在全球主要经济体竞相布局生物经济的战略背景下，我国在生物制造领域的基础研究已取得显著进展，科研论文与核心技术专利数量均位居世界前列。然而，一个制约产业发展的核心瓶颈日益凸显，前沿科技成果向现实生产力转化的效率不足。大量具有潜力的技术成果停留在实验室阶段，难以跨越从技术创新到商业成功的产业化鸿沟，核心在于技术的先进性与成熟度，仅是产业化的初始条件而非充分条件。科技成果的真正价值，必须通过在具体产业场景中的规模化验证、经济性评估与持续性迭代来实现。因此，本报告将聚焦于生物科技场景落地这一关键环节，系统剖析当前生物制造技术在医药、化工及农业等领域的应用现状与产业化瓶颈。核心目的在于探索如何构建一个高效、协同的科技成果转化生态体系，精准打通从研发到应用的完整链条，切实解决生物制造价值，从而为我国培育生物制造新质生产力提供切实路径。
一、生物经济背景与战略价值
1、全球生物制造竞争格局
生物制造产业作为21世纪最具发展潜力的战略性新兴产业之一，正在全球范围内掀起一场产业革命。这一新兴产业利用生物体或生物系统将可再生生物质转化为高附加值的化学品、材料和能源，不仅展现出巨大的经济价值，更为解决全球面临的环境污染和资源短缺问题提供了创新解决方案。据统计，目前全球已有超过60个国家和地区制定了生物制造或生物经济相关战略政策，世界经合组织(OECD）预测到2030年，全球35%的化学品和其他工业产品将来自生物制造，以下将从美国、欧盟、日韩作代表分析全球生物制造竞争格局。
（1）美国
创新引领的产业生态美国在基础研究、技术创新及产业生态建设方面全球领先。依托波士顿-剑桥、旧金山湾区等集群，形成“产学研”深度协同体系。政府强力支持：2024年7月投入5.04亿美元建设12个“科技中心”；同年11月19日，拜登-哈里斯政府发布了一份最新报告《建立充满活力的国内生物制造生态系统》，以推进生物技术和生物制造，作为更广泛的国家生物经济实施计划的一部分。
（2）欧盟
欧盟采取“顶层设计+系统推进”的发展策略，制定《工业生物技术2025远景规划》，提出到2025年实现生物基化学品替代传统化学品10%-20%，到2030年将可再生原料使用比例提升至30%的宏伟目标。通过“地平线欧洲”计划等资助机制，欧盟支持了大量生物制造项目，特别是在合成生物技术应用于能源和气候解决方案方面取得显著进展。欧盟还建立了覆盖全欧洲的中试设施网络，有效促进了技术产业化。2024年3月，欧盟委员会发布“推进生物科技与生物制造”战略；2025年1月新成立的生物技术和生物制造中心，更是为中小企业创新提供了重要支持。
（3）日韩
日本政府通过《生物战略2020》等政策文件，确立了到2030年实现100万亿日元生物经济市场规模的目标。日本在发酵工程领域具有传统优势，氨基酸、酶制剂等产品产量全球领先。同时，在细胞培养肉、微生物蛋白等新兴食品领域，明治控股等企业积极布局。2023年发布的《生物制造革命推进计划》，重点推动微生物改良和数字化技术应用。韩国则选择合成生物学作为突破口，2024年4月通过的《合成生物学促进法》是全球首部专门立法。该法案的通过将推动总投资1263亿韩元的国家级“生物铸造工厂”建设，该设施借鉴半导体晶圆厂模式，通过AI技术实现生物元件设计—构建—测试的全流程自动化，可将生物元件开发周期缩短80%。韩国目标是到2030年跻身全球前五大技术强国。
2、我国在生物制造领域的国际地位及发展情况
