2024合成生物學(xué)中國市場前景及產(chǎn)業(yè)鏈上中下游投資機會分析報告

31.合成生物學(xué)：產(chǎn)業(yè)級別的投資機會2.中國市場：三重關(guān)鍵&有利因素，共推產(chǎn)業(yè)從1至N迸發(fā)3.上游：專業(yè)性強，把握技術(shù)創(chuàng)新周期和國產(chǎn)替代機遇4.下游：產(chǎn)業(yè)化初期，醫(yī)藥、消費、能源領(lǐng)域進度領(lǐng)先5.相關(guān)標(biāo)的及風(fēng)險提示4n理論層面：合成生物學(xué)創(chuàng)新生命科學(xué)研究范式，從“格物致知”到“造物致知”?合成生物使用工程學(xué)方法認(rèn)識和設(shè)計生命系統(tǒng)1）“自下而上”，設(shè)計、構(gòu)造新的生物元n應(yīng)用層面：合成生物學(xué)“造物致用”，為生物經(jīng)濟發(fā)展提供底層支撐?一方面，合成生物升級原有的生物技術(shù)至系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化高度，推動生物技術(shù)的平臺化發(fā)展。nVS其他生產(chǎn)方式，合成生物是補充或顛覆性技術(shù)，在助力化工原料生產(chǎn)、改進傳統(tǒng)發(fā)酵工藝、開發(fā)新型分子材料方面作用積極資料來源：波士頓咨詢《中國合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)白皮書2024》，申萬宏源研究資料來源：曾艷等《合成生物學(xué)工業(yè)應(yīng)用的現(xiàn)狀和展n合成生物產(chǎn)品制造流程：正向循環(huán)、緊密相連、系統(tǒng)性工程?①基于工程化平臺（DBTL循環(huán)）確定合成生物解決方案。分細胞工廠、多酶級聯(lián)體系、無細胞/類生命平臺三種路線，后兩者均為體外合成；②規(guī)?；a(chǎn)，分生物發(fā)酵、酶催化兩大工藝；③商業(yè)化落地。商業(yè)化能否成功的關(guān)鍵在于選準(zhǔn)產(chǎn)品賽道，即在產(chǎn)品立項階段充分考慮5資料來源：波士頓咨詢《中國合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)白皮書2024》，申萬宏源研究56n產(chǎn)業(yè)鏈分工明確、逐步細化：?支持型：工具層面的技術(shù)型公司化/智能化服務(wù)。?技術(shù)服務(wù)型：整合相應(yīng)技術(shù)、數(shù)據(jù)和資源提供高效且可復(fù)用的技術(shù)平臺，側(cè)重模擬設(shè)計、菌株?產(chǎn)品型：利用合成生物學(xué)技術(shù)取代現(xiàn)有工藝或開拓新產(chǎn)品?，F(xiàn)階段，因菌株篩選、原料供給、產(chǎn)能和純化能力等存在卡點，多數(shù)企業(yè)聚焦單品做重點開發(fā)。在技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)和技術(shù)服務(wù)模式?服務(wù)+產(chǎn)品型：一類是技術(shù)服務(wù)型企業(yè)孵化自有管線；另一類是產(chǎn)品型企業(yè)搭建使能平臺。打表：合成生物產(chǎn)業(yè)主要參與主體產(chǎn)業(yè)鏈位置企業(yè)類型技術(shù)服務(wù)型產(chǎn)品型服務(wù)+產(chǎn)品型服務(wù)內(nèi)容為研發(fā)設(shè)計提供基礎(chǔ)設(shè)施提供高效且可復(fù)用的技術(shù)生產(chǎn)產(chǎn)品技術(shù)服務(wù)+生產(chǎn)產(chǎn)品競爭要點技術(shù)創(chuàng)新Amyris華大智造、芯宿科技奕柯萊生物、森瑞斯、凱波生物、昌進生物輝文生物資料來源：波士頓咨詢《中國合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)白皮書2024》，申萬宏源研究。注：未窮盡列舉。7n使能技術(shù)是DBTL循環(huán)的基石，技術(shù)革新驅(qū)動非線性降本n基因“讀-改-寫”技術(shù)持續(xù)迭代，菌株篩選技術(shù)發(fā)展相對緩慢?“讀”：基因測序技術(shù)超50年發(fā)?“改”：CRISPRCas系統(tǒng)是革命性的基因編輯技術(shù)，大幅提升編輯效率，除特定場景外，已?“寫”：基因合成技術(shù)超60年發(fā)展歷史，目前，基因合成的平均成本已經(jīng)下降到最初成本的?菌種篩選技術(shù)：主要通過人工馴化、誘變篩選、定向進化等方式提高生物系統(tǒng)魯棒性，非工程微生物資源庫據(jù)，是一個超過4.4億個額外序列的專有數(shù)據(jù)集海量菌種，具有嗜冷、耐熱、耐酸堿、耐鹽等特性，為合成生物學(xué)開發(fā)提供大量稀有、獨特元器件資料來源：生輝咨詢網(wǎng)站，申萬宏源研究n使能技術(shù)+實驗數(shù)據(jù)+菌株資源組成使能平臺，推升技術(shù)服務(wù)需求?DBTL循環(huán)大批量測試元件、線路和底盤組合，產(chǎn)生大量實驗數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)資產(chǎn)進一步指導(dǎo)工程n引入加速技術(shù)構(gòu)建生物鑄造工廠，通常由中游技術(shù)服務(wù)型公司搭建?加速技術(shù)包括自動化技術(shù)和機器學(xué)習(xí)技術(shù)。針對人工實驗操繁瑣、耗時、易錯、難以規(guī)?；葐栴},通過提升合成生物實驗對象、方法、技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化水平,實現(xiàn)DBTL閉環(huán)的自動化運行。因生物鑄造工廠涉及大量的非標(biāo)準(zhǔn)化軟硬件投入、持續(xù)的基礎(chǔ)設(shè)施維護費用及運營人8資料來源：漢贊迪科技《智能技術(shù)在合成生物學(xué)中的應(yīng)用》，申萬宏源研究8n菌種體系大規(guī)模量產(chǎn)的難點在于發(fā)酵工藝，多酶催化體系存在技術(shù)瓶頸?發(fā)酵工藝：由于細胞中代謝網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜情況，一旦掌握微生物在大規(guī)模發(fā)酵中的生長代謝狀態(tài)，即能顛覆現(xiàn)有發(fā)酵工業(yè)邏輯，轉(zhuǎn)為?多酶級聯(lián)催化：體外構(gòu)建多酶催化體系的復(fù)雜程度低，反應(yīng)條件易于控制，通常可以獲得一些純度更高的產(chǎn)物，目前主要用于生產(chǎn)高附加值的精細化學(xué)品、醫(yī)藥中間體。因人工系表：基于酶級聯(lián)催化生產(chǎn)的原料藥及其市場式成療4種酶資料來源：態(tài)創(chuàng)生物官網(wǎng)，申萬宏源研究9資料來源：多特蒙德工業(yè)大學(xué)KatrinRosenthal等人《IndustriallyRelevantEnzymeCascadesforDrugSynthesisandTheirEcologicalAssessment》，申萬宏源研究9n為“技術(shù)”匹配“市場“，找準(zhǔn)產(chǎn)品賽道是商業(yè)化成功關(guān)鍵?首先，合成生物產(chǎn)品開發(fā)周期長（立項至商業(yè)化通常5年及以上且涉及生產(chǎn)設(shè)備的一次性?其次，公司技術(shù)能力決定產(chǎn)品替代存量or拓展增量。對于增量市場，技術(shù)傳?再者，部分行業(yè)可能長期面臨嚴(yán)監(jiān)管環(huán)境，如“轉(zhuǎn)基因食品”德問題的應(yīng)用方向。產(chǎn)品類型產(chǎn)品類型子賽道細分領(lǐng)域?商業(yè)化門檻：通過臨床試驗；通過GMP生產(chǎn)?商業(yè)化門檻：需要配備高通量篩選設(shè)備；發(fā)酵產(chǎn)能有限；中國監(jiān)管低產(chǎn)品單價、高需求量?