Folgende Herausforderungen sind identifiziert worden:

• Die Unternehmen der chemischen und pharmazeutischen Industrie müssen sich in einem im Umbruch befindlichen Geschäftsumfeld behaupten. Ausschlaggebend für den wirtschaftlichen Erfolg ist und bleibt die Innovationsfähigkeit. Zentrale Themen sind Synthetische Biologie und Biotechnologie, zielgenauer Wirkstoffeinsatz, energiespeichernde Chemikalien, aktive Packstoffe und fortschrittliche Werkstoffe.
• Im Bereich der Maschinenindustrie sind additive Fertigungsverfahren und die zugehörige Materialentwicklung zu beherrschen. Mit «Industrie 4.0» wird zudem eine vollständige Digitalisierung der Produktionskette und die Vernetzung aller Geräte angekündigt. Differenzierung durch Automatisierung, Flexibilität und Qualität gelten als zentrale Bausteine für die Erhaltung der industriellen Wettbewerbsfähigkeit in Hochlohnländern.
• In der Präzisionsindustrie ist die Entwicklung von ultraharten, intelligenten oder leichten Materialien mit hervorragenden mechanischen und physikalischen Eigenschaften ein wichtiger Trend. Feinoptische Bearbeitungs- und Messmethoden, kontaktlose biochemische Bestimmung von Probemengen und die Vermessung von Oberflächen sind wesentliche Entwicklungsrichtungen, die es zu beherrschen gilt.
• Für die Medizintechnik-Industrie von Bedeutung ist, dass das Gesundheitswesen gegenwärtig auf der ganzen Welt einen fundamentalen Wandel durchläuft, vom bisherigen primär kurativen Vorgehen hin zum vorausschauenden und vorbeugenden Ansatz der sogenannten 4P-Medizin (personalisiert, prädiktiv, präventiv, partizipativ). Der vermehrte Einsatz moderner Informationstechnologien wird zum Haupttreiber für disruptive Technologien im Gesundheitsbereich.

Allgemein zeigt sich, dass Informations- und Kommunikationstechnologien in allen Sparten wesentliche Wegbereiter für neue Geschäftsmöglichkeiten, Produkte und Dienstleistungen sind. Eine nahtlose Integration und Interaktion zwischen Personen, Gegenständen, Diensten und Systemen im täglichen Leben und in industriellen Prozessen ist im Gange. Dies gilt auch für die Bereiche Energie und Verkehr, die eng miteinander verknüpft sind. Weltweite Megatrends wie Verstädterung, intelligentes Energiemanagement und Förderung nachhaltiger Energieressourcen führen zu einer verstärkten Nachfrage an Soft- und Hardware im Bereich der Überwachung von kritischen Infrastrukturen. Neben grossem Nutzen werden neue Gefahren und Anfälligkeiten (zum Beispiel für Cyber-Attacken) ins System eingeschleust und müssen bewältigt werden.