我国生物制造产业虽然起步较晚，但发展势头强劲。国家层面高度重视，《“十四五”生物经济发展规划》等一系列政策文件的出台，为产业发展提供了有力保障。近些年，在政策的大力支持下，我国合成生物制造产业也快速进步和发展，国内一批合成生物学初创企业快速发展。氨基酸、维生素等传统产品的技术升级不断推进，在一些重要产品上已经能部分绕开专利封锁。在新产品开发上，国外有长链醇、1,4丁二醇、对苯二甲酸等一系列重要大宗化学品的生物制造技术，而我国科学家在肌醇3-羟基丙酸、已二酸等化合物的生物制造技术上实现世界领先。在新酶设计、新合成途径设计这些最前沿、决定未来产业布局的研究方向上，保持了与国际并行。与国际先进水平相比，我国生物制造产业仍存在明显差距，核心产业增加值仅占工业增加值的2.4%，远低于美国的11%、欧盟的6.2%和日本的3.2%。在产业结构方面，高端原料和装备自给率不足，工业核心菌种等关键材料仍依赖进口，反映出我国在基础研究和核心技术上的短板。
最新统计数据显示，目前我国的生物制造产业总规模已接近1万亿元，发酵产能占全世界70%以上，一批有竞争力的生物制造产业集聚区已经成长起来。
产业规模与产能优势的背后，是技术创新的持续驱动。近五年，我国主要生物制造企业专利申请量、授权量累计分别达13680项、9447项，占历史申请总量的52.2%和63.8%，技术创新步伐显著加快。目前，我国生物制造产业在部分新兴领域已实现全球领先。2025年以来，我国生物制造产业政策密集出台，形成覆盖研发、制造、应用全链条的扶持体系。深圳，全国首部合成生物产业专项法规落地，建立跨境临床试验协作网络，加速成果转化。北京，提出打造全球合成生物制造创新高地，重点支持高附加值产品布局。广州，聚焦细胞与基因治疗、重组蛋白等细分领域，目标2027年形成千亿级产业集群。
政策支持力度不断加大，2025年政府工作报告首次将生物制造列为未来产业，工信部等七部门印发《关于推动未来产业创新发展的实施意见》明确重点推进其发展，工信部还通过遴选发布人工智能在生物制造领域应用典型案例等举措助力产业创新；应用领域也持续拓展，广泛覆盖生物医药、生物材料、生物能源、现代农业等产业，仅在生物医药领域，2024年国家药品监督管理局就批准93款新药，创近五年新高，我国在研药物数量亦位居全球第二。经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段。习近平总书记指出，高质量发展，就是能够很好满足人民日益增长的美好生活需要的发展，是体现新发展理念的发展。将生物制造作为重要发展方向，充分体现了新发展理念要求，回应了新时代广大人民群众日益增长的优美生态环境的需要，更好统筹了经济社会发展和环境保护，加快实现传统制造业绿色转型。
3、战略价值
生物制造作为生物技术与先进制造深度融合的颠覆性范式，在破解传统产业困局、实现“双碳”目标、保障国家战略安全、培育新质生产力等多重迫切需求上，我国制造业长期依赖石油化工等传统方式，面临资源依赖高、碳排放强度大等问题，生物制造凭借原料可再生、过程绿色化优势能重构物质生产逻辑，其生物基产品较石化路线平均减排50%-70%，若在化工、材料领域实现30%替代率2030年前可累计减排超15亿吨二氧化碳，同时当前全球生物经济竞争激烈，美欧通过专项计划掌控产业链主导权，我国发展生物制造既是应对竞争、保障关键领域供给安全的需要，也是依托超8000亿元核心产业规模和全球70%以上发酵产能培育新增长引擎的必然选择。
（1）生物制造激活多领域产业新动能
生物制造技术正凭借原料可再生、过程绿色化、产物可设计的显著优势，在能源、化工、食品、医药等国民经济关键领域发挥不可替代的作用，成为破解传统制造业资源依赖高、碳排放强度大、技术迭代滞后等结构性矛盾的核心路径。当前，产品制造方式深刻影响国民经济发展质量，但我国在多个关键制造领域，仍以石油化工、有机合成及植物提取等传统制备方式为主，这些技术不仅更新换代难度大，还难以适配市场需求的快速变化与新兴技术的竞争挑战。