商業(yè)化門檻：較難進行行業(yè)可行性預(yù)測，如可用生物替代品產(chǎn)品類別、生物合成能否成本占優(yōu)等；生物基碳源數(shù)量有化要求高；可能存在污染物排放，對選址和污水處資料來源：波士頓咨詢《中國合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)白皮書2024》，申萬宏源研究。注：未窮盡列舉n2018-2023年全球合成生物產(chǎn)業(yè)規(guī)模CAGR達27%n預(yù)計至2028年市場體量近500億美元，23-28年CAGR為24%，來自前期各領(lǐng)域先發(fā)探索話題的散點突破?生物醫(yī)藥：創(chuàng)新細胞、基因療法、原料藥合成；食品和農(nóng)業(yè)：食品添加劑、植物蛋白、發(fā)酵蛋白；化學(xué)工業(yè)：部分基礎(chǔ)化學(xué)品、聚合物；消費品n遠期看（超過十年理論技術(shù)與應(yīng)用實踐螺旋式發(fā)展，當(dāng)前尚處科研早期或被技術(shù)“卡脖子”的領(lǐng)域有望陸續(xù)跑通產(chǎn)業(yè)化?據(jù)麥肯錫McKinsey發(fā)布的報告《TheBioRevolu物法生產(chǎn)，到2030~2040年，全球合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)每年可產(chǎn)生約2~4萬億美元的直接經(jīng)濟影響。圖：合成生物全球市場規(guī)模（單位：十億美元） 20182023估資料來源：波士頓咨詢《中國合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)白皮書2024》，申萬宏源研究。注：未窮盡列舉。1.合成生物學(xué)：產(chǎn)業(yè)級別的投資機會2.中國市場：三重關(guān)鍵&有利因素，共推產(chǎn)業(yè)從1至N迸發(fā)3.上游：專業(yè)性強，把握技術(shù)創(chuàng)新周期和國產(chǎn)替代機遇4.下游：產(chǎn)業(yè)化初期，醫(yī)藥、消費、能源領(lǐng)域進度領(lǐng)先5.相關(guān)標(biāo)的及風(fēng)險提示《n合成生物從減排（重點方向）、固碳、減碳三方面助力國家“雙碳”目標(biāo)?碳減排瞄準(zhǔn)重點行業(yè)。國內(nèi)來自能源、工業(yè)的碳排放量占比最高，分別約40%、38%。其中，能源替代方案主要為電力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型；工業(yè)替代方案主要為原材料替代和綠色生產(chǎn)。合成生物在化石原料的替代、高能耗高物耗高排放工藝路線的替代及傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級方面發(fā)揮重要作用。?減碳：第三代生物能源技術(shù)利用微生物細胞工廠，將可再生能源和大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為表：中國主要碳排放領(lǐng)域及解決措施碳減排措施40%原材料替代和生產(chǎn)方式變革推廣零能耗建筑/資料來源：清華大學(xué)氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院，申萬宏源研究琥珀酸苯乙烯苯環(huán)氧乙烷琥珀酸苯乙烯苯環(huán)氧乙烷生物基產(chǎn)品碳排放量(kgCO2/kg)（中性假設(shè)）減資料來源：KefengHuang等《GreenhouseGasEmissionMitigationPotentialofChemicalsProducedfromBiomass》，申萬宏源研究n合成生物立于前沿學(xué)科交叉點，終端開發(fā)潛力廣闊，是國際科技競爭焦點德國、日本等國家分別發(fā)布或更新生物經(jīng)濟戰(zhàn)略，中國在22年發(fā)布《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)?從文件表述看，各國頂層設(shè)計聚焦合成生物塑造經(jīng)濟生產(chǎn)力與核心競爭力、促進可持續(xù)發(fā)展、維護國家安全等的現(xiàn)實價值。圖：2020年及以后主要合成生物參與國的戰(zhàn)略發(fā)布國家發(fā)布年份文件名稱進一步強化“國家工程生物學(xué)研究和發(fā)展計劃”分別從11個方面提出支持生物制造的具體政策；隨后發(fā)布20億美元投資計劃提出21項主題、49項目標(biāo)，包括5年內(nèi)基于合成生物學(xué)和生物制造能力生產(chǎn)至少25%的小分子活性藥物成分，20年內(nèi)通過生物制造途徑滿足至少30%的化學(xué)品需求，在供應(yīng)鏈瓶頸環(huán)節(jié)（芯原材料、航空和航海燃料等）開發(fā)10種新生物制造產(chǎn)重視工程生物學(xué)在促進低碳制造、糧食安全、先進健康等方面的經(jīng)推出“國家合成生物學(xué)計劃”，預(yù)期未來10年內(nèi)促進30％的支持建設(shè)合成生物技術(shù)創(chuàng)新中心，促進生物技綱領(lǐng)性文件。推動合成生物學(xué)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新，以及在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、能源和材料資料來源：張拓宇、孟慶海《基于產(chǎn)業(yè)視角的合成生物學(xué)發(fā)展態(tài)勢研究》，申萬宏源研究n全球合成生物學(xué)專利技術(shù)以中美兩國為主導(dǎo)，技術(shù)研究主力也集中在中美兩國?根據(jù)江洪等發(fā)表的論文統(tǒng)計，全球合成生物學(xué)專利申請人主要來自美國(32.01%)、中國在2%以下。從趨勢看，中國技術(shù)萌芽晚于全球約7~10年，在國家政策支持力度擴大及基礎(chǔ)?從全球?qū)＠暾垟?shù)量前十主體看，江南大學(xué)、美國INBIOSE公司、麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)、哈佛大學(xué)等機構(gòu)發(fā)揮引領(lǐng)性作用。對比中美兩國申請主體類型，中國多為高?？蒲袡C構(gòu)，產(chǎn)業(yè)化水平有待提升。圖：全球及中美日三國合成生物專利申請（單位：件）表：全球合成生物學(xué)領(lǐng)域代表專利權(quán)人02000200220042006200820江南大學(xué)INBIOSE江南大學(xué)INBIOSE麻省理工學(xué)院加州大學(xué)哈佛大學(xué)上海交通大學(xué)陶氏公司MERCKCOINC工程菌和高效酶開發(fā);化學(xué)品生物制造糖類合成和生物生產(chǎn)技術(shù)DNA組裝;基因編輯;哺乳動物合成轉(zhuǎn)錄調(diào)控合成基因簇;蛋白質(zhì)改造;基因表達調(diào)控;化學(xué)品生物合成基因編輯;表觀遺傳測序;DNA合成;DNA折紙?zhí)烊划a(chǎn)物與生物合成;噬菌體;酶學(xué)催化劑;DNA合成與測序機構(gòu)類型88企業(yè)高等院校88企業(yè)高等院校高等院校高等院校高等院校企業(yè)企業(yè)86848481生物制藥、制劑和生物工程;藥物篩選和生物分析生物制藥、制劑和生物工程;藥物篩選和生物分析企業(yè)SYNTHETIC企業(yè)GENOMICSINC63藻類工程菌株;生物燃料;GENOMICSINC微生物基因組設(shè)計合成;人工細胞工廠;微生物基因組設(shè)計合成;人工細胞工廠;DNA組裝、DNA存儲計算等新技術(shù)天津大學(xué)62高等院校浙江大學(xué)62使能技術(shù)與調(diào)控工具開發(fā);天然產(chǎn)物與生物合成高等院校資料來源：江洪等《合成生物學(xué)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展態(tài)勢與研究進展》，申萬宏源研究。