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欧意交易所- OKX欧易数字货币交易所2025易凯资本中国健康产业白皮书--生物制造篇(与茅台基金联合发布)

2025-06-09 17:23:37
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  政策定位持续升级:自2021年《“十四五”生物经济发展规划》将生物制造列为战略性新兴产业以来,中央政策不断强化其战略地位。2023年中央经济工作会议首次明确将生物制造作为“若干战略性新兴产业”之一;2024年《政府工作报告》将其定位为“新增长引擎”;2025年则进一步提出“建立未来产业投入增长机制”,完成从技术研发到产业生态构建的战略纵深布局。这种递进式政策设计体现了国家对生物制造产业“基础性、引领性、战略性”的定位认知。

  推动核心技术突破:通过国家重点研发计划、科技创新2030重大项目等专项,重点支持合成生物学、基因编辑、AI+生物制造等核心技术突破。我国各级政府近年来通过多项政策推动生物制造核心技术突破,主要聚焦基础研究、技术转化、产业链协同和生态建设四大方向,形成覆盖全链条的创新支持体系。在此基础上,针对核心技术的突破进行了具体部署,例如,国家层面提出重点攻克高性能工业菌株、智能生物传感器、生物反应器等“芯片级”技术。

  华中及西南地区——打造生物制造创新区域中心与特色产业:华中及西南地区(以湖北武汉、四川成都为核心)凭借科研资源、产业基础和政策协同,正加速构建生物制造创新区域中心,聚焦合成生物学、生物医药、酶制剂等前沿领域,形成全链条创新生态。其中,武汉作为中国生物制造核心城市,依托光谷生物城为引擎,联动周边城市形成“研发—制造—应用”协同发展的产业生态圈。2024年,武汉生物制造产业核心规模预计突破200亿元,核心企业涵盖酶制剂(例如新华扬)、生物制药(例如人福医药)、食保健品(例如嘉必优)等领域。成都通过“园区集聚+技术突破+资本驱动”模式,正在确立区域生物制造中心地位,涌现了一批例如泰和伟业等生物制造企业。

  内蒙古、新疆、东北等为代表的资源型地区:2024年,东北、内蒙古、新疆等地区,依托土地资源、低廉的能源和原料成本,展现出对于大发酵环节较强的承载能力,持续吸引生物制造企业前往进行下游生产布局。呼和浩特在2025年2月出台了《关于支持合成生物产业高质量发展的实施意见》,明确到2027年,引进(孵化)合成生物企业超百家,力争产业产值突破500亿元;到2030年,将呼和浩特市建设成为全国合成生物产业的领军城市。新疆则与上海等地区合作,上海市科学技术委员会发布的2024年度“科技创新行动计划”中,设立了“新疆地区合成生物产业升级关键技术开发与示范应用”项目。上市公司川宁生物早在2015年就在新疆伊犁建设了生产基地,目前已发展成国内生物发酵领域规模大、生产工艺先进的抗生素中间体产品全球头部供应商。

  在出海实操过程中,如何应对当地的法规政策风险,包括但不限于关税、反倾销等政策风险,以及地缘政治的剧变风险,从而打造海外桥头堡,会成为试图出海企业的重要课题。中国生物制造企业凭借得天独厚的基础设施、人才、产能及供应链优势,在生物制品上具备全球性优势。与此同时,中国企业也习惯以“卷”的方式进行市场竞争,这一套打法在海外市场未必可行,且很可能会招致制裁。当中国生物制造品以海外本土企业1/2甚至1/5的价格在当地市场开展竞争时,遭遇保护性限制或反制是不可避免的。

  以三元生物为例,其产品于2024年、2025年连遭欧盟、美国调查,被欧盟征收156.7%反倾销税。对于国内赤藓糖醇头部企业而言,欧美市场是其主要销售区域之一。三元生物产品以外销为主。2024年上半年,公司外销收入占当期主营业务收入的比例为72.67%,外销地区包括美洲、欧洲、非洲、大洋洲等地区。美国市场在近三年一度为三元生物贡献了超40%的营业收入。面对行业激烈竞争和国际贸易环境的变化,我们认为三元生物这类出口比重高的企业需要推进产品多元化战略。与之相对的,同为功能性糖醇企业的保龄宝则抓住机会开始抢占海外市场。在反倾销调查后,保龄宝的赤藓糖醇产品被征收34.4%的反倾销税,成为本次反倾销加征税率最低的企业。保龄宝抓住反倾销税率最低带来的市场机遇,赤藓糖醇产品在欧洲地区实现量价齐升,良好的国际影响力和品牌力也带动了国内销售。受此影响,2025年一季度,公司赤藓糖醇销售收入同比增长约123%。

