預(yù)見2024：《2024年中國合成生物學(xué)行業(yè)全景圖譜》(附市場規(guī)模、競爭格局和發(fā)展前景等)

行業(yè)主要上市公司：華大智造(688114.SH);凱賽生物(688065.SH);華熙生物(688363.SH);華恒生物(688639.SH)等

本文核心數(shù)據(jù)：中國合成生物學(xué)行業(yè)規(guī)模;中國合成生物學(xué)行業(yè)國撥經(jīng)費情況

行業(yè)概況

1、 定義

合成生物學(xué)主要指使用已有的或改造過的基因模塊通過工程學(xué)手段拼裝、搭建一個自然界中根本沒有的生命體系。因此，合成生物學(xué)是一門以工程學(xué)思想為指導(dǎo)、多學(xué)科結(jié)合的新興領(lǐng)域，通過一系列重新設(shè)計與技術(shù)改造生物體或細胞以使其具有新的能力，在此過程中設(shè)計與構(gòu)建一系列新的標(biāo)準(zhǔn)化的生物元件、組件與系統(tǒng)，以實現(xiàn)理想的生物制造能力。

合成生物學(xué)傳統(tǒng)上分為兩類，自上而下(top down)的合成生物學(xué)和自下而上(bottom up)的合成生物學(xué)。自上而下(top down)的合成生物學(xué)包括利用代謝和基因工程技術(shù)賦予活細胞新的功能。自下而上(bottom up)的合成生物學(xué)利用非天然的生物組分在體外創(chuàng)造新的生物系統(tǒng)，從而構(gòu)建一個完全人工的細胞。

2、 產(chǎn)業(yè)鏈剖析：下游應(yīng)用廣泛

合成生物學(xué)的核心內(nèi)容是生物元件、基因線路、基因組工程及代謝工程。生物技術(shù)的進步推動著合成生物學(xué)快速發(fā)展，顛覆性使能技術(shù)是支撐合成生物學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵，基因測序、基因編輯、基因合成、細胞設(shè)計、高通量篩選等技術(shù)的發(fā)展對合成生物學(xué)的發(fā)展有著重要的支撐和推動作用，基因測序、DNA合成以及基因組編輯技術(shù)都是其核心使能技術(shù)。除此之外，合成生物上游還包括葡萄糖、甘油和甲烷及其衍生物等原材料。

合成生物學(xué)中游包括平臺搭建和產(chǎn)品制造，平臺型企業(yè)主要負責(zé)原料選擇和底盤細胞選擇及優(yōu)化，產(chǎn)品制造企業(yè)則在各種平臺基礎(chǔ)上生產(chǎn)具體的產(chǎn)品。值得一提的是，目前大多數(shù)合成生物學(xué)企業(yè)均完成了產(chǎn)業(yè)鏈的延伸，兼具平臺搭建和產(chǎn)品制造能力。

合成生物學(xué)下游應(yīng)用廣泛，目前比較成熟的應(yīng)用領(lǐng)域包括醫(yī)療健康、工業(yè)化學(xué)品、農(nóng)業(yè)、食品和能源，隨著合成生物學(xué)技術(shù)的不斷進步，未來其下游應(yīng)用領(lǐng)域有望進一步擴展。

目前，我國合成生物學(xué)上游基礎(chǔ)技術(shù)企業(yè)包括華大智造、金斯瑞生物科技、新格元生物科技、擎科生物等，中國平臺搭建及產(chǎn)品制造企業(yè)眾多，代表性企業(yè)包括藍晶微生物、凱賽生物、華恒生物、欣貝萊生物、華熙生物、酶賽生物、弈柯萊生物。

行業(yè)發(fā)展歷程：行業(yè)研究成果已逐步應(yīng)用到下游領(lǐng)域

1990年，“人類基因組計劃”在美國首先啟動，中國在1999年加入該項計劃，并承擔(dān)相關(guān)工作，自2003年該計劃宣布完成。20世紀(jì)90年代末，中國成立了遺傳所人類基因組中心、北京華大基因研究中心等相關(guān)機構(gòu)。進入21世紀(jì)，華大基因作為國內(nèi)基因研究領(lǐng)域的頭部企業(yè)，組織了一系列研究活動，推動中國在基因研究領(lǐng)域的發(fā)展，2005年，華大基因牽頭中華協(xié)作組，承擔(dān)的10%國際人類基因組單體型圖計劃(HapMap)在《Nature》發(fā)表。2008年，中國第一個合成生物學(xué)重點實驗室——中國科學(xué)院合成生物學(xué)重點實驗室成立，標(biāo)志著中國合成生物學(xué)正式起步。2014年-2021年，基因測序快速發(fā)展，為合成生物學(xué)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，2019年以來深圳合成生物學(xué)創(chuàng)新研究院、國家合成生物技術(shù)創(chuàng)新中心相繼成立，中國合成生物學(xué)行業(yè)進入新階段。2022年后，合成生物學(xué)的研究成果已逐步應(yīng)用到下游領(lǐng)域;另一方面，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等新興信息技術(shù)持續(xù)向下游行業(yè)滲透，合成生物學(xué)的研究范式亦有所改變，當(dāng)前，由AI賦能的數(shù)字合成生物學(xué)將會是未來發(fā)展的重要方向之一。

行業(yè)政策背景：全面支持合成生物學(xué)多領(lǐng)域研究

2018年以來，工信部、科技部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等多部門都陸續(xù)印發(fā)了支持、規(guī)范合成生物學(xué)及相關(guān)行業(yè)的發(fā)展政策，內(nèi)容涉及利用合成生物學(xué)加強基因測序技術(shù)研究、設(shè)立專項計劃重點支持合成生物學(xué)研究等。