注：數(shù)據(jù)統(tǒng)計截止至2023/12/7n中國在新材料、生物質(zhì)能、環(huán)保和環(huán)境修復(fù)等方面技術(shù)占優(yōu)?全球合成生物學(xué)專利技術(shù)以工業(yè)生物技術(shù)和生物醫(yī)藥為主，合成生物主要國家專利分布大體相同。中國在新材料、生物質(zhì)能、環(huán)保和環(huán)境修復(fù)等方面技術(shù)占優(yōu)，有望進一步攻克清潔生物能源與燃料、工程化的生物基材料與納米材料、生物傳感器與環(huán)境檢測、微生物改造與污染物降解等方向應(yīng)用難題。100008000600040002000800060004000200007618597597591242工業(yè)生物科技生物醫(yī)藥新材料生物質(zhì)能信息科技環(huán)保、環(huán)境修復(fù)全球?qū)＠麛?shù)量（件）35003000300025002000150010005000工業(yè)生物科技生物醫(yī)藥新材料生物質(zhì)能信息科技環(huán)保、環(huán)境修復(fù)美國專利數(shù)（件）中國專利數(shù)（件）日本專利數(shù)（件）德國專利數(shù)（件）韓國專利數(shù)（件）資料來源：江洪等《合成生物學(xué)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展態(tài)勢與研究進展》，申萬宏源研究。注：數(shù)據(jù)統(tǒng)計截止至2023/12/7n中國發(fā)酵產(chǎn)業(yè)鏈完善，產(chǎn)能全球第一，具備合成生物技術(shù)落地的基礎(chǔ)環(huán)境?發(fā)酵產(chǎn)能規(guī)模：中國年均發(fā)酵品總產(chǎn)量超過3000萬噸，約占全）；?發(fā)酵產(chǎn)業(yè)范圍：在淀粉、纖維素、木質(zhì)素、油脂、蛋白質(zhì)等領(lǐng)域形成了系統(tǒng)的發(fā)酵產(chǎn)業(yè)鏈，在氨基酸工業(yè)（谷氨酸鈉為代表）、有機酸工業(yè)（檸檬酸為代表）、酶制劑工業(yè)（淀粉酶為代表）、淀粉糖工業(yè)和酵母工業(yè)等領(lǐng)域形成了相當(dāng)規(guī)模的發(fā)酵工業(yè)體系。半纖維素纖維素木質(zhì)素半纖維素纖維素木質(zhì)素碳水化合物衣料…生活材添加劑、酒精飲產(chǎn)品及應(yīng)用性和支鏈一元醇、混合高級醇、異氰酸酯、異丁烯和衍生物、烯烴氫甲酰化產(chǎn)物、丙二醇、環(huán)氧化合中間體、2-氨-1,3-丙二醇、脂類、二元胺、不飽和琥珀酸衍生物、羥基琥珀酸衍生物、氨基琥珀酸衍生物、多種呋喃衍生物、氨基醇、葡糖二酸、吡咯烷酮、二氨基醇、酚醛塑料、食品添加劑……生物質(zhì)原料染料…絮凝劑…燃料、流體塑料…涂料、環(huán)保材料…防腐劑、潤滑劑…藥物、醫(yī)療設(shè)備…衍生化學(xué)品中間產(chǎn)物料料資料來源：畢心宇等《我國微生物制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望》，申萬宏源研究。n國家高度重視合成生物學(xué)發(fā)展，持續(xù)加碼政策，支持培育其為新質(zhì)生產(chǎn)力?頂層設(shè)計：22年國家發(fā)改委發(fā)布《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》，明確包括合成生物學(xué)在?產(chǎn)業(yè)規(guī)劃：在“十四五”工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、石化、輕工、信息化等行業(yè)規(guī)劃中，分別明確合成生物學(xué)在醫(yī)藥綠色制造、生物化工、生物基材料、基因編輯動植物、未來食品等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化布局方向；在23年各部門印發(fā)的行業(yè)工作方案中，明確繼續(xù)大力支持合成生物技術(shù)的應(yīng)用滲透。表：中國“十四五”產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中的合成生物學(xué)規(guī)劃文件發(fā)文單位合成生物學(xué)行業(yè)發(fā)展聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚羥基烷酸、聚有機酸復(fù)合材料酸等生物基材料大宗發(fā)酵制品高效生產(chǎn)菌種和綠色提取精制等技術(shù)和裝備改造村科技發(fā)展規(guī)劃農(nóng)業(yè)農(nóng)村部利用基因編輯和合成生物工具來優(yōu)化農(nóng)業(yè)科技發(fā)展布局，布局前沿推動原料藥產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展實施方案加快合成生物技術(shù)、連續(xù)流微反應(yīng)、連續(xù)結(jié)晶和晶型控制等先進技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用關(guān)于“十四五”推動石化化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見工信部等六部門積極發(fā)展生物化工，鼓勵基于生物資源，發(fā)展生物質(zhì)利用、生物煉制所需酶種，推廣新型生物菌種；強化生物基大宗化學(xué)品與現(xiàn)有化工材料產(chǎn)業(yè)鏈銜接，開發(fā)生態(tài)環(huán)境友好的生物基材料，實現(xiàn)對傳統(tǒng)石油基產(chǎn)品的部分替代輕工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展指導(dǎo)工信部等五部門植物油脂、微生物、發(fā)酵產(chǎn)品等生物來源替代石油來源原料的綠色制造工藝信息化委員會科技支撐碳達峰碳中和實施方案（2022-2030科技部發(fā)展基于合成生物學(xué)、太陽能直接制氫等綠氫制備技術(shù)研究基于生物制造的二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù)，以及水、二氧化碳和氮氣等為原料直接高效合成甲醇等綠色可再生燃料技術(shù)研發(fā)綠色生物化工技術(shù)和低碳升級改造、生物質(zhì)基材料及高附加值化學(xué)品制備技術(shù)表：2023年行業(yè)工作方案中的合成生物學(xué)時間部門《加快非糧生物基材料創(chuàng)新發(fā)展三年行動方案突破非糧生物質(zhì)高效利用關(guān)鍵技術(shù)，推進技術(shù)放大和應(yīng)用示范《輕工業(yè)穩(wěn)增長工作方案（2023-2024年）》加快非糧原料應(yīng)用。推動活性原料生物制造規(guī)?；a(chǎn)，加大在食品、化妝品等行業(yè)的應(yīng)用《石化化工行業(yè)穩(wěn)增長工作方案》支持開展非糧生物質(zhì)生產(chǎn)生物基材料等產(chǎn)業(yè)化示范發(fā)改委等《綠色低碳先進技術(shù)示范工程實施方案》提及一系列合成生物學(xué)相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域；二氧化碳資源化利用及固碳示范項目等相關(guān)重點內(nèi)容八部門《關(guān)于加快傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的指導(dǎo)意見》大力發(fā)展生物制造，增強核心菌種，高性能酶制劑等底層技術(shù)創(chuàng)新能力，提升分離純化等先進技術(shù)裝備水平，推動生物技術(shù)在食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域加快融合應(yīng)用資料來源：張拓宇、孟慶?！