中心思想
生物制造：产业升级新引擎
本报告核心观点指出，生物制造作为以工业生物技术为核心的新兴产业，正凭借其在生物基材料、化学品和生物能源等领域的广泛应用，成为推动新一轮产业革命浪潮的关键力量。全球合成生物学市场规模预计在2028年将接近500亿美元，其多元化的下游应用（包括医疗健康、食品与农业、化学工业和消费品等）预示着巨大的市场潜力和产业升级空间。
合成生物学：技术与政策双驱动
合成生物学产业的快速发展得益于技术突破和政策支持的双重驱动。基因合成、基因测序成本的显著降低以及高效基因编辑技术的发展，为合成生物学提供了坚实的底层技术保障。同时，全球各国政府，特别是中国，均高度重视合成生物学的发展，通过一系列战略规划和支持政策，加速了其产业化进程。合成生物学通过重塑产业生产模式，提供更高效、更环保的合成方案，有效解决了传统化学合成和天然提取方式面临的成本高、产量受限和环境污染等问题，尤其在“双碳”减排背景下，其战略意义更为深远。中国在生物发酵产业的全球领先地位和完备产业链，进一步强化了其在生物制造领域的产能和成本优势。
主要内容
1 行业概览：生物制造前景广阔，助力产业升级
生物制造以工业生物技术为核心，利用酶、微生物细胞结合化学工程技术，加工生物基材料、化学品和生物能源等目标产品。合成生物学作为平台技术，在其中发挥着至关重要的作用。全球合成生物学市场规模从2018年的约53亿美元快速增长至2023年的171亿美元，复合年增长率（CAGR）达27%，预计到2028年将接近500亿美元，CAGR约24%。其下游市场多元，广泛应用于医疗健康、食品与农业、化学工业和消费品等领域，其中医疗健康、专业科研和化学工业是最大的三个细分方向。合成生物学的产业化落地需经历细胞构建和生产规模放大两大阶段，核心策略是DBTL（设计-构建-测试-学习）循环，涉及基因测序、基因编辑、基因合成等使能技术。产业链上游关注底层技术突破和降本增效，中游强调技术平台的通用性，下游则聚焦产业化、规模化和应用落地。
2 政策支持叠加技术突破，合成生物产业迎风起
2.1 政策支持：战略规划齐发力，护航合成生物加速起航
合成生物学作为前沿学科和产业热点，受到全球各国政府的高度重视。英国、美国等国家相继发布了合成生物学路线图和战略计划，如英国2023年投资20亿英镑推动工程生物学发展，美国总统拜登于2022年签署行政命令以促进生物经济。中国同样高度重视，自2008年香山科学会议首次探讨合成生物学以来，国家发改委在《“十四五”生物经济发展规划》中明确指出生物经济是未来中国经济转型的新动力，并多次在《政府工作报告》中强调生物制造为新增长引擎。国内已成立多个研究中心和重点实验室，并出台《生物安全法》、《关于加强科技伦理治理的意见》等法规，为合成生物学的规范化发展提供保障。
2.2 技术突破：产业链技术升级，供给端迎来新发展
基因测序、基因编辑和基因合成等核心技术的快速发展和成本降低，是合成生物学由概念走向产业落地的关键支撑。基因测序技术历经四代革新，从2001年单个人类基因组测序成本近1亿美元，降至2020年的645美元，每兆数据量成本从5000美元降至0.007美元。全球基因测序市场预计2024年接近150亿美元，未来十年将保持20%以上增速，2030年超500亿美元，2034年超1000亿美元。基因编辑技术方面，CRISPR-Cas9的问世将基因编辑成本从约5000美元降至约30美元，效率和普及度大幅提升。全球基因编辑市场2022年达54.12亿美元，同比增长12.49%。基因合成技术也从化学合成发展到酶促DNA合成，后者成本可降低1-2个数量级，且更环保、准确率更高。此外，AI技术（如AlphaFold）和大规模酶/代谢数据库的出现，显著提高了生物制造的效率和精准度，加速了菌株优化和人工酶设计。
3 合成生物学重塑产业模式，提供更高效、环保的合成方案