以可降解材料单体二元酸为例，2023年该品类国内产值已达7亿元，但其生产至今高度依赖化学催化氧化工艺，过程中会产生大量废气、废水与固体废弃物，既消耗大量能源，又造成严重污染，制造方式的转型升级已刻不容缓。同样面临发展瓶颈的还有食品行业的替代蛋白领域，我国大豆自给率不足15%，每年需进口1亿吨大豆，折算下来需占用7.61亿亩耕地，占当年全国粮食总播种面积的43.3%，替代蛋白产业的发展严重受制于大豆进口规模。而通过微生物蛋白合成技术实现规模化应用，能够替代传统种植模式，构建“非耕地依赖型”蛋白供应链，从根本上打破这一资源约束困局。从长远来看，生物制造不仅是依靠科技创新引领我国现代化产业体系建设的重要支撑，更是催生新产业、新模式、新动能，为发展新质生产力注入强劲动力的关键力量，将持续推动我国制造业向绿色化、高效化、可持续化方向转型。
（2）生物制造筑牢“双碳”目标实现根基
生物制造的低碳属性十分突出，已成为我国实现“双碳”目标的重要助力。目前，我国石化与煤化工产业每年的碳排放总量接近9亿吨，在工业总排放量中的占比达到约23%，是工业领域减排的重点领域。而生物制造依托“利用可再生碳源—设计低碳工艺—实现产品碳封存”的全生命周期负碳优势，为碳中和目标的达成提供了关键路径。相关数据测算显示，相比传统石化生产路线，生物基产品的碳排放量平均可减少50%~70%。按照这一减排效率，如果能在化工、材料两大领域，用生物基产品替代30%的传统石化产品，那么到2030年前，累计可减少的二氧化碳排放量将超过15亿吨。除此之外，生物制造还具备更深远的战略意义。它能够直接将二氧化碳转化为航空燃料、高端化学品等产品，进而构建起未来新型工业制造路线与技术体系。这一突破将推动制造业从传统的“碳消耗”模式，向绿色可持续的“碳循环”模式跨越，为我国“双碳”目标的最终实现提供坚实的技术保障。
（3）国际竞争格局与产业链利益博弈
过去几年，全球各国与地区已形成共识：生物制造虽脱胎于发酵产业，却远超传统发酵产业的范畴，是传统发酵技术与合成生物学前沿成果深度融合的新型产业形态。其在推动制造业转型升级、践行绿色低碳发展路径、助力生物经济落地等方面的巨大潜力，得到了全球产业界与学术界的普遍认可，各方对其应用前景均持乐观态度。从经济价值来看，麦肯锡的研究预测显示，理论上全球市场中60%的产品可通过生物制造技术生产。这一产业的经济爆发力不容小觑——未来10至20年，其直接创造的经济价值预计可达4万亿美元；若将时间线拉长至21世纪末，生物制造更有望贡献30万亿美元的经济规模，占全球制造业总产值的三分之一。正因如此，生物制造已成为全球战略竞争的核心领域，美欧等发达国家更是将其视为“21世纪经济主权争夺”的关键战场。2022年起，美国率先发力，通过签署“国家生物技术和生物制造计划”行政令、发布《美国生物技术和生物制造远大目标》等政策，搭建起覆盖DNA合成、AI生物设计、生物铸造厂的全链条产业体系，核心目标是全面掌控生物技术与生物制造的全产业链主导权。欧盟则依托“地平线2020”“地平线欧洲”等专项研究框架，对生物制造领域进行系统性布局；德国通过出台“国家生物经济战略”，积极推动合成生物技术在工业场景的落地，巴斯夫、赢创等化工龙头企业已在生物制造技术产业化进程中取得亮眼成果。如今，全球合成生物学与生物制造领域的竞争格局已基本成型。从我国情况来看，虽在下游产业链布局、应用生态构建等方面具备一定优势，但上游领域的核心技术仍存在短板，基因编辑工具、关键数据库等关键环节仍依赖外部，面临风险。可以说，生物制造的创新发展水平，直接决定着我国在新一轮全球产业变革中能否抢占先机、掌握主动权，进而在这条新赛道上实现突围。