痘诋a(chǎn)業(yè)視角的合成生物學(xué)發(fā)展態(tài)勢研究》，申萬宏源資料來源：易凱資本《2024易凱資本中國健康產(chǎn)業(yè)白皮書-合 研究成生物學(xué)篇》，申萬宏源研究n多地加大合成生物產(chǎn)業(yè)扶持力度，升級產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)，產(chǎn)業(yè)集群、產(chǎn)業(yè)集聚地、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高地建設(shè)或?qū)⒊蔀樵絹碓蕉嗍∈械墓ぷ髦攸c?2021年，北京、深圳、上海等地多將合成生物學(xué)列為重點關(guān)注或前沿科技領(lǐng)域，著重推進底層技術(shù)發(fā)展。自23年起，地方對合成生物的重視程度明顯加強，包括上海、常州、北京、天津等具備較好產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的省市率先升級產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)：?天津市：在24年6月，天津市科技局發(fā)布《天津市加快合成生物創(chuàng)新策源推動生物制造產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的實施方案（征求意見稿）》，目標(biāo)到2026年形成若干具有國際影響力的生物制?北京市：在24年1月啟動建設(shè)“北京市合成生物制造技術(shù)創(chuàng)新中心和中關(guān)村合成生物制造產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)”，并表示正在抓緊研究制定北京市合成生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、行動計劃和若干措施，將緊扣首都城市戰(zhàn)略定位打造具有全球影響力的合成生物制造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新策源地和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)?江蘇省常州市：在23年10月發(fā)布關(guān)于支持合成生物產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干措施，目標(biāo)到2027年，將常州市打造成為長三角一流的合成生物產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高地，全市合成生物產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值超1000?上海市：在23年9月發(fā)布相關(guān)行動方案，提出到2023年建設(shè)合成生物全球創(chuàng)新策源高地、國際成果轉(zhuǎn)化高地和國際高端智造高地，基本建成具有全球影響力的高端生物制造產(chǎn)業(yè)集群的n中央及地方政策牽引，國有資本+高?？蒲?先進企業(yè)協(xié)同發(fā)力，國內(nèi)合成生物產(chǎn)業(yè)有望步入黃金發(fā)展期?國有資本提供長期穩(wěn)定的資金支持，主導(dǎo)孵化初創(chuàng)企業(yè)。近兩年，國有資本有規(guī)劃、有節(jié)奏的注入生物制造產(chǎn)業(yè)，通過設(shè)立人民幣基金、產(chǎn)業(yè)園配套落地招商、先投后股等方式與初創(chuàng)企業(yè)形成緊密連結(jié)，預(yù)計在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的中早期階段，國有資本有望持續(xù)主導(dǎo)合成生物一級市場投融資。?高?？蒲惺莿?chuàng)新“活水”，提供創(chuàng)新孵化、技術(shù)平臺和產(chǎn)品轉(zhuǎn)化等服務(wù)。先進企業(yè)輻射帶動產(chǎn)業(yè)上下游發(fā)展，培育形成全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢。深圳、天津、上海和模式的典型代表，包括浙江、江蘇、山西、山東、湖北、河南、陜西、安徽、云南在內(nèi)的其他省市也在有序推進產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)。表：國內(nèi)合成生物代表性產(chǎn)業(yè)集群地區(qū)地區(qū)產(chǎn)業(yè)集群生態(tài)?4家研究院所，科研實力雄厚；?以深圳先進院和合成院為基礎(chǔ)，投資7億元建設(shè)中國首個合成生物研究重大科技基礎(chǔ)設(shè)施?2家研究院所：國家合成生物技術(shù)創(chuàng)新中心（投資近20億）和天津合成生物學(xué)海河實驗室；?與大型中央企業(yè)合作設(shè)立健康糖產(chǎn)業(yè)園區(qū)?建立南大智慧城、張江、北科創(chuàng)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)園?清華大學(xué)、北京大學(xué)、北京化工大學(xué)等國內(nèi)頭部合成生物學(xué)院校，北京市合成生物制造技術(shù)創(chuàng)新中心?聚集博雅輯因、微元合成、鎂伽生物等頭部公司?打造中關(guān)村合成生物制造產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)20資料來源：波士頓咨詢《中國合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)白皮書2024》，申萬宏源研究。20211.合成生物學(xué)：產(chǎn)業(yè)級別的投資機會2.中國市場：三重關(guān)鍵&有利因素，共推產(chǎn)業(yè)從1至N迸發(fā)3.上游：專業(yè)性強，把握技術(shù)創(chuàng)新周期和國產(chǎn)替代機遇4.下游：產(chǎn)業(yè)化初期，醫(yī)藥、消費、能源領(lǐng)域進度領(lǐng)先5.相關(guān)標(biāo)的及風(fēng)險提示22n合成生物學(xué)研究建立在學(xué)科交叉和技術(shù)整合的基礎(chǔ)上，實驗室基礎(chǔ)設(shè)施由使能技術(shù)+生命科學(xué)儀器+分析儀器+自動化設(shè)施平臺+小試、中試平臺組成表：合成生物學(xué)實驗室基礎(chǔ)設(shè)施基礎(chǔ)設(shè)施大類二級類目實驗環(huán)節(jié)相關(guān)技術(shù)或設(shè)備使能技術(shù)數(shù)據(jù)搜集、數(shù)據(jù)分析、建模分析學(xué)習(xí)公有和私有數(shù)據(jù)庫、組學(xué)分析、生物信息分析、機器學(xué)習(xí)等生物元件庫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)生物元件注冊庫、操縱子預(yù)測分析、密碼子優(yōu)化、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測等數(shù)據(jù)庫設(shè)計整合基因組、化學(xué)、系統(tǒng)功能等多維信息的數(shù)據(jù)庫DNA測序?qū)W習(xí)、設(shè)計共四代測序技術(shù)，Sanger法測序(金標(biāo)準(zhǔn)）、NGS（主流）、單分子測序（新興）、納米孔測序（新興）DNA編輯構(gòu)建ZFN技術(shù)、TALEN技術(shù)、CRISPRcas系統(tǒng)（主流）DNA合成構(gòu)建一代柱式合成（成熟）、二代電化學(xué)合成和噴墨打印合成（成熟）、生物酶法合成（新興）生命科學(xué)儀器分子級別設(shè)計、構(gòu)建核酸提取儀、