  凯赛生物作为中国生物制造领军企业,其2024年业绩仍然保持高歌猛进的态势。根据其年报,凯赛生物2024年实现营业总收入45.8亿元,同比增长18.3%,归母净利润9.2亿元,同比增长22.6%,盈利能力持续提升。凯赛生物的强势增长主要受益于生物基材料需求放量及长链二元酸市场稳固,其全球长链二元酸市占率超80%,客户覆盖杜邦、艾曼斯等国际化工巨头。更进一步,凯赛生物持续深化技术壁垒,其发布新一代高效菌种,将生物法生产长链二元酸的转化率提升15%,能耗降低20%。此外,产品布局方面,其布局生物基戊二胺、生物降解材料PHA等新产品,部分产品已完成中试验证。

  除了业务上的高歌猛进,凯赛生物在生物制造理论技术、产业化实践和应用研发等多个领域的探索和创新一直处于行业前沿,当前凯赛生物正在构建创新的AI+BT研究平台,并推进数字化工厂升级,实现更高效、更智能的生物化工生产。其于2023年投资创新公司分子之心,联合其AI技术能力,一方面可根据制造需求反向设计或创造全新的蛋白质,助力凯赛的产率、效率提升;另一方面,可通过融合型技术创新和跨学科合作,助力凯赛构建更加高效的细胞工厂,调节代谢通路,缩短反应步骤,甚至开发传统方法难以实现的高附加值产品。

  川宁生物是成熟的大发酵企业、细分行业龙头。在巩固抗生素中间体主业的同时,依托合成生物学技术平台开辟化妆品原料新赛道。目前已成功实现红没药醇、麦角硫因、依克多因、角鲨烷、肌醇及5-羟基色氨酸等多元化产品的规模化生产与商业化应用,成为国内少数完成合成生物学产品全流程商业化交付的领军企业之一。川宁生物自2023年布局合成生物学领域,在AI辅助技术上投入大量时间及资金。目前公告其生成式AI辅助酶改造和代谢路径优化,缩短研发周期,提升效价。在这种态势下,未来川宁生物的生物制造板块将会继续高速前进。

  从财务表现来看,公司核心的细胞工程业务(Cell Engineering)虽然同比增长29%,但环比暴降53.7%,新项目数持续低迷,2024第四季度仅新增14个项目,同比减少39%。Ginkgo对其2025年的预期营收进一步下调至1.6亿-1.8亿美元。通过财务分析,显示出公司面临严重的订单青黄不接问题。Ginkgo的客户集中在生物制药、农业生物科技和某些工业生物方向,且很多客户是资金链脆弱的早期企业。客户群体本身的抗风险能力弱,一旦融资受阻,就会直接导致Ginkgo的订单减少。Ginkgo的细胞工程服务业务收入模式主要靠“签更多新项目”来推高收入,但项目的规模单笔订单普遍不高、生命周期长,单个项目对公司短期现金流贡献有限。

  此外,虽然Ginkgo宣称自己是一个合成生物学“操作系统”,且这个操作系统由生物铸造厂(Foundry)和代码库(Codebase)两部分组成,但实际上客户高度定制化的需求导致平台化并未真正降低边际成本,工程成本居高不下,难以快速提升盈利能力。Ginkgo在2024年大幅通过收购、并购进行战略扩张,业务拓展至农业、食品等领域,但目前来看尚未能形成协同效应。截止至2025年第一季度,Ginkgo Bioworks的市值已从270亿美元的高位暴跌至3亿美元。

  以Amyris为例,2023年8月10日,Amyris发布公告申请破产,Amyris成立于2003年,曾是合成生物领域的标杆企业,早期以生产抗疟药物青蒿素前体和生物燃料法尼烯闻名,后转型化妆品原料和消费品市场,推出角鲨烷等明星产品,并孵化多个护肤品牌如Biossance。频繁转型的背后,商业量产的困难始终围绕着Amyris的多个产品,例如,法尼烯的规模化生产面临技术瓶颈,实验室成果无法在工业级发酵罐中实现稳定量产,导致实际产量远低于预期,进而导致成本过高无法实现商业化。Amyris始终无法在技术创新、商业化落地与资本运作间找到平衡。