合成生物学正重塑产业生产模式，为高附加值化合物制造带来颠覆性变革。麦肯锡报告指出，全球约60%的产品可采用合成生物学生产，预计在2030-2040年每年带来2-4万亿美元的直接经济影响。该技术通过精准改造菌株结构和优化代谢途径，大幅提高生产效率并降低单位生产成本。以丙氨酸生产为例，从传统高成本、高污染的化学合成法转向高效、环保的发酵法，生产成本可降低52%，产量和转化率均提升约60%。川宁生物通过改进发酵工艺，使头孢菌素C的发酵水平提升8.28%，显著提高了单批次产量。
在“双碳”减排趋势下，合成生物学产业具有深远的战略意义。它采用生物基材料替代传统化石基材料，以生物技术替代传统化工技术。世界自然基金会（WWF）估算，到2030年工业生物技术每年可减少10亿至25亿吨二氧化碳排放，合成生物技术在多种生物基材料生产中可实现60%甚至高达90%的碳减排。华恒生物的厌氧发酵技术无需通氧，显著降低能耗，达到国际领先水平。
中国在生物发酵产业规模全球领先，产业链完备，具备产能和成本优势。国内发酵产品年产量超过7000万吨，氨基酸、有机酸、维生素等核心产品产量占全球总量的60%-80%。生物发酵设备行业市场规模稳定增长，2023年上半年超过200亿元。此外，中国作为全球主要的小麦、玉米、大米生产国，拥有充足且稳定的生物发酵原材料供应，进一步巩固了其在生物制造领域的竞争力。
4 相关公司
4.1 川宁生物：“生物发酵”与“合成生物学”双轮驱动
川宁生物成立于2010年，是国内主要的抗生素中间体生产基地之一，主要产品包括硫氰酸红霉素、6-APA、青霉素G钾盐、头孢类中间体等。公司业绩自2022年起逐步恢复，2024年前三季度营业收入达44.56亿元（+24.43%），归母净利润达10.76亿元（+68.07%），预计全年归母净利润将达13.6亿至14.5亿元。公司坚持“生物发酵”与“合成生物学”双轮驱动战略，生物发酵项目产能约1.6万吨/年，合成生物学项目一期建设有化妆品原料、保健品原料柔性生产线。公司凭借霍尔果斯经济开发区的区位优势（跨境贸易便利、税收优惠）、新疆伊犁河谷的自然气候优势（昼夜温差大，利于发酵效率和降低能耗）以及绿色循环产业园的布局，建立了独特的成本和规模优势，其硫氰酸红霉素、7-ACA、6-APA等产品市占率位居全球前列。
4.2 金斯瑞生物科技：依托主业优势，前瞻布局合成生物学
金斯瑞生物科技成立于2002年，已形成生命科学服务及产品、生物医药合同研发生产（CDMO）、工业合成产品（百斯杰）和综合性全球细胞疗法（传奇生物）四大平台。公司营收快速增长，2024年上半年收入达5.6亿美元，同比增长43.5%。其子公司百斯杰专注于合成生物学领域，依托金斯瑞强大的基因合成能力和先进的酶工程技术，开发创新产品服务于饲料、酒精、食品和家居护理等行业。百斯杰建立了Synesis合成生物学研发平台，拥有高效快速的基因编辑手段（包括CRISPR技术）、高通量菌株构建及分析检测设备，并已建立黑曲霉、地衣芽孢杆菌等多个平台菌株和产品的发酵提取工艺控制模型，成功实现了二十余种饲用及工业酶制剂的工艺开发和生产放大，具备从研发到生产落地的丰富经验。
总结
合成生物学与生物制造正引领新一轮产业革命，其市场前景广阔，预计未来几年将保持高速增长。这一变革由基因测序、基因编辑、基因合成等底层技术的突破以及全球各国政府的战略性政策支持共同驱动。合成生物学通过提供更高效、更环保的生产方案，有效解决了传统工业生产中的高成本、高污染问题，并在“双碳”减排背景下展现出巨大的战略价值。中国凭借其全球领先的生物发酵产业规模、完备的产业链和丰富的原材料供应，在全球生物制造领域占据显著的产能和成本优势。川宁生物和金斯瑞生物科技等领先企业正积极布局，通过技术创新和产业化实践，推动合成生物学在医药、化工、消费品等多个领域的应用落地。尽管行业发展前景光明，但仍需关注技术发展、产业化进程、环保合规、生物安全、监管及市场推广等多方面风险。
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