不过场景落地仍面临核心矛盾，一是核心技术与产业链协同不足，二是创新转化效能低下与支撑体系滞后，成果转化周期长、成本高，中试服务平台不足，高质量数据和算法模型供给受限，标准体系与国际衔接不够，三是政策支持与市场机制衔接不紧密，财政投入侧重研发、对中试和市场培育支持不足。而解决这些核心矛盾，使我国能构建自主可控的产业链保障战略安全，主导国际标准制定提升全球话语权，加速“双碳”目标实现推动绿色转型；推动产业从传统发酵向新型技术耦合升级，重构化工、材料等领域竞争格局；掌握核心技术能突破国际壁垒形成差异化优势，依托完善支撑体系缩短产品上市周期、降低成本，借助产品可设计性在新兴赛道抢占先机，开辟全新增长空间，整体贯穿国家发展、产业升级、企业竞争的核心逻辑闭环，是全球科技革命和产业变革背景下的关键发展方向。
二、我国生物制造领域科技成果转化的生态体系构建情况
生物制造是具有“基础设施”属性的平台型产业，如同人工智能产业一样，在多个领域展现出广泛应用价值。在应用层面，覆盖医疗健康、工业化工、食保健品、医美日化、生物农业畜牧业、生物能源等领域。其发展依托多层技术架构，分子层面有基因设计与改造、底盘构建、酶工程；细胞层面以底盘细胞为核心；平台层面依靠合成生物学底层技术平台支撑；同时，人工智能技术在进程控制数据管理和效率提升优化设计方面为生物制造赋能，推动其在各应用领域的创新发展。
1、三大区块生态空间规划
当前，中国合成生物产业已呈现出区域集聚、功能互补的鲜明发展格局。长三角地区以打造全链条创新生态与国际化标杆为核心，如上海志在成为“合成生物全球创新策源高地”，并通过功能型平台促进项目转化；合肥则瞄准百亿级产业集群，聚焦生物基材料与新能源产业的融合应用。京津冀地区着力构建政策协同与技术转化高地，通过签署伙伴园区计划联动北京昌平、天津武清与石家庄园区，并依托《北京市加快合成生物制造产业创新发展行动计划》等顶层设计，以及天津的国家合成生物技术创新中心，共同推动从工业菌种研发到产业集群的形成。珠三角地区则展现出强大的产业孵化与加速能力，以深圳、广州为核心，依托顶尖科研机构与“楼上创新、楼下创业”的独特模式，利用全球领先的大科学设施和自动化平台，在光明科学城等地快速集聚企业，形成了估值数百亿的蓬勃产业集群。
2、中西部新产域加速成形
华中及西南地区正加速崛起为中国生物制造产业的新兴区域中心与特色产业高地。该地区充分依托其雄厚的科研资源、产业基础与有效的政策协同，聚焦于合成生物学、生物医药、酶制剂等前沿领域，致力于构建完整的全链条创新生态。在华中，武汉以光谷生物城为核心引擎，强力联动周边城市，成功打造了“研发—制造—应用”高效协同的产业生态圈；预计至2024年，其生物制造产业核心规模将突破200亿元，核心企业广泛覆盖酶制剂、生物制药及食保健品等关键领域。在西南，成都则通过独特的“园区集聚+技术突破+资本驱动”发展模式，快速确立其区域中心地位，并涌现出以泰和伟业为代表的一批高成长性生物制造企业，共同塑造着驱动内陆产业升级的新增长极。生物制造引领资源型地区绿色增长
以内蒙古、新疆、东北为代表的资源型地区，正凭借其广袤的土地资源、低廉的能源与原料成本，日益成为生物制造产业中“大发酵”环节的重要承载地。2024年以来，这些地区持续吸引下游生产企业落地，产业链延伸态势显著。例如，呼和浩特于2025年2月出台《关于支持合成生物产业高质量发展的实施意见》，明确提出到2027年引进超百家合成生物企业、产业产值突破500亿元，并于2030年建成全国合成生物产业领军城市的目标。新疆则积极推动跨区域合作，在上海市科学技术委员会“科技创新行动计划”中设立专项，支持“新疆地区合成生物产业升级关键技术开发与示范应用”。上市公司川宁生物早在2015年即在伊犁布局生产基地，现已成为全球抗生素中间体领域的头部企业。