  其中值得关注的公开发行事件是,华昊中天在2024年10月31日成功在香港联交所主板上市,股票代码02563,发行价为16港元,募资约2.33亿港元,成为港股“合成生物学医药第一股”。从科创板转战港交所,华昊中天一直强调优替德隆注射液(utidelone,UTD1,用于治疗晚期乳腺癌)是合成生物技术在医药领域的标志性成果。作为通过合成生物学技术开发并获批的化疗创新药,优替德隆利用基因工程菌发酵生产,替代了传统化学合成路径。此外,华昊中天也表示其会将合成生物学技术延伸至更广泛的药物开发领域,在研的19个项目中,包括优替德隆的口服胶囊、纳米剂型及ADC药物等,均依赖合成生物学技术优化药物递送方式。

  但仍然有上市受阻情况存在。例如,弈柯莱申请科创板IPO半年后主动终止,疑似因大宗产品原材料成本、出货压款、存货金额高导致现金流量净额均为负之担忧,问讯环节中,上交所主要关注弈柯莱主营业务及主要产品、科创属性、商业化模式、客户、采购与供应商、同业竞争、历史沿革、期间费用、财务性投资等17个问题,表明各家生物制造公司的基本面仍然是上市的金标准。据我们了解,弈柯莱在2024年仍然表现出良好的增长态势,其多个产品品类在市场中具备绝对的竞争优势。随着业务结构的不断优化,也逐步逼近盈亏平衡点,在未来,弈柯莱仍然会寻求上市机会。

  例如,紫杉醇生物合成技术虽突破,但产业化仍面临酶活性不稳定、发酵周期长等问题,难以替代传统植物提取法。迈过工艺放大,持续稳定的商业化量产是赛道决胜的分水岭。创新型企业将要面对放大不稳定所带来的成本问题与商业可行性问题交织的困境。创新型企业因资金、技术限制被迫小规模生产,导致最终单位成本居高不下,无法匹配传统化工企业凭借规模优势在同类产品中展现的价格竞争力,从而限制了下游生物制品、生物基材料的渗透率。生物制造行业的本质仍然是“制造业”,其技术与需求鸿沟本质是实验室技术可行性和量产能力的冲突。破解这一矛盾不仅需要顶层政策指引,更需要以“降本增效”为目的推进应用学科建设和交叉学科专业人才培养。

  以胶原蛋白为例,市场的快速增长吸引了众多企业与资本入局,包括巨子生物、锦波生物、华熙生物等上市公司,纷纷加大在胶原蛋白领域的投资和布局。随着市场参与者的增多和产能的释放,胶原蛋白产品的价格竞争日益激烈。2021年至2024年间,中国重组胶原蛋白原料的价格经历了显著下降。公开数据显示,Ⅲ型重组胶原蛋白的成本价从80000元/kg降低至10000元/kg。麦角硫因也是价格内卷的典型案例,在过去的3年间,麦角硫因的价格从20-30万元/kg暴跌至10000元/kg以下,跌幅接近3000%。此外,赤藓糖醇、维生素、氨基酸、玻尿酸等生物法制原料也都先后进入过“未富先卷”的阶段。

  国内领先的天然营养成分生物制造企业瑞芬生物,通过“大复配”的概念融合其天然甜味剂、天然营养成分产品,为下游B端客户提供新的配方与配料解决方案。瑞芬生物立足于天然甜味剂,为客户提供高低倍糖混合的糖复配方案的同时,辅以自身天然营养成分生产和风味调配能力,为客户提供更丰富的口味及更多元的配方可能性。以瑞芬生物和元气森林的合作为例,其已经从元气森林的纯原料供应商,转型到合作商,其与元气森林合作开发了新产品“红豆薏米水”,在为元气森林提供天然糖的解决方案的同时,为其提供红豆、薏米提取物和相关风味,助力打造新产品新配方。瑞芬生物依托与全球市场品牌端客户的渠道,提供高附加值的解决方案服务,保持了稳定的盈利能力和技术产品的可持续迭代能力。

  通常,生物基材料可以减少对于化石资源依赖,其以农作物秸秆、竹木粉等非粮生物质为原料,通过光合作用固定二氧化碳,实现“负碳”循环。此外,生物基材料有更好的降解性与环境友好度,例如,部分可降解塑料材料可在自然环境中快速降解为水和二氧化碳,避免塑料垃圾在土壤、海洋中长期残留,有效缓解“白色污染”问题。最后,生物基材料可实现资源循环利用,实现废弃物的高值化利用是发展循环经济的重要基础。另外,某些特定的生物基材料可通过合成生物技术突破传统方法的原料限制。比如通过精密发酵生产重组蛛丝蛋白,相比通过蚕养殖提取蚕丝,大幅提高生产效率。发酵法生产FDCA可将葡萄糖→HMF→FDCA的过程整合在单一微生物内,突破了传统方法在玉米芯、甘蔗渣、麦秸、木屑、稻壳等原料收储运、纤维糖化等环节的难点。

