti all’avanguardia e ottimizzare i processi produttivi in chiave sostenibile e intelligente.

Comprendere le dinamiche dell’ecosistema Deep Tech, dalle difficoltà legate ai finanziamenti e ai lunghi cicli di sviluppo, alle opportunità offerte dalla convergenza tecnologica e dal supporto pubblico, è essenziale per tutti gli attori coinvolti: ricercatori, imprenditori, investitori, manager industriali e policy maker. Abbracciare la complessità delle tecnologie di frontiera, investire nella ricerca di base, favorire il trasferimento tecnologico e coltivare i talenti necessari non è solo un’opzione, ma una necessità per guidare il progresso e plasmare un futuro industriale più avanzato, sostenibile e resiliente. L’Italia e l’Europa hanno le carte in regola per giocare un ruolo da protagoniste in questa partita, a patto di saper valorizzare le proprie eccellenze e costruire un ecosistema capace di trasformare la conoscenza scientifica in innovazione tangibile.