PCR儀、離心機、電泳儀、凝膠成像分析系統(tǒng)、基因?qū)雰x等細胞級別設(shè)計、構(gòu)建振蕩培養(yǎng)箱、靜置培養(yǎng)箱、流式細胞儀等細胞分析儀器、熒光顯微鏡等細胞成像設(shè)備、類器官研究相關(guān)儀器設(shè)備、酶標(biāo)儀、離心機等分析儀器分離純化鑒定測試色譜儀、質(zhì)譜儀、氣質(zhì)聯(lián)用儀、總有機碳分析儀、純化分析裝置、蛋白純化系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)分析測試蛋白質(zhì)穩(wěn)定性分析儀、圓二色光譜儀核酸鑒定分析測試熒光定量PCR儀、DNA分析儀相互作用分析測試生物分子相互作用儀、生物分子活性分析儀、微量熱泳動儀等細胞分析測試流式細胞儀、細胞計數(shù)及活力分析系統(tǒng)等自動化設(shè)施平臺定制化物聯(lián)網(wǎng)覆蓋全流程物聯(lián)網(wǎng)感知、識別技術(shù)、硬件、軟件和平臺技術(shù)等標(biāo)準(zhǔn)化工作站覆蓋全流程移液工作站、快速分液器、自動化耗材存儲設(shè)備等實驗室自動化整合平臺系統(tǒng)覆蓋全流程集成系統(tǒng)小試、中試平臺/小試、中試生物反應(yīng)器、生物發(fā)酵罐、分離和純化設(shè)備、離心機等,資料來源：儀器信息網(wǎng)、楊永富等《合成生物學(xué)時代基于非模式細菌的工業(yè)底盤細胞研究現(xiàn)狀與展望》申萬宏源研究,23n使能技術(shù)發(fā)展由技術(shù)驅(qū)動+數(shù)據(jù)驅(qū)動。國內(nèi)研發(fā)投入起步晚、積累少，疊加國外技術(shù)封鎖等影響，除基因測序外，多個關(guān)鍵領(lǐng)域技術(shù)處于追趕階段，部分被“卡脖子”n科學(xué)儀器，尤其高端科學(xué)儀器，屬于高端制造和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，國產(chǎn)儀器受制于研發(fā)投入、知識產(chǎn)權(quán)保護、供應(yīng)鏈、市場流通、應(yīng)用等多方面因素，發(fā)展水平落后于海外表：合成生物學(xué)實驗室基礎(chǔ)設(shè)施國產(chǎn)供給能力基礎(chǔ)設(shè)施分類數(shù)據(jù)搜集、數(shù)據(jù)分析、建模分析行業(yè)尚處早期。路線設(shè)計和仿真測試等沒有大的突破，預(yù)測算法準(zhǔn)確度和數(shù)據(jù)積累方面海外顯著生物元件庫國內(nèi)催化元件的數(shù)量和質(zhì)量優(yōu)于國外，元件庫元件種類和元件數(shù)據(jù)庫CRISPR技術(shù)是基因編輯技術(shù)主要研發(fā)方向，國內(nèi)處一代柱式DNA合成技術(shù)，國內(nèi)與國外并行競爭二代電化學(xué)合成和噴墨打印合成技術(shù)，國內(nèi)處于追趕階段生命科學(xué)儀器中端產(chǎn)品（如樣品處理等）國產(chǎn)化率高，高端（如數(shù)字PCR儀、酶標(biāo)養(yǎng)設(shè)備國產(chǎn)比例約20%（2021）分析儀器2016-2019年大型科研儀器中分析儀器國產(chǎn)比例約16%。如色譜儀國產(chǎn)比例1產(chǎn)比例17%（2023）、流式細胞儀國產(chǎn)比例6%（2023）、圓二色光譜儀基本被進口壟斷國外液滴微流控平臺進入商用，國內(nèi)以自動化機械輔助人工測試為主小試、中試平臺生物反應(yīng)器國產(chǎn)比例28%（2021），純化系統(tǒng)國產(chǎn)比例約30%（2021）資料來源：眾誠數(shù)科、全國共享平臺重大科研基礎(chǔ)設(shè)施和大型科研儀器國家網(wǎng)絡(luò)管理平臺、共研網(wǎng)、儀器信息網(wǎng)、波士頓咨詢《中國合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)白皮書2024》，申萬宏源研究《n技術(shù)+資本+政策多維共振，國產(chǎn)測序儀快速崛起?技術(shù)端：一方面，以華大智造為代表的強研發(fā)企業(yè)掌握源頭性技術(shù)體系，通過邊測序相關(guān)技術(shù)、橋式擴增成簇技術(shù)相關(guān)專利已經(jīng)到期或處于專利臨界點，修飾核苷于2023年到期。?資本端：國內(nèi)測序儀板塊一級融資活躍度高，截至23年末，累計13家企業(yè)完成54筆融資，融資總額達132.34億元，投資方包括風(fēng)投機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)資本，為技術(shù)商業(yè)化提供資金和資源整合便利。?政策端：基于國產(chǎn)測序儀實力的提升，國家發(fā)布多條政策限制進口設(shè)備采購。2021年版《政府采購進口產(chǎn)品審核指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)》中明確，測序儀（二代測序平臺）要求100%國產(chǎn)采購。廣東202188642圖：2015-2023年國內(nèi)測序儀融資次數(shù)及金額表：13家測序儀被投企業(yè)最近一0金額華大智造賽納生物C輪數(shù)億元萬眾一芯B輪今是科技未披露約億美元梅麗科技數(shù)千萬元賽陸醫(yī)療數(shù)億元儒翰基因天使輪數(shù)千萬元銘毅智造股權(quán)融資未披露24資料來源：各公司年報、JPMconference、灼識咨詢、動脈橙產(chǎn)業(yè)智庫，申萬宏源研究2425n供給端：2022、2023年國產(chǎn)測序儀密集發(fā)布，推動商業(yè)化拐點到來?截至23年末，近20家國產(chǎn)廠商近30款產(chǎn)品宣布商業(yè)化，22及23年為高峰期。高通量測序儀是國內(nèi)廠商重點攻克方向，國產(chǎn)產(chǎn)品定位全面：華大智造擁有超高通量測序儀；新興廠商從n需求端：不同應(yīng)用場景需求各有側(cè)重；國產(chǎn)替代短期比拼儀器性能和資質(zhì)，中長期立足產(chǎn)業(yè)生態(tài)?科研市場注重儀器穩(wěn)定性、成本、服務(wù)及學(xué)術(shù)服務(wù)能力；NIPT（DNA產(chǎn)前檢測）市場要求獲得NMPA注冊證、關(guān)注測序速度、成本和通量；腫瘤早篩同樣要求獲得NMPA注冊證，此外關(guān)注儀器穩(wěn)定性和成本；司法、海關(guān)、農(nóng)業(yè)、疾控等新興領(lǐng)域需求特點尚不明確，先進入聯(lián)合開發(fā)應(yīng)用者建立先發(fā)優(yōu)勢。?現(xiàn)階段，國內(nèi)主要采購方是科研實驗室、獨立醫(yī)學(xué)檢驗所、醫(yī)院等，儀器性能（讀長、通量、速度等）高低和資質(zhì)獲取是推進國產(chǎn)替代的關(guān)鍵；測序儀操作復(fù)雜，測序服務(wù)是產(chǎn)業(yè)鏈必要n國產(chǎn)廠商多點發(fā)力，深度探索，逐步在各細分領(lǐng)域建立優(yōu)勢?國產(chǎn)高通量測序儀已具備實際應(yīng)用價值，通量和測序速度能夠應(yīng)對不同場景需求，在此基礎(chǔ)表：不同國產(chǎn)測序儀優(yōu)勢應(yīng)用場景9876543210123514332211國產(chǎn)高通量測序儀國產(chǎn)納米孔測序儀表：不同國產(chǎn)測序儀優(yōu)勢應(yīng)用場景9876543210123514332211國產(chǎn)高通量測序儀國產(chǎn)納米孔測序儀資料來源：動脈橙產(chǎn)業(yè)智庫，申萬宏源研究 510國產(chǎn)品牌進口品牌資料來源：動脈橙產(chǎn)業(yè)智庫，申萬宏源研究序究CNV-seq、tNGS、mNGS、c26資料來源：動脈橙產(chǎn)業(yè)智庫，申萬宏源研究。