  生物基多元醇具备结构可调性强、官能团丰富、应用场景多元等核心优势,广泛应用于可降解聚氨酯、弹性体、泡沫材料、黏合剂与涂层等领域。其中,1,3-丙二醇(PDO)和1,3-丁二醇(BDO)是当前生物基多元醇领域中最具代表性的明星品类,分别在消费品和功能材料端展现出强劲的市场潜力与产业驱动力。丙二醇广泛应用于食品添加剂、化妆品、医药等领域,具备良好的安全性与功能性,是日化行业绿色转型的重要原料,部分国际日化品牌已明确将“生物基丙二醇”作为绿色转型路径。丁二醇则是合成PBS、PBAT等可降解材料和工程塑料的关键中间体,当前通过合成生物技术实现的生物基丁二醇已具备规模化落地基础,丁二醇也成为推动高性能可降解材料发展的核心平台分子。

  FDCA作为一种关键的生物基平台化合物,也逐渐成为生物基材料里的潜在爆品。以可再生植物糖为原料生产的FDCA,可用于合成聚乙烯呋喃酸酯(PEF)等新型高性能聚酯,具有优异的气体阻隔性、热稳定性和力学性能,远超传统石化材料,已在高端功能性聚酯包装、聚酯纤维及特种功能性纤维等领域实现商业化应用。国内企业如合肥利夫生物已建成世界首条千吨级FDCA生产线年投产万吨级产线,标志着FDCA产业化进程的加速。2023年全球FDCA市场规模约为5.1亿美元,预计到2032年将达到9.9亿美元,年复合增长率约为7.8%。然而,和PLA、PHA类似,FDCA目前同样需要在低成本规模化制备、下游生态建设、国际标准制定等方面取得突破,才能真正实现从技术储备到产业化爆发的转变。

  全球已布局生物基EPDM行业研发及生产赛道的企业包括美国陶氏化学公司(DOW)、德国朗盛集团(LANXESS)、日本NOK株式会社等。美国陶氏化学推出NORDEL™ REN系列生物基EPDM,以甘蔗渣等生物残渣为原料,通过合成生物学技术实现规模化生产。其产品具备优异的耐候性、密封性和加工性能,已广泛应用于汽车密封条、软管、建筑型材及鞋材领域。该材料在新能源汽车电池壳体密封件中可降低碳排放40%,并成为安踏等运动品牌的中底材料供应商。中国本土企业如凯赛生物、中石化正加速技术攻关以突破进口依赖。

  监管方面,2024年国家卫生健康委员会持续推动“三新食品”(新食品原料、食品添加剂新品种、食品相关产品新品种)的审批工作,并围绕“大食物观”理念出台多项政策,新食品原料的审批效率大幅提高。以阿洛酮糖为例,阿洛酮糖可广泛应用于厨房烹饪、乳制品、饮料、烘焙等领域,凭借其口感接近蔗糖、热量极低、血糖反应小且具备潜在健康功能等特性,被认为是最具潜力的新一代“健康糖”。卫健委于2025年3月21日发布公告,将D-阿洛酮糖作为新食品原料的申请纳入公开征求意见范围,公示期于4月20日结束,这也标志着阿洛酮糖已通过专家技术审查,进入法规落地的“最后一公里”。随着消费者对甜味剂的安全需求升温和对更自然、低负担甜味剂的需求增长,阿洛酮糖有望成为功能性甜味剂中的新大品类。除阿洛酮糖外,2024年3月,弈柯莱生物自主研发的甜菊糖苷·瑞鲍迪苷M(酶转化法)成功通过国家卫健委审批,成为中国首个获批的甜菊糖苷产品。