在产业生态构建中，技术创新平台发挥着关键支撑作用。它们聚焦前沿技术研发与应用，通过整合科研资源、汇聚高端人才、搭建实验设施并提供技术验证服务，有效推动科技成果从实验室走向市场，加速企业技术升级与产品迭代，成为区域创新能力提升与经济高质量发展的重要基石。与此同时，多层次资本力量正积极涌入，推动形成“基金—平台—生态”的闭环体系。一方面，政府主导的大规模产业基金密集落地：深圳设立全国首只政策性合成生物基金，投资覆盖微元合成、分子之心等全链条企业；湖南常德设立国内最大生物制造产业母基金，规模超50亿元；杭州萧山新设10亿元基金，联合国投聚力培育“专精特新”企业；安徽亦在合肥设立首支生物制造专项子基金，初始规模20亿元。此外，河南、内蒙古、江苏等地也纷纷设立合成生物专项基金，形成全国性政策与资本协同态势。（如图1）另一方面，区域政府正牵头构建全产业链投资与生态服务闭环。以北京昌平区为例，通过联合君联资本、水木创投等市场化机构投资底层技术，并依托中科院深圳先进院等机构搭建共享平台，形成从技术研发到产业转化的系统性支持生态，进一步强化了区域在生物制造领域的综合竞争力。
图1 中国重点省份获得融资的生物制造企业分布
三、生物制造技术应用现状与产业化瓶颈分析
图2 2024年中国生物制造产业结构情况
1、应用现状分析
人工智能、大数据、机器学习等新兴技术与合成生物学的深度融合，将进一步提升生物制造的效率和精准度，开发出更多具有创新性和高附加值的产品。产业合作将更加紧密和深入。企业之间、产学研之间以及国内外企业之间的合作将不断加强，形成更加完善的产业生态系统。通过资源共享、优势互补，各方将共同推动生物制造技术的创新和应用，加速产业的发展。政府也将继续发挥重要的引导和支持作用，出台更加有利的政策措施，加大对生物制造产业的投入，为产业发展创造良好的政策环境和市场环境。
（1）上市公司与创新型企业携手共进
在生物制造产业蓬勃发展的浪潮中，上市公司与创新型企业的合作成为推动行业进步的重要力量。这种合作模式通过股权投资、并购、产业协同等方式，实现了双方在资源、技术、市场等方面的优势互补，为生物制造领域的技术转化和商业化开辟了新路径。许多上市公司和产业集团，如贵州茅台、华熙生物、爱美客等，都敏锐地捕捉到了生物制造行业的巨大潜力，积极与创新型企业展开合作。创新型企业通常以技术驱动为核心，在研发方面具有独特优势，但在生产、销售和品牌建设等方面可能存在不足。而上市公司则拥有成熟的生产体系、广泛的销售网络和强大的品牌影响力。双方合作后，创新型企业能够借助上市公司的资源，将技术更快地推向市场，实现商业价值；上市公司则通过投资、并购或业务合作，布局生物制造领域，为自身发展寻求新的增长动力，扩大业务版图。
以贵州茅台集团为例，近年来在生物制造领域动作频频，积极布局。2023年，茅台集团设立了两只巨型CVC，展现出其在生物制造领域的战略决心。2024年10月，茅台集团又与何氏眼科设立新的投资基金，重点投资于新一代医疗健康、食疗营养以及合成生物等领域。在过去两年中，茅台陆续投资了泰和伟业、星赛生物、虹摹生物等合成生物创新型企业。通过这些投资，茅台集团一方面纵向布局产业链，深入挖掘生物制造技术在白酒生产中的应用，例如对酿造微生物的研究，以提升白酒品质和生产效率；另一方面，通过跨行业横向布局，拓展到医疗健康、营养食品等领域，寻求多元化发展，持续推进产业升级 ，实现传统产业与新兴技术的深度融合。
（2）创新赋能，激活传统发酵
中国作为全球发酵大国，在生物发酵领域占据着举足轻重的地位，拥有全球约70%的发酵产能。2024年，中国生物发酵行业呈现出庞大的产业规模，主要产品产量接近3400万吨，产品价值接近2900亿人民币。在产品结构方面，大宗产品如氨基酸、有机酸，占据了产能的主导地位，约为60%，但高附加值产品占比相对较低，不足15%。
在豆粕发酵领域，部分地区库存量创下历史新高，市场竞争激烈，价格战频繁爆发，导致企业利润空间被严重压缩。由于市场热度的影响，许多发酵生产线在建设初期缺乏对市场需求的充分调研和科学评估，导致产能过剩问题日益突出，实际利用率偏低。2024年，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%。而在新质蛋白、新型甜味剂等新兴领域，产能闲置率较低，部分项目甚至接近满负荷运行。