注：裝機量數(shù)據(jù)截止2023/12/3126n基因編輯技術(shù)快速發(fā)展，工具創(chuàng)新和升級是行業(yè)主旋律，后發(fā)者有追趕機會nCRISPRcas9是目前主流技術(shù)，中國企業(yè)從技術(shù)優(yōu)化和衍生技術(shù)探索入手，推進源頭性創(chuàng)新?從全球CRISPRcas技術(shù)相關(guān)的專利分布看，主要發(fā)明團隊（諾獎團隊和張鋒團隊）所在院校及其創(chuàng)立公司同時是技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用研發(fā)的主力，中國基本處在技術(shù)外圍，存在底層專利授權(quán)帶來的不確定性風(fēng)險。專利正式獲美國專利局授予專利，成為我國首個自主研發(fā)的、在美國獲得專利授權(quán)的CRISPR00資料來源：智慧芽專利數(shù)據(jù)庫，申萬宏源研究。注：數(shù)據(jù)截止2024/06/28注：張鋒團隊所在的布羅德研究所（第2）隸屬于哈佛大學(xué)（第1）和麻省理工大學(xué)（第3），張鋒是愛迪靶向分子特征無旁切效應(yīng)無二級序列限制有旁切效應(yīng)無二級序列限制有旁切效應(yīng)有二級序列限制應(yīng)用基因編輯核苷酸刪除基因編輯核苷酸刪除核苷酸刪除專利申請數(shù)量27 塔斯（第174）資料來源：輝大基因網(wǎng)站、智慧芽專利數(shù)據(jù)庫，申萬宏源研究。注：數(shù)據(jù)截止2024/06/282728n單堿基編輯（BE）、先導(dǎo)編輯（PE）等新興技術(shù)涌現(xiàn)、深化，市場競爭格局未定?CRISPR系統(tǒng)展現(xiàn)巨大應(yīng)用潛力，但存在同源重組效率不高、容易出現(xiàn)非同源重組產(chǎn)生不可預(yù)所需的點突變而不產(chǎn)生任何雙鏈斷裂（DSB但是脫靶編輯的問題限制了這類方法的應(yīng)用；器具有編輯范圍更廣、脫靶效應(yīng)更低等優(yōu)點，但目前PE系統(tǒng)還存在遞送難度高、對編輯位點的序列限制等技術(shù)難題。?基因編輯技術(shù)持續(xù)迭代過程中，新興企業(yè)仍有追趕和彎道超車機會，國內(nèi)已出現(xiàn)具備原始創(chuàng)核心技術(shù)研發(fā)管線或BD合作開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)、全球具備FTO（可自由實施）的堿基編輯系統(tǒng)，在高效編輯基因的同時確?！傲忝摪小?。此外，還開發(fā)出高效的先導(dǎo)編輯技術(shù)ePE多個FirstinClass通用型細胞治療產(chǎn)品，適應(yīng)癥包括肺癌、肝癌、腦膠質(zhì)瘤等多種實體腫瘤，以及血液腫瘤中的未被滿足的治療需求微光基因擁有不受專利限制的新型Cas蛋白和脫氨酶、創(chuàng)新表觀遺傳編輯系統(tǒng)、VLP遞送系統(tǒng)、堿基編輯器完整底層知識產(chǎn)權(quán)，可自由對外合作及授權(quán)與多家細胞治療、模式生物、體內(nèi)基因編輯企業(yè)進行產(chǎn)品/技術(shù)合作正序生物開發(fā)出5大系列的堿基編輯系統(tǒng)，包括eBE、dCpf1-BE、hA3A-權(quán)；tBE于2022年7月獲得美國專利授權(quán)針對遺傳疾病、腫瘤、代謝疾病、感染性疾病等布局7條管線資料來源：各公司官網(wǎng)，申萬宏源研究《nDNA合成技術(shù)方向明確，三代生物法尚處技術(shù)驗證期?DNA合成原理分化學(xué)法、生物法。化學(xué)法自1955年出現(xiàn)，期間經(jīng)歷多次改進，成為方法。DNA合成關(guān)鍵基礎(chǔ)指標(biāo)是合成長度、產(chǎn)量、錯誤率，化學(xué)合成法受化學(xué)反應(yīng)效率限制，單步效率限制合成長度約200nt，生物酶法DNA合成通常只需要2個反應(yīng)步驟，理論效率更高，成本更低?，F(xiàn)階段對酶的設(shè)計改造存在技術(shù)瓶頸，酶法DNA合成仍在概念驗證階段。據(jù)?中合基金是國內(nèi)首家酶法DNA合成技術(shù)公司，核心技術(shù)承接于中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所，現(xiàn)已成功研制探針合成儀、基因拼接儀，擁有十項核心知識產(chǎn)權(quán)。已完成天使輪及29資料來源：江湘兒等《DNA合成技術(shù)與儀器研發(fā)進展概述》，申萬宏源研究2930《n二代芯片合成是目前DNA合成最優(yōu)方案，國外廠商僅提供技術(shù)服務(wù)，國內(nèi)企業(yè)布局新技術(shù)以謀求突圍?一代合成儀適應(yīng)小規(guī)模的科研場景，但受限于合成長度和通量，不具備產(chǎn)業(yè)化合成基礎(chǔ)。國內(nèi)多個廠商具備一代合成儀生產(chǎn)能力，包括上海儀鉑、江蘇領(lǐng)坤、北京擎科、北京鼎國昌盛生物、聯(lián)川生物等公司。?二代芯片合成儀具備高通量并行合成能力，相比一代技術(shù)，能夠應(yīng)對更復(fù)雜、規(guī)模更大的DNA合成需求。國外二代技術(shù)積累遠早于國內(nèi)，目前商業(yè)模式僅提供技術(shù)服務(wù)。國內(nèi)，華大基因率先打破國外技術(shù)壟斷，基于新技術(shù)路徑“基于分選的高通量并行合成原理”打造自主知識產(chǎn)權(quán)高通量合成儀，合成儀在關(guān)鍵性能指標(biāo)如錯誤率、合成載量方面達到國際領(lǐng)先水平。迪贏生物開發(fā)出擁有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的3D噴墨打印超高通量原位DNA合成平臺；芯宿醫(yī)療利用硅芯片與微流控開發(fā)新一代DNA合成技術(shù)；聯(lián)川生物已成功研制基于光生酸原理的高通量微流控原位合成儀。聯(lián)川生物華大基因技術(shù)路徑柱式合成光化學(xué)集成電路控制基于分選的高通量并行合成技術(shù)類型主要技術(shù)新興技術(shù)新興技術(shù)資料來源：江湘兒等《DNA合成技術(shù)與儀器研發(fā)進展概述》、聯(lián)川生物招股說明書，申萬宏源研究n“三大譜”是分析儀器國產(chǎn)替代的重點領(lǐng)域?質(zhì)譜、光譜、色譜儀是主要的分析儀器產(chǎn)品，長期高度依賴進口，2023年進口規(guī)模分別為133、58、43億元，合計約234億元，占采購國外科學(xué)儀器設(shè)備的比例超50%（進口總金額在400億以上）。n國產(chǎn)品牌在中端市場突圍，高端產(chǎn)品技術(shù)仍在追趕?近年國產(chǎn)分析儀器保持快速崛起態(tài)勢，在中端市場穩(wěn)步擴大份額。國內(nèi)優(yōu)質(zhì)儀器企業(yè)如聚光科技、禾信儀器、海能技術(shù)等研發(fā)的產(chǎn)品性能可對標(biāo)國際先進同類產(chǎn)品。?高端分析儀器國產(chǎn)化進程相對緩慢：一是關(guān)鍵部件如CPU、光電倍增管、各種探測器和傳感器等依賴進口，配套產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對落后；二是科研、醫(yī)療等領(lǐng)域研發(fā)試驗的容錯率低，傾向于使用進口儀器；三是國外產(chǎn)品掌握先發(fā)優(yōu)勢，國內(nèi)產(chǎn)品缺乏有效的技術(shù)驗證和綜合評價，難以獲得市場認(rèn)可。