  产品方面,理想的甜味剂要求为安全无毒、甜味纯正与蔗糖相似、高甜度、低热值、稳定性高、不致龋、价格合理。目前能达到要求的单体甜味剂目前不存在,提高甜味剂功效的方案之一是复配。下游客户的要求逐渐从对单一原料的需求,逐步转变为对配方的需求。随着饮料、零食、烘焙等品牌正在加速“无糖化”,如元气森林、可口可乐、伊利、百事等企业开始寻求新的甜味剂品种和配方。中游厂商也在推动从“卖产品”升级到“提供整体解决方案”,为客户提供配方开发、联合申报、稳定供应、数据支持等一整套服务。在口味上,通过多甜味协同设计(如阿洛酮糖、甜菊糖苷的复配)、反掩苦等方式改善风味,使甜味剂更接近蔗糖口感。此外,天然甜味剂可与其他功能成分(益生菌、维生素、膳食纤维)联合使用,形成“健康标签”组合,提高产品溢价空间,甜味剂有望成为配方中的“功能成分”,不再只是辅助调味,逐步走入中高端产品领域。

  在全球蛋白需求持续增长与可持续发展压力不断加剧的背景下,新质蛋白正成为食品与生物制造产业的重要突破方向。相较于传统动物蛋白,新质蛋白通过合成生物、精准发酵等技术手段获得,具有生产效率高、环境负担低、营养功能可定制等优势,广泛应用于功能性食品、特医营养、婴幼儿配方及高端健康产品等领域。随着核心技术的成熟与成本下降,全球新质蛋白产业正加速进入商业化阶段,成为推动食品产业绿色转型与构建未来营养体系的关键力量。根据数据预测,到2035年,全球新质蛋白的市场规模有望达到9700万吨,市场规模预计达到2700亿美元。展望更长周期,全球约1/3的食品蛋白供应将来自于新质蛋白。除食品外,新质蛋白的应用范围也拓展至医药、宠物、医美日化等多个行业。

  中国于2024年9月发布了《关于践行大食物观构建多元化食物供给体系的意见》,明确提出要“培育发展生物农业,开拓新型食品资源”,微生物菌体蛋白、藻类蛋白等利用合成生物技术生产的新质蛋白被视为重要的战略方向。并且2025年2月发布的《中央 国务院关于进一步深化农村改革 扎实推进乡村全面振兴的意见》中提出“构建多元化食物供给体系”,将“培育发展生物农业,开拓新型食品资源”作为重要任务之一。在此背景下,政府加大了对新质蛋白领域的支持力度,包括设立专项基金、提供财政补贴等,鼓励企业与科研院所合作,建设食物开发创新平台,培育具有核心研发能力和产业带动力的食物开发科技企业。

  精密发酵蛋白是新质蛋白中最具发展潜力的明星赛道之一,具备显著的技术可行性、广阔的市场预期和良好的消费者接受度。精密发酵蛋白根据其应用场景,可分为“精密发酵食品蛋白”与“精密发酵功能型结构蛋白”两个主要方向。其中,前者以乳铁蛋白、酪蛋白、卵白蛋白为代表,广泛应用于功能食品、婴配乳品与营养健康产品;后者则包括蛛丝蛋白、贻贝蛋白等,凭借优异的力学性能和生物相容性,主要用于医疗器械、高性能材料等非食品场景。

  精密发酵依托合成生物学和细胞工厂技术,可在可控条件下高效生产出与天然动物蛋白结构和功能高度一致的食品蛋白,如乳铁蛋白、酪蛋白、卵白蛋白等,工艺成熟、质量稳定,具备规模化复制的优势。在市场预期方面,精密发酵食品蛋白可广泛应用于婴幼儿配方食品、特医食品、功能饮料、营养补充剂等高附加值领域,市场对高纯度、高活性的蛋白产品需求快速增长,行业有望率先在乳制品替代和功能营养赛道实现爆发。在消费者接受度方面,精密发酵食品蛋白因其成分与天然蛋白高度相似,同时具备“无动物”“无抗生素”“环保可持续”等标签,更易获得新一代健康消费群体的认可。综合来看,精密发酵食品蛋白正逐步走出实验室,成为引领新质蛋白商业化的重要力量。

  精密发酵的功能型结构蛋白,代表着新质蛋白从食品与营养领域向生物材料、高性能制造等前沿应用的延伸。这类蛋白以蛛丝蛋白、贻贝蛋白等为代表,具备天然来源稀缺、力学性能优异、生物相容性强等特性,广泛应用于医用缝合线、组织工程支架、生物胶粘剂、可穿戴材料等高附加值领域。通过合成生物技术,功能型结构蛋白能够在微生物中实现高效表达和规模化生产,突破了传统获取路径的生物伦理及产量限制。随着绿色制造、可降解材料和高性能生物材料的需求日益增长,功能型结构蛋白正在成为推动新质蛋白“从吃得好到用得好”的关键力量,标志着产业从营养替代走向跨界创新的新阶段。