相比之下，平台型和创新型企业在研发投入和技术实力方面具有明显优势。这些企业通常将大量资源投入到研发中，不断探索和开发新的技术和工艺，以提升自身的核心竞争力。创新型企业通过与成熟发酵企业展开合作，能够为传统发酵产业带来新的活力和机遇。在生产效率提升方面，创新型企业可以利用先进的生物技术和工程优化方法，改进发酵过程的控制和管理，提高发酵效率，缩短生产周期，从而降低生产成本。在产品附加值提升方面，创新型企业能够通过研发和应用新技术，开发出具有更高性能和品质的产品，满足市场对高端、个性化产品的需求，为成熟发酵企业开拓新的市场空间。
恩和生物在2023年收购山东伟日生物，便是一个典型的成功案例。恩和生物作为一家在合成生物学领域具有领先技术优势的创新型企业，在完成对山东伟日生物的收购后，充分发挥自身的技术专长，对伟日生物的生产进行了全方位的优化和升级。在产能提升方面，恩和生物通过引入先进的发酵技术和优化生产流程，使伟日生物的产能得到了显著提高，实现了翻倍增长，预计年产值可达2亿元。在产品质量改进方面，恩和生物利用其在合成生物学领域的技术，对产品的生产工艺进行了精细调整，提高了产品的纯度和稳定性，提升了产品在市场上的竞争力。恩和生物还利用自身的研发能力，为伟日生物丰富了产品线，开发出了更多具有市场潜力的新产品，满足了不同客户的需求。恩和生物还凭借其国际化的视野和资源，帮助伟日生物拓展了国际市场，提升了其在全球市场的知名度和影响力。
（3）双向奔赴，全球产业协同
在全球生物制造产业加速融合的大背景下，合成生物技术凭借其“基础设施”属性，展现出跨行业、跨地域的广泛应用价值。随着全球供应链的日益重构以及去中心化趋势的发展，中国在全球产业格局中的角色已发生深刻转变，不仅仅再是代工制造国，而是积极参与到全球产业协同的进程中。中国企业产品出海与海外企业在华布局的“双向奔赴”，已成为生物制造产业发展的必然趋势。
这种趋势是由全球生物制造产业的供需结构所决定的。中国企业在生物制造领域积累了强大的工程放大能力和丰富的低成本原料资源，同时渴望通过与海外龙头企业合作，建立国际认证体系，提升品牌在全球市场的影响力，从而打开国际市场。而海外企业则看重中国的这些优势，希望借助中国的能力和资源，优化自身的生产布局，降低生产成本，提高产品竞争力。中外合资、交叉投资等合作形式将愈发普遍，中国企业提供工艺包，海外品牌负责应用开发等跨境联合开发模式，有望成为生物制造领域国际合作的新趋势。
2023年莱茵生物与帝斯曼-芬美意签署了一项为期五年的重大经营合同，双方在天然产品的供应和技术合作方面展开深入合作，尤其是在天然甜味剂、植物提取物等领域。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广泛的市场和渠道资源，成功将其产品从中国本土推向全球市场，极大地拓展了国际影响力。而帝斯曼-芬美意通过与莱茵生物的合作，得以更好地实现在中国的本地化生产和布局，利用中国的资源优势，降低生产成本，提高产品的市场适应性。
这些合作模式的成功实践，不仅推动了生物制造技术的快速转化和商业化应用，也为传统行业的转型升级提供了新的路径和方向。上市公司与创新型企业的合作，加速了技术与市场的对接，促进了产业的多元化发展；创新型企业对传统发酵产业的赋能，提升了产业的生产效率和产品附加值，增强了产业的竞争力；中国企业与海外企业的国际合作，推动了全球生物制造产业的协同发展，构建了更加开放、互利的国际合作新格局。
2、产业化瓶颈分析
（1）商业可行性难以平衡
