預見2024：DNA存儲產業技術趨勢展望(附技術路徑、投資方向、專利布局、科技企業布局等)

行業主要上市公司：博暉創新(300318)，陽普醫療(300030)，上海三毛(600689)，中新藥業(600329)中新藥業(600329)，友好集團(600778)等。

本文核心觀點：DNA存儲具有壽命長、高密度、環保等優勢，有望在未來成為一種重要的數據存儲方式。

引言：DNA存儲具有自我復制能力，可用于多種重大疾病治療

——全球數據存儲面臨瓶頸DNA存儲優勢突出

隨著大數據和人工智能等信息技術的發展，全球產生的數據正呈指數增長。醫療健康、金融服務、制造業等領域的發展帶來大數據的繁榮，同時大規模數據的生產也在加速。但目前主流存儲設備的存儲密度提升空間很小，因此不適合長期(50年以上)存儲。同時，數據存儲的能耗也將成為數據存儲的未來面臨的另一個瓶頸。當人們享受科技帶來看的便利同時，信息的保存和存儲也面臨著挑戰。

——DNA存儲具有壽命長、高密度、環保等優勢

目前，常見的存儲介質包括磁帶、硬盤、閃存等。其中，磁帶訪問速度較低;硬盤耗電量較高且運行溫度也較高;閃存價格偏高且容量偏低。

DNA作為一種潛在的存儲介質，因其耐久性、大存儲容量以及高體積密度而引起了人們的研究關注。DNA存儲是一種利用人工合成的脫氧核糖核酸(DNA)分子作為存儲介質，將數字信息編碼后存儲在DNA分子上的技術。這種技術利用了DNA的堿基序列，通過特定的算法將數字信息轉換為二進制數據，然后編碼為DNA序列中的腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)堿基，再合成到DNA分子上。

DNA存儲技術作為一種新型的數據存儲方式，相比傳統存儲技術具有多個顯著優勢。首先，DNA的存儲密度極高，可以在極小的體積內存儲大量的數據。其次，DNA具有非常長的半衰期，可以保存信息長達數百年甚至數千年之久，非常適合需要長期保存的數據。此外，DNA存儲技術還具有低能耗、環保等優點，與傳統存儲技術相比具有顯著的優勢。未來隨著技術的不斷發展，DNA存儲有望成為數據存儲的重要發展方向之一。

技術路線：DNA存儲技術發展路徑與支撐體系

從技術路線發展來看，根據DNA存儲的步驟，DNA存儲技術可分為信息編碼、DNA合成、DNA保存、數據獲取、DNA測序、DNA解碼等。

從技術支撐體系來看，中國DNA存儲創新單元主要包括中國科學院合成生物學重點實驗室、中國科學院深圳先進技術研究院合成生物學研究所等實驗室;深圳市合成生物產業基金、常州市合成生物產業投資基金等產業投資基金;《生物技術 核酸合成 第1部分：合成寡核苷酸的生產和質量控制要求》、《DNA合成實驗室環境和安全要求》等國家及地方標準計劃。

DNA存儲專利技術布局：DNA測序技術為布局重點

——DNA測序技術為DNA存儲專利技術布局重點，申請熱度和布局廣度較高

從DNA存儲細分專利技術申請的熱度來看，DNA測序技術具備較高的專利申請熱度，專利申請總量為107353項，申請人數量達50569個;從技術跨度來看，同樣是DNA測序技術跨技術專利申請量較多，技術跨度達274個IPC小類;從技術市場覆蓋廣度來看，DNA編碼和DNA測序均覆蓋90個以上國家和地區，說明這些技術受到全球范圍內的關注和研究。

注：1)搜索關鍵詞：DNA存儲技術路線相關關鍵詞;2)搜索范圍：標題、摘要和權利說明;3)統計截至日期：2024年1月19日。下同。

——美國為DNA存儲主要技術來源

從專利地域分布來看，美國在DNA編碼、DNA合成和DNA測序領域創新均較為活躍，專利數量全球第一;此外日本和中國在DNA存儲相關技術專利布局也較多;從申請人來看，史密斯克萊恩比徹姆公司、哈佛大學校長及研究院協會、孟山都技術公司等為DNA存儲相關技術專利主要申請人。

DNA存儲科技企業技術布局：DNA合成技術為企業布局重點

目前，中國DNA存儲企業技術主要布局DNA測序、DNA合成、DNA編解碼等領域。其中，DNA合成技術為企業布局重點，同時也是DNA存儲行業的難點所在。

注：以上排名不分先后，僅匯總行業內部分代表性科技企業。

DNA存儲技術投資重點賽道：DNA合成技術為重點關注領域

從我國DNA存儲投融資熱門賽道來看，2021-2023年，投資領域主要集中在DNA測序和DNA合成。其中，DNA合成領域融資熱度較高，投融資事件數量占比達50%。目前，在DNA存儲行業中，如何降低合成成本以及提高合成的效率是資本市場重點關注方向

DNA存儲關鍵技術投資潛力評估

綜合來看，DNA存儲領域的DNA合成技術和DNA測序技術領域資本市場較為活躍，同時也是企業技術創新熱點領域。

注：評估星級自一星至三星，星級越高，代表從該指標來看，技術投資潛力越大，☆代表半星。

DNA存儲技術發展趨勢與目標

——政策推動DNA存儲技術研發及轉化應用

我國已經將“DNA存儲”寫入《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》中，已經將DNA存儲技術作為前沿技術領域之一，計劃加快布局并加強信息科學與生命科學、材料等基礎學科的交叉創新，并布局了“生物與信息融合(BT與IT融合)”重點專項。《“十四五”國家信息化規劃》也強調，要布局戰略性前沿性技術。瞄準可能引發信息化領域范式變革的重要方向，前瞻布局包括DNA存儲技術在內的戰略性、前沿性、原創性、顛覆性技術。

此外，中國還致力于推動DNA信息存儲技術的產業化發展。通過產學研各界的合作，中國希望能夠搭建起融合發展的橋梁，推動DNA信息存儲技術向產業化進軍，搶占全球的戰略高地。

——DNA存儲技術發展趨勢

DNA存儲技術未來的發展趨勢是多方面的，包括提高存儲密度、降低成本、提高可靠性、與其他技術融合以及探索商業應用等。隨著技術的不斷進步和應用場景的不斷拓展，DNA存儲技術有望在未來成為一種重要的數據存儲方式。

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