前言

生物制造是將生物體的功能與工業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合的創(chuàng)新模式，核心在于利用生物催化劑進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化和加工。不同于傳統(tǒng)的化學(xué)合成或機(jī)械加工，生物制造是充分利用生物體的代謝能力和自我組織能力，實(shí)現(xiàn)高效、精準(zhǔn)、綠色的生產(chǎn)過程。作為一種新型制造范式，生物制造不僅為解決資源、能源、環(huán)境等全球性挑戰(zhàn)提供了新思路，也為人類健康、材料創(chuàng)新等領(lǐng)域帶來了革命性機(jī)遇。

一、中國生物制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模分析

中投產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2025-2029年中國生物制造產(chǎn)業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測報告》指出，生物制造技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，包括但不限于醫(yī)藥、化工、農(nóng)業(yè)、能源和材料領(lǐng)域。例如，乙肝疫苗、胰島素、玻尿酸、膠原蛋白和燃料乙醇等產(chǎn)品都是通過生物制造技術(shù)生產(chǎn)的。中國已經(jīng)將生物制造列為重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，并在《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》中明確提出要培育壯大醫(yī)療健康、生物農(nóng)業(yè)、生物能源與生物環(huán)保、生物信息等四大支柱產(chǎn)業(yè)。2021-2024年的中國生物制造市場總規(guī)模分別為2898.4億元、3479.4億元、4200億及4910億元。

圖表：2020-2024年中國生物制造市場規(guī)模

數(shù)據(jù)來源：中投產(chǎn)業(yè)研究院整理

二、中國生物制造產(chǎn)業(yè)投資機(jī)會

（一）中國是世界生物活性物生物制造的主戰(zhàn)場和主力軍

中國是地球上生物資源最為豐富的國家之一，同時也是世界制造大國，擁有國際上生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)中的主要產(chǎn)業(yè)，其中氨基酸、有機(jī)酸產(chǎn)能世界第一。在生物制造技術(shù)的引領(lǐng)下，開發(fā)多樣化的生物活性物質(zhì)，培育新興產(chǎn)業(yè)，可將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為競爭優(yōu)勢。

中國在生物制造領(lǐng)域正逐漸由發(fā)酵大國發(fā)展為發(fā)酵強(qiáng)國，已成功建設(shè)多個由國家、部門及地方政府資助的生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和國家級企業(yè)技術(shù)中心，搭建了一系列關(guān)鍵平臺技術(shù)。我國科學(xué)家在合成生物學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)、基因編輯、活性物的生物制造等方面取得了多項(xiàng)重大原創(chuàng)性突破，達(dá)到全球領(lǐng)先水平。此外，中國作為人口大國，是世界上最大的生物制造產(chǎn)品消費(fèi)市場之一，隨著全球?qū)ι�物活性物市場需求的增加，中國將成為生物活性物生物制造的主�?zhàn)場和主力軍。

（二）合成生物學(xué)助力生物活性物綠色可持續(xù)的生物制造轉(zhuǎn)化

動植物提取的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式來獲得生物活性物高度依賴動植物資源，其效率低下、可持續(xù)性差、成本較高。合成生物學(xué)將工程學(xué)原理和生物學(xué)相結(jié)合，建立了定量預(yù)測、可控再造的細(xì)胞工廠生產(chǎn)新范式，顛覆了傳統(tǒng)生物活性物的生產(chǎn)制造方式，使得生物活性物的獲取具有可持續(xù)性和綠色環(huán)保的優(yōu)勢。細(xì)胞工廠（即生產(chǎn)菌種）是生物制造的核心要素，能直接將原料逐步轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)品，顯著提高了原料利用能力和轉(zhuǎn)化效率。這使得生物活性物的獲取效率大大提升，成本大大降低，從而進(jìn)一步擴(kuò)大其市場應(yīng)用。

（三）數(shù)智化技術(shù)進(jìn)步推動生物活性物生物制造產(chǎn)業(yè)邁進(jìn)新高地

中投產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2025-2029年中國生物制造產(chǎn)業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測報告》指出，生物制造已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展階段，突破性成果不斷出現(xiàn)，基因編輯、核酸合成技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、自動化技術(shù)和人工智能（artificial intelligence，AI）等技術(shù)及相關(guān)平臺的發(fā)展，為生物活性物的研發(fā)和生產(chǎn)提供了有力的技術(shù)支持。例如，基因編輯的技術(shù)迭代允許科學(xué)家們進(jìn)行高效簡易的遺傳改造，AI的發(fā)展給蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)帶來巨大的技術(shù)變革。由英國Deep Mind公司開發(fā)的AI程序Alpha Fold能夠預(yù)測出2.14億個蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，幾乎涵蓋了地球上所有已知的蛋白質(zhì)，極大程度地加速了活性物的研發(fā)。

大力發(fā)展生物活性物的生物制造產(chǎn)業(yè)，是搶抓生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展機(jī)遇的有力手段，同時也是擴(kuò)大生物活性物消費(fèi)市場的有效舉措。盡管中國在生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展的機(jī)遇期抓住了先機(jī)，但依然面臨著諸多挑戰(zhàn)，想要打造綠色生物制造大國乃至強(qiáng)國還有很長的路要走。