合成生物学在实验室阶段的基因编辑、菌株改造、酶工程等技术虽已相对成熟，但从小试到中试再到规模化生产的工艺放大过程中，众多参数难以同步优化。从技术角度来看，即使实验室菌株产量达标，中试阶段仍需数月甚至数年调整工艺参数。据统计，全球生物制造领域专利申请量年增35%，但实际转化率仅17%。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。
（2）创新型企业建立自身护城河是应对市场的重要手段
中国是全球第一发酵大国，拥有超过全球70%的发酵产能和充沛的工程化资源。部分产品，如功能/修饰氨基酸、功能糖、日化原料等，同质化竞争激烈，大量企业扎堆布局，导致价格战频繁上演。为了抢占市场，不少企业选择以低价换客户，牺牲利润空间。行业中部分企业呈现出“卷产能不卷技术、卷价格不卷价值、卷原料不卷解决方案”的局面。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。
中国生物制造企业“未富先卷”主要源于两个因素：一方面，行业仍处于早期阶段，多数企业并未构造成熟的技术壁垒，许多创新型企业尚未建立护城河。企业为快速进入市场，只能依赖低价策略获取订单。另一方面，部分企业陷入追求快速商业回报的误区。这些企业更倾向于选择技术门槛较低、周期短的大宗产品赛道，选择回避高风险、高投入的原创研发。此外，国内下游客户价格敏感度高，市场尚未形成高质量或差异化产品买单的消费文化，导致企业更易被拉入低价竞争轨道，而非价值竞争赛道。面对这一局面，建立与下游客户的强协同成为一条可行且重要的解决路径。通过与下游客户深度合作，企业不仅可以在初期选品便对接实际应用需求，还能通过定制化开发、共同研发、供应链锁定等方式形成稳固的商业闭环，摆脱单纯依赖价格竞争的局面。强绑定下游客户，有助于企业提升市场议价能力、稳定现金流，同时也为持续技术创新和高附加值产品布局提供坚实支撑，从而实现从“卷价格”向“卷价值”的转型。
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。
四、关键路径探索
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。
当前，京津冀、长三角、深圳等产业集聚区中试能力相对滞后，创新成果大量积压在实验室阶段。以深圳为例，尽管近年新增百余家生物制造企业，但市级中试平台建设进展缓慢，已成为产业发展的瓶颈。为此，部分地方政府与有意布局的上市公司正加快建设区域综合性中试平台，推动创新落地。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。
2024年，工信部发布《生物制造中试服务平台培育指南(征求意见稿)》，该指南是我国首个生物制造中试平台专项政策，通过设备标准化、服务模块化、管理规范化等手段提高生物制造成果转化成功率。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”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。
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。我们认为，当前地方政府和产业经验丰富的上市公司通过建设生物制造中试平台并配套设立产业基金的模式，正成为加速技术落地、打通产业链关键节点的重要力量。
通过中试设施共享降低企业创新成本，以专项基金撬动更多社会资本投入，这一模式有效缓解了创新型企业在产业化初期的资金与设施瓶颈，提升了科研成果转化率。未来，随着专业化运营能力的提升与应用场景拓展，这种“中试+基金”的组合拳将成为中国生物制造产业迈向规模化、体系化发展的重要推手。
2、第二阶段：推动生态型协同产业发展模式