行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、 2022年市場規(guī)模達到9.37億美元

根據(jù)Research and Markets的數(shù)據(jù)，2022年中國合成生物學(xué)市場規(guī)模約9.37億美元，結(jié)合當(dāng)前行業(yè)發(fā)展的整體趨勢，初步估計，2023年中國合成生物學(xué)市場規(guī)模約為12億美元。

2、 細分領(lǐng)域較多

近年來，合成生物制造發(fā)展迅速，并相繼在各個領(lǐng)域取得了令人矚目的重大成果，這些進展的取得離不開合成生物關(guān)鍵科學(xué)問題的深入研究與突破。預(yù)計未來十年，石油化工、煤化工產(chǎn)品的35%可被生物制造產(chǎn)品替代，成為可再生產(chǎn)品，對能源、材料、化工等領(lǐng)域產(chǎn)生廣泛影響;包括牛奶、食糖、油脂、天然產(chǎn)物等農(nóng)業(yè)產(chǎn)品一旦實現(xiàn)工業(yè)生物制造將產(chǎn)生巨大的顛覆性影響，其全球經(jīng)濟規(guī)模也十分可觀，可以達到數(shù)十萬億美元。目前，通過合成生物制造，已經(jīng)成功實現(xiàn)了一批大宗發(fā)酵產(chǎn)品、可再生化學(xué)與聚合材料、精細與醫(yī)藥化學(xué)品、天然產(chǎn)物、未來農(nóng)產(chǎn)品等重大產(chǎn)品的生物制造，一氧化碳、甲醇以及二氧化碳等一碳原料利用方面也不斷取得進展。

3、 國撥經(jīng)費呈下降趨勢

中國科技部自2018年以來設(shè)立了“合成生物學(xué)”重點專項，并安排專項資金支持該領(lǐng)域的研究活動。截至2022年底，國撥經(jīng)費總額達到21.67億元，經(jīng)費呈現(xiàn)逐年遞減的趨勢。對于青年科學(xué)家項目，數(shù)量有擴大的趨勢。

4、 產(chǎn)品型企業(yè)占行業(yè)內(nèi)比重較大

合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)可以劃分為上、中、下游三個部分，分別代表工具型、平臺型和產(chǎn)品型三個類別，對應(yīng)三種商業(yè)模式。分別是以銷售工具、試劑、材料產(chǎn)品為主的工具型模式;以協(xié)助研究開發(fā)，提供技術(shù)服務(wù)的平臺型模式;以生產(chǎn)銷售合成生物學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)品型模式。

針對不同商業(yè)模式，梳理代表性企業(yè)如下，其中華大智造是工具型企業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，主要提供高通量基因測序儀產(chǎn)品;產(chǎn)品型企業(yè)類型較多，目前上市企業(yè)包括凱賽生物、華恒生物等，部分企業(yè)也已經(jīng)遞交上市申報書。

行業(yè)競爭格局

1、 區(qū)域競爭：東部沿海地區(qū)規(guī)模較大

當(dāng)前，我國合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈在浙江、江蘇、廣東、上海、北京等省市具有較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，而新疆、山東以及安徽等省份則存在涌現(xiàn)了部分代表性企業(yè)，但總體而言，我國合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈僅在我國東部沿海地帶形成了較大的規(guī)模。

2、 企業(yè)競爭：代表性企業(yè)未上市比例較大

從中國合成生物學(xué)重點企業(yè)布局來看，目前企業(yè)的業(yè)務(wù)類型包括合成生物學(xué)研究成果生產(chǎn)、合成生物學(xué)研究服務(wù)、合成生物學(xué)相關(guān)配套產(chǎn)品(如基因測序儀)的生產(chǎn);從營收規(guī)模來看，目前行業(yè)整體的營收規(guī)模較小，上市企業(yè)營收在數(shù)億至數(shù)十億人民幣規(guī)模，更多企業(yè)未上市;從營收增速來看，行業(yè)發(fā)展較為迅猛，上市企業(yè)營收增速多為兩位數(shù)以上增長;從研發(fā)強度來看，不同企業(yè)差距較大，最高為華大智造15.28%，最低為川寧生物1.32%。

行業(yè)發(fā)展前景及趨勢預(yù)測

1、 細分應(yīng)用領(lǐng)域全面發(fā)展

當(dāng)前，國家層面上持續(xù)鼓勵合成生物學(xué)的發(fā)展，由于行業(yè)下游應(yīng)用市場發(fā)展?jié)摿^大，因此資本對合成生物學(xué)領(lǐng)域的關(guān)注度極高，未來行業(yè)競爭者數(shù)量將增多，作為技術(shù)驅(qū)動型行業(yè)，合成生物學(xué)領(lǐng)域的競爭將是技術(shù)的競爭。技術(shù)應(yīng)用趨勢上，人工智能與學(xué)科研究的深度融合將全面賦能合成生物學(xué)領(lǐng)域。除此之外，合成生物學(xué)在醫(yī)藥、化工、農(nóng)業(yè)、食品等傳統(tǒng)領(lǐng)域，以及其他消費品、能源等新興領(lǐng)域發(fā)展實現(xiàn)全面發(fā)展。

2、2029年中國合成生物學(xué)市場將達到40億美元

當(dāng)前，我國合成生物學(xué)行業(yè)正處于高速發(fā)展的階段，在全球市場持續(xù)擴張的情況下，中國亦成為發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮氖袌鲋弧３醪筋A(yù)計未來將以23%的增長率增長，結(jié)合當(dāng)前中國合成生物學(xué)領(lǐng)域的市場規(guī)模，預(yù)計2029年中國合成生物學(xué)市場將達到40億美元。

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