n國內(nèi)企業(yè)具備本土化服務(wù)（高效及時的售前中后服務(wù)）、產(chǎn)品性價比優(yōu)勢（售價約為同類進口的60%~70%在配套產(chǎn)業(yè)能力提升和政策大力扶持之下，高端化步伐有望加快表：網(wǎng)絡(luò)管理平臺國產(chǎn)儀器推廣產(chǎn)品譜育科技（液相色譜/氣相色譜三重四級桿質(zhì)譜聯(lián)用分析儀、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀）、禾信儀器（全自動微生物質(zhì)譜檢測系圖生物（全自動微生物質(zhì)譜檢測系統(tǒng)）、上海舜宇恒平（過程氣體質(zhì)譜分析儀）、福立儀器（單四譜育科技（近紅外光譜分析儀）、海能技術(shù)（全自動凱氏定氮儀）、海光公司（直接進樣測汞儀、原子熒光光度計）、皖儀儀收光譜儀）、北分瑞利（傅立葉變換紅外光譜儀、原子吸收分光光度計）、北京卓立漢光（激光共聚焦顯海能技術(shù)（高效液相色譜儀）、皖儀儀器（多功能離子色譜儀、超高效液相色譜儀）、福立儀器（高效液相色譜儀、氣相色譜31資料來源：重大科研基礎(chǔ)設(shè)施和大型科研儀器國家網(wǎng)絡(luò)管理平臺網(wǎng)站，申萬宏源研究31n實驗室樣品前處理、常用設(shè)備的國產(chǎn)化率高，高端生物儀器仍依賴進口?樣品前處理技術(shù)的國產(chǎn)化發(fā)展迅速，整體國產(chǎn)化率在50%上下；常用設(shè)備如純水器、離心機、微波消解儀、超低溫冰箱的國產(chǎn)化率在48.4%~68.0%之間。因生命科學(xué)實驗過程復(fù)雜、步驟繁多，需要多種儀器協(xié)調(diào)工作，而國內(nèi)儀器廠商普遍專精一至幾個單品，具備一站式解決方案能力、產(chǎn)品組合性強的廠商更容易擴大市場份額。?根據(jù)第一財經(jīng)報道，2016-2019年間發(fā)改委采購的200萬元以上的生物類科學(xué)儀器中，生物分子學(xué)、細胞分析、生物組織相關(guān)儀器設(shè)備的國產(chǎn)設(shè)備比例分別僅為3.80%、8.5n生產(chǎn)型設(shè)備需求量大，國產(chǎn)廠商通常從定制切入，具備技術(shù)積淀與客戶資源優(yōu)勢的廠商將受益國產(chǎn)替代進程?生物制品生產(chǎn)過程中，設(shè)備和耗材性能對成品質(zhì)量影響很大，客戶不輕易更換供應(yīng)商。對于新進入的設(shè)備廠商，需要對生命科學(xué)研究及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用場景、工作流程、業(yè)務(wù)需求有深刻的理解和經(jīng)驗積累，才能設(shè)計開發(fā)出符合客戶需求的產(chǎn)品，新設(shè)備從試樣到批量生產(chǎn)至少需要2-3年時間。技術(shù)水平、行業(yè)經(jīng)驗、客戶積累等是國產(chǎn)品牌做大工業(yè)市場的關(guān)鍵。有機元素分析系列、樣品前處理系列、電化學(xué)系列、物理光學(xué)系列、氣相離子遷移譜系有機元素分析系列、樣品前處理系列、電化學(xué)系列、物理光學(xué)系列、氣相離子遷移譜系超聲波破碎儀器、冷凍干燥設(shè)備、分子生物學(xué)儀器、實驗室潔凈設(shè)備、工業(yè)防垢除低溫存儲設(shè)備、實驗室操作設(shè)備、定制化冷鏈滅菌器、培養(yǎng)箱、植物培養(yǎng)箱、試驗箱/試驗室、搖床/振蕩器、凈化安全設(shè)備、32資料來源：Wind，申萬宏源研究32331.合成生物學(xué)：產(chǎn)業(yè)級別的投資機會2.中國市場：三重關(guān)鍵&有利因素，共推產(chǎn)業(yè)從1至N迸發(fā)3.上游：專業(yè)性強，把握技術(shù)創(chuàng)新周期和國產(chǎn)替代機遇4.下游：產(chǎn)業(yè)化初期，醫(yī)藥、消費、能源領(lǐng)域進度領(lǐng)先5.相關(guān)標(biāo)的及風(fēng)險提示n原料藥和醫(yī)藥中間體?工藝變化：植物提取、化學(xué)法、發(fā)酵法酶法工藝、細胞工廠?用途：生產(chǎn)成本降低、環(huán)境友好/合成結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的高活性分子?化學(xué)法VS酶法：多部合成一步合成；有機相反應(yīng)水相反應(yīng)；低溫合成近常溫合成?發(fā)酵法VS細胞工廠：工程化設(shè)計升級版02023202420252026202720034資料來源：優(yōu)先研究（PrecedenceResearch），申萬宏源研究3435n創(chuàng)新藥及創(chuàng)新療法?細胞和基因治療：人體自體細胞改造、基因治療及基因編輯療法改良：可控細胞療法設(shè)計、異體細胞療法開發(fā)、衣殼蛋白工程化改造等生產(chǎn)優(yōu)化：GinkgoBioworks曾為Moderna提供mRNA疫苗關(guān)鍵原料的生產(chǎn)優(yōu)化服務(wù)作用：可直接殺傷問題細胞或遞送治療疾病基因，在體內(nèi)形成“藥物工廠”技術(shù)：元件庫缺乏、基因線路與底盤細胞適配問題、基因編輯效率和安36n必要性：減排?根據(jù)BCG研究，農(nóng)業(yè)排放占全球?來自農(nóng)業(yè)體系的溫室氣體排放往往會造成更高的溫室效應(yīng)，主要原因在于農(nóng)業(yè)排放中的甲烷及氮氧化物占比較高n研究方向：減少肥料使用、減少碳排放、強化病害防控、提高生長效率?市場：“轉(zhuǎn)基因作物”部分消費者認(rèn)可不足，存在反對聲浪，大部分地區(qū)育種難以集約化推廣?監(jiān)管：在以中國為代表的地區(qū)，肥料、農(nóng)藥等生物制劑因存在生態(tài)風(fēng)險等因素，審批時間較?技術(shù)：植物天然性狀改造仍存在“卡脖子”，以植物的自身固氮為例，存在固氮酶存于葉片細胞中氮氣接觸不足等問題實際應(yīng)用方法機制代表公司及團隊已商業(yè)化未商業(yè)化設(shè)計育種?抗蟲抗藥作物改造?提高果實質(zhì)量改造?野生植物馴化?李家洋院士團隊?拜耳公司（德國）減少農(nóng)業(yè)合成肥使用?打造植物自身固氮?作物聯(lián)合固氮?微生物群落構(gòu)建?作物共生固氮?Cibus（美國）?PivotBio（美國）?DowAgroSciences（美國）?馬克斯·普朗克植物育種研究所（德國）?ConcentricAgriculture（加拿大）提高植物生長及農(nóng)業(yè)產(chǎn)量促進羧化反應(yīng)最小化光呼吸作用損失提高水分及光能利用澳洲國立大學(xué)MariaErmakova研究團隊（澳大利亞）中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心張鵬研究團隊華南農(nóng)業(yè)大學(xué)彭新湘教授團隊Gain4Crops（歐盟資助的項目）英國格拉斯哥大學(xué)-浙江大學(xué)合作團隊抗蟲害?RNA干擾?開發(fā)微生物源殺蟲劑?植物合成昆蟲信息素及植物源農(nóng)藥GreenLightBiosciences（美國）RenaissanceBioScience（加拿大）中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所研究團隊中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心王成樹研究組及辛秀芳研究組AgBiome（美國）光自養(yǎng)生物作為生產(chǎn)平臺?綠色細胞工廠作物關(guān)鍵酶及代謝途徑改造構(gòu)建生物混合系統(tǒng)上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院倪俊教授團隊馬克斯·普朗克分子植物生理學(xué)研究所RalphBock團隊（德國）萊斯大學(xué)研究團隊（美國）37資料來源：《2024中國合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)白皮書》，申萬宏源研究37《?底層選品邏輯：市場空間廣闊維度、快速上量零卡食品添加劑：用細胞工廠生產(chǎn)甜菊糖苷、阿洛酮糖等天然甜味劑對比傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式呈現(xiàn)生物合成添加劑,6%況0等012044織同意將其列入A類食品添加0制38資料來源：《2024易凱健康產(chǎn)業(yè)白皮書-合成生物學(xué)篇》，申萬宏源研究38《?背景：“大食物觀”下，要全方位、多途徑開發(fā)食物資源，向植物、動物、微生物等要熱量?