绥化、哈尔滨、大庆、齐齐哈尔生物制造集群入选工业和信息化部颁布的2024年国家先进制造业集群名单，标志着黑龙江将玉米资源优势转化为产业竞争优势，目标打造国内领先、国际影响力的玉米生物制造产业集聚地取得了阶段性的成功。2023年绥哈大齐玉米加工能力达1748.9万吨，产值627.6亿元，占全国30%以上，聚集国内13家生物化工龙头中的9家，培育多家百亿级、50亿级企业。绥化象屿生化是玉米加工企业的代表，年加工玉米超165万吨，拥有全球最大色氨酸生产线、亚洲最大结晶糖产能，产品覆盖饲料添加剂、食品、医药等领域，计划向氨基酸精深加工和膳食纤维类产品扩展。黑龙江省正推动玉米从粮食作物升级为“生物经济资源”，推动区域从粗放加工向集约化、高附加值转型，形成从生物育种、原料供应到精深加工、副产品利用的全产业链。
高附加值产品转型路径：突破传统淀粉、酒精生产，转向维生素、辅酶Q10、食品调味剂等高附加值生物制品。例如，黑龙江新和成的辅酶Q10售价达玉米原料价格的500倍。通过技术创新、产业链整合和龙头企业引领，将玉米转化为高附加值生物产品，成为国内生物制造核心区，未来将持续扩大全球影响力，助力区域经济快速转型。
区域产业集群通过整合上下游资源，形成完整的产业链条，实现从基础原料到高附加值产品的全流程覆盖。通过龙头企业带动创新型/平台型企业协同发展，形成“链主企业+配套企业”的共生体系，增强区域经济韧性，形成地区特色产业优势。在未来，生物制造区域产业集群化将通过产业链整合、创新生态构建、绿色转型驱动、全球竞争力提升和跨区域协同，成为培育新质生产力的核心引擎。
五、结论与展望
习近平总书记关于推进新型工业化、发展新质生产力的重要论述，全面贯彻党的二十大精神，始终以2035年基本实现新型工业化为出发点与落脚点，以构建新型生产制造体系为核心目标。在当前重要发展机遇期，需将加快生物制造发展置于培育新质生产力、保障国家生物安全、构筑国际竞争新优势的关键位置，充分发挥生物制造在提升生产效率、增加产品价值、扩大产业规模上的放大效应，推动其与多领域深度融合渗透，进而构建起完整、先进且安全的生物制造体系。
根据《“十四五”工业绿色发展规划》提出的工业绿色发展的目标，要实现碳排放强度持续下降，单位工业增加值二氧化碳排放降低18%，污染物排放强度显著下降，有害物质源头管控能力持续加强，资源利用水平明显提高。推广生物制造产业，通过源头替代，实现碳排放强度大幅下降。其次在在生产过程中，化学废水的排放量大幅减少，最终废旧的生物产品可以通过降解形式进行处置，在封闭应用场景还可以通过回收，进行循环利用或集中处置。
预计未来十年，石油化工、煤化工产品的35%可被生物制造产品替代，成为可再生产品，对能源、材料、化工等领域产生广泛影响。牛奶、食糖、油脂、植物药物在内的食品，以及天然产物等农业产品，一旦实现工业生物制造，将产生颠覆性影响，其全球经济规模也十分可观。目前，通过合成生物制造，已经产生了一批大宗发酵产品、可再生化学与聚合材料、精细与医药化学品、天然产物、未来食品等重大产品的生物制造，一氧化碳、甲醇以及二氧化碳等一碳原料利用方面也不断取得进展。
要进一步完善行业管理与生物安全监管机制，深化服务改革，强化各类发展要素的供给保障，有效激发产业发展的内生动力，健全企业激励约束机制，不断增强企业作为市场主体的发展活力与创新创造力生物制造领域的发展需从多维度协同推进，在发展规划与统筹层面，要通过出台指导意见和中长期规划明确方向，成立跨部门领导小组统筹工作，并组建专家咨询委员会提供专业支撑。在生物安全与风险治理上，需升级监管模式、完善外资合作清单，加强国际协作与基础设施建设，同时支持头部企业布局海外资源；在技术突破与自主创新方面，构建自主资源库，推动生物技术与数字化融合，加快国产装备研发推广并强化知识产权保护，将科技优势转化为产业优势，最终为实现高水平科技自立自强和经济社会高质量发展提供坚实支撑。