  在精密发酵蛋白快速推进的同时,以菌类为基础的天然蛋白路径也日益受到产业界重视,成为新质蛋白赛道中的又一增长引擎。菌类蛋白主要来源于食用菌、丝状真菌或酵母,通过固态或液态发酵方式获得,富含优质蛋白、膳食纤维和多种微量营养素,具备良好的健康属性和功能价值。在可持续性方面,菌类蛋白生产过程对土地和水资源依赖较低,碳排放显著低于传统畜牧业,符合绿色低碳发展的方向。技术方面,菌类蛋白的发酵工艺成熟,可利用农业废弃物或副产物作为培养基,具备成本控制与规模化扩产的可行性。

  基因设计与改造:精准编辑的分子工具。基因读写改技术以基因编辑为核心,通过CRISPR-Cas9、TALENs等工具实现基因组的精准修改。例如,CRISPR-Cas9系统通过引导RNA(sgRNA)定位目标DNA序列,由Cas9蛋白完成切割,随后通过同源重组或非同源末端连接修复机制引入特定突变。在生物制造中,该技术被广泛用于优化底盘菌种的代谢通路:例如,大肠杆菌—通过敲除竞争代谢路径基因,提升丁二酸和1,4-丁二醇的合成效率等。

  此外,除了三大底层技术之外,人工智能(AI,以下简称AI)作为贯穿整个生物制造底层技术的第四技术,其重要性在近年和未来不断凸显。生物制造作为新兴技术领域,正通过与AI技术、合成生物学、信息技术等跨学科技术的深度融合,推动产业向智能化、绿色化和高效化方向转型。其中,最受关注的便是AI技术在生物制造产业中的融合应用,科学家们、企业家们正通过AI与生物技术的深度协同创造新的可能性。例如,在实验室侧,AI通过机器学习算法加速基因编辑技术的突破。CRISPR-Cas9结合AI预测工具,显著提升基因编辑的精准度与效率,优化微生物代谢路径以实现高效生产;在生产端,AI支撑生产设备,实现数据化生产工艺,为发酵、提取、纯化、加工等各个环节带来更高效率。不仅如此,合成生物技术与AI融合进行生物系统行为模拟,智能化自主设计人工基因线路,大幅降低实验试错成本。例如,AI辅助的代谢工程已应用于开发高产菌株,使L-丙氨酸等化学品的生产成本降低50%。易凯资本认为,AI和生物制造领域的融合已成为大势所趋。

  以生物农业为例,2024年12月,Plant Communications在线发表中国农业科学院生物技术研究所的综述文章《Synthetic biology and artificial intelligence incrop improvement》。这篇文章探讨了合成生物学和AI在生物农业中的应用,提出AI与合成生物学融合包括五方面:1)基因编辑与基因组设计;2)多组学与代谢通路优化;3)AI驱动的定向蛋白质工程;4)AI精确筛选遗传模块;5)基因组选择与输入输出性状。通过生物农业的AI应用,我们可以看出AI在生物制造各个领域的融合潜力。

  上市公司也在2024年开始进行基金布局生物制造AI技术,以期获得新的业务突破。以华恒生物为例,其在AI领域的布局已形成体系化战略,其核心是通过“生物+AI”深度融合提升研发效率、优化生产工艺并拓展高附加值产品线。华恒生物利用AI技术对微生物菌株进行精准设计和代谢路径优化,显著提升了合成生物学研发效率。例如:通过AI模型指导菌种改造,在L-缬氨酸、丁二酸等产品研发中降低能耗40%,并缩短研发周期。此外,公司投资3.9亿元建设“AI驱动生物制造研发及中试示范基地”,一期重点构建AI生物制造创新平台,预计年综合中试规模达5500吨。该基地将实现从菌种设计、工艺优化到试产的闭环,支持柔性化、模块化生产。

  生物制造产业正处于产业化加速与技术红利释放的临界点,未来将为传统行业带来深远影响。各行业中越来越多的上市公司、产业集团,例如贵州茅台、华熙生物、爱美客等通过和创新型企业的合作深度参与到生物制造行业当中。一方面,创新型企业多以技术驱动为核心,擅长研发但不具备强渠道、品牌力或大规模制造能力。与上市公司/龙头企业合作,能借助其成熟的生产体系、销售网络和终端客户资源,将技术更快推向市场。另一方面,拥有充足现金流的上市公司通过投资、并购或者业务合作布局生物制造转型,扩大自身业务版图,寻求自身业务增长的第二曲线。