三、中國生物制造產(chǎn)業(yè)進(jìn)入壁壘

（一）技術(shù)壁壘

長鏈二元酸、戊二胺等物質(zhì)早在20余年前已在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)了生物轉(zhuǎn)化，但在規(guī)�；�生產(chǎn)過程中由于技術(shù)瓶頸的存在，導(dǎo)致產(chǎn)出率低、成本高、產(chǎn)品質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等問題，從而無法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。因此，對于潛在進(jìn)入者來說，如何突破生物制造的技術(shù)瓶頸，降低成本、提升質(zhì)量是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化最大的壁壘。

（二）研發(fā)團(tuán)隊(duì)壁壘

生物制造與傳統(tǒng)的化工制造不同，作為集生物學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)等多領(lǐng)域知識的“會聚”領(lǐng)域，從業(yè)企業(yè)需要在合成生物學(xué)、細(xì)胞工程、生物化工、高分子材料與工程等學(xué)科領(lǐng)域均設(shè)有經(jīng)驗(yàn)豐富的研發(fā)和技術(shù)團(tuán)隊(duì)，通過各學(xué)科之間的跨領(lǐng)域協(xié)同，系統(tǒng)地綜合考慮提升質(zhì)量和優(yōu)化成本解決方案，并需要積累行之有效的微生物篩選評價體系，提升研發(fā)效率，因此，若沒有成熟的復(fù)合型團(tuán)隊(duì)，就無法具備產(chǎn)品開發(fā)、迭代更新能力，也無法具備產(chǎn)品應(yīng)用的拓展能力。

（三）資金壁壘

生物法制造長鏈二元酸、生物基戊二胺、生物基聚酰胺等產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化往往需要大量的時間和資金投入，且失敗率較高。即使掌握初代技術(shù)后，產(chǎn)品的后續(xù)研發(fā)、技術(shù)迭代更新等方面仍需要大量研發(fā)資金投入。因此，生物制造行業(yè)的新進(jìn)入企業(yè)需具備較強(qiáng)的資金實(shí)力。

四、中國生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路

當(dāng)前，我國生物制造核心產(chǎn)業(yè)增加值占工業(yè)增加值比重為2.4%，仍有較大的市場提升空間。生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展還面臨一些瓶頸，包括規(guī)�；�生產(chǎn)工程挑戰(zhàn)，生產(chǎn)成本相對較高，產(chǎn)品質(zhì)量和一致性控制難提升，原料供應(yīng)可持續(xù)性不足，跨學(xué)科人才短缺等。

要從“賦能基礎(chǔ)研究”和“賦能生物工程”兩個層面“做好當(dāng)下”。建立健全從基礎(chǔ)研發(fā)、成果轉(zhuǎn)化到應(yīng)用落地的支持體系，做好創(chuàng)新鏈、供應(yīng)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈管理，加強(qiáng)科學(xué)監(jiān)管，為生物制造創(chuàng)造良好發(fā)展環(huán)境。

中投產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2025-2029年中國生物制造產(chǎn)業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測報告》指出，中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所現(xiàn)在做的是“0到1”的工作，即核心技術(shù)和顛覆性技術(shù)突破；也做“1到10”的工作，與企業(yè)一起把技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，讓這些高附加值、高質(zhì)量、安全健康的產(chǎn)品服務(wù)老百姓的美好生活。目前產(chǎn)業(yè)生態(tài)還在建設(shè)過程中，希望產(chǎn)、學(xué)、研、用、金一起發(fā)力，把這個領(lǐng)域做大做強(qiáng)。

促進(jìn)科研成果向產(chǎn)業(yè)成果轉(zhuǎn)化是實(shí)現(xiàn)規(guī)�；�發(fā)展的關(guān)鍵，高校和科研機(jī)構(gòu)要與企業(yè)建立緊密的合作關(guān)系，通過技術(shù)許可、聯(lián)合研發(fā)、創(chuàng)業(yè)孵化等多種方式，加速科研成果的商業(yè)化進(jìn)程。

當(dāng)前需要完善頂層設(shè)計(jì)，制定國家級生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，明確發(fā)展目標(biāo)、重點(diǎn)領(lǐng)域和主要任務(wù)，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明方向；制定和完善生物制造相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提升產(chǎn)品質(zhì)量和國際競爭力；鼓勵生物制造技術(shù)在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、材料、能源等領(lǐng)域的應(yīng)用，拓展市場空間。

在2024中國生物制造大會上，工業(yè)和信息化部新聞宣傳中心、清華大學(xué)合成與系統(tǒng)生物學(xué)中心聯(lián)合行業(yè)內(nèi)首批80余家企事業(yè)單位共同發(fā)起成立“生物制造產(chǎn)業(yè)方陣”，將聯(lián)動生物制造領(lǐng)域多方力量，促進(jìn)生物制造領(lǐng)域供需對接、資金融通、應(yīng)用落地，聚力推動生物制造產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。