  另一典型案例是嘉必优收购欧易生物63%股权。欧易生物则主要从事多组学分析技术服务和分子诊断产品开发。嘉必优此次横向并购旨在整合双方资源,欧易生物的多组学数据库与嘉必优的规模化制造能力形成互补,有助于企业进一步扩展主营业务,打造出集“技术服务+创新功能性高分子挖掘+产品输出”于一体的综合性产业服务平台。通过此次收购,嘉必优不仅增强了自身的研发和技术服务能力,还拓展了在食品健康领域的应用范围。通过整合欧易生物在多组学检测、生物信息学和AI筛选方面的优势,嘉必优可实现功能分子精准挖掘与高效路径优化,加速开发面向个体化营养与特定健康需求的食品和保健品补充剂产品,推动其在功能性营养赛道形成差异化竞争优势,构建以数据驱动为核心的创新生态体系。

  中国作为发酵大国,占据全球约70%的发酵产能。2024年,中国生物发酵行业的主要产品产量接近3400万吨,产品价值接近2900亿人民币。其中,大宗产品(如氨基酸、有机酸)占产能主导地位(约60%),但高附加值产品占比不足15%。以豆粕发酵为例,部分地区库存量创历史新高,价格战频发导致企业利润空间压缩。同时,由于市场热度许多发酵生产线在建设初期未充分考虑市场需求,导致产能过剩,实际利用率低。此外,资金在特别时间的集中涌入势必会导致产能过剩,这同样使得许多发酵生产线在建设初期未充分考虑市场需求,导致产能过剩,实际利用率低。根据2024年数据,中国规模以上工业产能利用率为75.1%。在食品、饲料等竞争激烈的成熟发酵领域,发酵产能的闲置率可能高于30%。而新质蛋白、新型甜味剂等新兴领域,产能闲置率较低,部分项目接近满负荷运行。

  相比成熟的发酵企业,平台型/创新型企业往往拥有更高的研发投入和更强的技术实力。创新型企业可以通过和成熟发酵企业的合作,提升生产效率、降低成本、提高产品附加值。创新型企业同时也可以在不增加大量资本投入的情况下,快速实现新产品的中试和规模化生产,提高资源利用效率。对于资金充足的生物制造企业,通过收购闲置的发酵产能快速推动产业化进程将成为值得考虑的重要发展策略。例如,恩和生物2023年收购山东伟日生物后,恩和生物借助其在合成生物学领域的技术优势,在提升产能、产品质量、丰富产品线和拓展国际市场等方面为伟日生物赋能。这一举措助力恩和生物实现从研发到产业化的快速转化的同时,也为成熟发酵企业注入了新的活力。

  一个典型的中外合作案例,是莱茵生物与帝斯曼-芬美意的合作。莱茵生物在2023年和帝斯曼-芬美意签署了一项为期五年的重大经营合同。该合作主要涉及天然产品的供应和技术合作,尤其是天然甜味剂、植物提取物方面。莱茵生物借助帝斯曼-芬美意在全球营养、香精香料和健康产品领域具有广泛的市场和渠道资源,将其产品从中国本土推向全球市场,拓展其国际影响力。而帝斯曼-芬美意通过和莱茵生物的合作,更好的实现在中国本地化的生产和布局。

  巴斯夫战投分别在2021、2022年投资了中国本土生物制造公司恩和生物、英格生物,扩展其在中国的布局版图。恩和生物持续与巴斯夫共同研究生物基产品及其工艺流程、合作开发下游产品,致力于减少化学工业的碳足迹。英格生物则在个人护理产品解决方案上与巴斯夫持续合作。恩和生物、英格生物等中国企业与巴斯夫的合作不仅是双方优势互补、资源共享的典范,也体现了中国企业产品“走出去”与海外企业在华布局“引进来”的双向互动趋势。这种合作模式有助于推动全球合成生物学产业的协同发展,构建更加开放、互利的国际合作新格局。

  莱茵生物依托子公司成都赛迪科,利用合成生物技术开发出功能性多糖原料“左旋β-半乳葡聚糖”,应用于化妆品领域。该产品具备保湿、抗炎、修复等功效,已与欧莱雅、雅诗兰黛等国际美妆巨头合作。2024年莱茵生物实现总营收17.72亿元,同比增长18.6%,归母净利润1.63亿元,同比增长97.56%,毛利率提升至29.33%,主要受益于高毛利产品占比提升。通过合成生物技术重构传统植物提取价值链,从“资源依赖型”向“技术驱动型”转型,形成“原料-技术-应用”全链条竞争力。

  2024年其推出鼠李糖脂(日化用生物基表活剂),通过优化发酵工艺解决泡沫问题,产品100%可降解且抑菌性能优于传统表活剂。2025年,其全球首套万吨级生物基1,3-丁二醇装置投产,以非粮生物质(秸秆、木屑)为原料,通过发酵、加氢和分离纯化技术实现连续稳定量产,纯度达99.97%,碳减排70%,打破全球供应垄断局面。2025年,万华化学试图打通维生素A全产业链,其投产的VA项目以异丁烯为原料,贯通柠檬醛合成至VA生产,打破巴斯夫、帝斯曼-芬美意垄断,单位产品能耗降低20%。

  一方面,政府主导的大规模数十亿级基金纷纷落地。以深圳为例,深圳市合成生物产业基金是全国首只政策性综合型合成生物基金,规模达到15亿元。基金在2024年积极布局,投资了微元合成、分子之心等企业,覆盖了上游工具及技术支持、中游产品研发、下游应用落地的完整产业链条。常德市的生物制造布局同样引人关注。2024年湖南常德市设立了国内最大的生物制造产业母基金,规模超50亿元,重点投向合成生物企业总部、研发中心及产业化基地。杭州萧山新设的10亿元基金与国投聚力合作,覆盖生物制造核心环节,目标培育“专精特新”企业并打造华东产业新高地。安徽首支生物制造产业专项子基金国投安徽生物制造基金于2024年在合肥签约设立,基金初始规模20亿元,重点投向生物制造产业及生物技术方向。另外,河南、内蒙古、江苏等多个地区也已设立合成生物相关的专项基金,支持产业发展。

  中试是连接实验室小试与工厂量产的关键环节,规模一般在百升至百吨级,取决于技术路线和产品特性。其核心任务是验证工艺可行性、优化参数、评估经济性,为产业化奠定基础。但对初创企业而言,中试建设门槛高。一方面,发酵罐、纯化设备及控制系统等基础设施投入大,运营成本高;另一方面,平台运行对放大工艺、设备管理和质量控制要求高,初创团队经验有限。此外,建设周期长、技术不确定性高,易造成时间与资源浪费,拖慢商业化进程。

  企业端,链主企业通过并购基金推动生物医药产业链上下游资源整合,促进中试平台与市场需求的精准对接。例如华熙生物的中试平台兼容食品、医药和护肤品领域,实现多领域综合应用。而地方政府为了抢占生物制造产业新兴产业高地,也开始主动搭建“中试放大平台”,并设立配套的专项基金,提供基础设施共享+技术转化支持,极大降低早期技术放大试错成本,加速科研成果落地。这一协同机制的优势是:基金通过投资中试平台降低研发风险;而初创企业也可借助中试平台推动产业化,规避自建中试平台带来的高额资本开支及运营投入。

  上海在生物制造领域积极探索“中试平台+基金”协同发展模式,通过技术验证与资本赋能的双轮驱动,加速科技成果转化和产业链升级。2023年9月,上海市人民政府办公厅印发的《上海市加快合成生物创新策源 打造高端生物制造产业集群行动方案(2023-2025年)》中明确,将“1”个核心平台+“3”个重点方向+“N”大应用场景作为核心发展路径,推动合成生物学从科研到产业化的全链条发展。2024年4月,上海合成生物创新中心正式揭牌,依托上海科技大学、中科院等知名科研机构,搭建“设计-构建-测试-学习”(DBTL)全流程研发平台,集创新孵化、技术平台、产品转化、天使投资、监管科学、展示交流于一体。张江的合成生物产业园整合实验室、中试基地和产业孵化器,加速技术转化。

  另外,宝山也瞄准了创新型企业“中试难”的问题,由宝山区牵头,计划未来数年内提供近1万平方米产业空间“定制”合成生物中试产线,采用政府代建、企业租赁的模式运营,并待形成稳定造血后再由企业回购。资金端,上海也牵头设立了多支合成生物产业引导专项基金,支持关键技术研发和产业化项目。2025年1月,总规模100亿元的上海未来产业基金发布投资策略。该基金的100亿元由上海市财政全额出资,定位于搭建推动颠覆式创新、多学科交叉创新、前沿平台性技术方向孵化和早期投资的开放赋能平台,覆盖科学智能、脑机接口、可控核聚变、量子计算、合成生物学等前沿领域。

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