傳統(tǒng)蛋白質(zhì)生產(chǎn)方式的問題：環(huán)境污染、土地占用、用水較多等微生物蛋白：蛋白質(zhì)來源的新渠道；具有生長參數(shù)穩(wěn)定、培養(yǎng)基物質(zhì)高效利用、不需要殺蟲劑或抗生素等優(yōu)勢；以真菌蛋白為主；短期內(nèi)產(chǎn)品形態(tài)為品質(zhì)改善和替代蛋白傳統(tǒng)蛋白替代蛋白傳統(tǒng)蛋白注：2035年替代蛋白占比預(yù)計為11-22%圖表取中值顯示39資料來源：注：2035年替代蛋白占比預(yù)計為11-22%圖表取中值顯示39《?膠品?煙酰胺、麥角硫因?料40資料來源：《2024中國合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)白皮書》，申萬宏源研究40《n重組膠原蛋白?中國重組膠原蛋白市場規(guī)模預(yù)計2027E達1083億元，CAGR（23-27E）為41.4%；?近年重組膠原新進玩家增多，主要為合成生物學(xué)初創(chuàng)企業(yè)，技術(shù)優(yōu)勢各有側(cè)重，共推產(chǎn)業(yè)化；?代表企業(yè)：錦波生物、巨子生物、創(chuàng)爾生物等。n多肽化妝品原料?中國多肽化妝品原料市場規(guī)模預(yù)計2027年達26.7億元，CAGR（23-27E）為9.0%；?代表企業(yè)：浙江湃肽生物、深圳維琪科技、深圳瑞德林生物等。圖：中國重組膠原蛋白市場規(guī)模情況圖：中國多肽化妝品原料市場規(guī)0505020172018201920202021202220232024E202中國多肽化妝品原料市場規(guī)模（億元）YoY41資料來源：弗若斯特沙利文，申萬宏源研究4142?可合成的僅幾十種，在整體基礎(chǔ)化學(xué)n企業(yè)成長路徑：一旦技術(shù)取得突破，往往由頭部企業(yè)迅速搶占大量市場份額技術(shù)已突破，產(chǎn)業(yè)化ValeroEnergy、POET、GreenPlains華峰集團（買自杜邦）、清大智興、張家港美景榮化學(xué)工業(yè)有限公司、BioAmber、SuccinityGmbH、Reverdia、帝斯Corbion、NatureWorks、Galactic、金丹科資料來源：《2024中國合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)白皮書》，恒州博智（QYResearch），環(huán)洋市場咨詢（GlobalInfoResearch），申萬宏源研究放大生產(chǎn)困難重重：量產(chǎn)時發(fā)酵罐出現(xiàn)了酵母菌死亡的現(xiàn)象，轉(zhuǎn)化率較低；難以構(gòu)建成本優(yōu)勢：生物法反應(yīng)機理化學(xué)法反應(yīng)機理生物法反應(yīng)機理 長鏈二元酸產(chǎn)品生物制造方生物制造方天然提取法化學(xué)合成法法法酶法發(fā)酵法低高高高產(chǎn)品成本高高低核心步驟化學(xué)催化生物酶催化微生物發(fā)酵技術(shù)要求低低高高長長短短產(chǎn)品質(zhì)量低高高高原材料來源石油基石油基環(huán)境友好度低低高43資料來源：凱賽生物二輪問詢回復(fù)，華恒生物招股說明書，美國能源信息署（EIA），申萬宏源研究4344《n新型聚合材料?在多種場景中具備商業(yè)化潛力，但多數(shù)有天然微生物代謝途徑合成的聚合材料：部分品種實現(xiàn)商業(yè)化不穩(wěn)定性阻礙了其商業(yè)化進程，對于當(dāng)前工業(yè)化瓶頸而言底盤微生物的選擇和改造兩步法即合成生物學(xué)生產(chǎn)聚合物中間體，再化學(xué)聚合；成本與傳統(tǒng)酵母發(fā)酵相比優(yōu)?性能和成本兼顧是商業(yè)化應(yīng)用的必要條件《?纖維材料類：具備強機械性能、生物相容性?生物活性材料：具備其他特殊屬性，代表性產(chǎn)品：黏附蛋白（如藤壺蛋白）、抗菌圖：高性能蛋白纖維材料在生物體內(nèi)的應(yīng)用圖：高性能蛋白纖維材料在抗沖擊和信息存儲領(lǐng)域的應(yīng)用45資料來源：《生物合成高性能蛋白及材料應(yīng)用》，申萬宏源研究45?我國生物質(zhì)發(fā)電包括農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電、生活垃圾焚燒發(fā)電及沼氣發(fā)電。?截至2023年底，生物質(zhì)發(fā)電全國并網(wǎng)裝機容量約4414萬千瓦，年發(fā)電量約1980億千瓦時，年上網(wǎng)電量約1667億千瓦時。中國巴西美國印度德國其他0生活垃圾發(fā)電生活垃圾YoY農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電沼氣發(fā)電農(nóng)林生物質(zhì)YoY沼氣YoY生活垃圾發(fā)電生活垃圾YoY46資料來源：《2024年中國生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展年度報告》，申萬宏源研究46生物燃料乙生物燃料乙醇生物天然氣德國,法國,9%丹麥,8%生物柴油德國,法國,9%丹麥,8%生物柴油印度尼西亞,美國,22%印度尼西亞,美國,22%技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展階段燃料種類原料生物天然農(nóng)作物秸稈、畜禽糞污、氣餐廚垃圾、工業(yè)有機廢水厭氧發(fā)酵生物天然氣-水解、發(fā)酵第1代：酯交換法糧食乙醇纖維素乙醇第1代：玉米、小麥等第2代：木質(zhì)纖維素植物油、動物油、廢棄油脂處于一代到二代過渡階段生物燃料生物柴油生物燃料乙醇萬噸340技術(shù)產(chǎn)品發(fā)展階段燃料種類原料生物天然農(nóng)作物秸稈、畜禽糞污、氣餐廚垃圾、工業(yè)有機廢水厭氧發(fā)酵生物天然氣-水解、發(fā)酵第1代：酯交換法糧食乙醇纖維素乙醇第1代：玉米、小麥等第2代：木質(zhì)纖維素植物油、動物油、廢棄油脂處于一代到二代過渡階段生物燃料生物柴油生物燃料乙醇萬噸340烴基生物柴油第2代：加氫脫氧法沼氣雙重整催化合成脂類和脂肪酸類加氫電轉(zhuǎn)液（PtL）可再生甲醇生物甲醇生物質(zhì)綠氫、可再生二氧化碳植物油、動物油、廢棄油脂-規(guī)劃/備案/建可再生甲醇-可持續(xù)航空燃料可持續(xù)航空燃料生物質(zhì)綠氫、二氧化碳-燃料種類生物天然氣億立方米生物柴油可持續(xù)航空燃料試生產(chǎn)47資料來源：《2024中國先進生物燃料發(fā)展展望》，申萬宏源研究47481.合成生物學(xué)：產(chǎn)業(yè)級別的投資機會2.中國市場：三重關(guān)鍵&有利因素，共推產(chǎn)業(yè)從1至N迸發(fā)3.上游：專業(yè)性強，把握技術(shù)創(chuàng)新周期和國產(chǎn)替代機遇4.下游：產(chǎn)業(yè)化初期，醫(yī)藥、消費、能源領(lǐng)域進度領(lǐng)先5.相關(guān)標(biāo)的及風(fēng)險提示49《n上游：產(chǎn)業(yè)化初期確定性受益環(huán)節(jié)，關(guān)注使能技術(shù)領(lǐng)域具備技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢的企業(yè)和高端儀器設(shè)備領(lǐng)域國產(chǎn)替代先鋒?相關(guān)標(biāo)的：海能技術(shù)(430476.BJ)、新芝生物(430685.BJ)、聯(lián)川生物(874281.NQ)(新三板)n下游：產(chǎn)品賽道決定空間上限，關(guān)注公司技術(shù)、商業(yè)化能力與市場需求的匹配度?相關(guān)標(biāo)的：錦波生物(832982.BJ)、美邦科技(832471.BJ)、無錫晶海(836547.BJ)、歐康醫(yī)藥(833230.BJ)、輝文生物(832402.NQ)、創(chuàng)健醫(yī)療(T31464.NQn中游：成長性與下游景氣度密切相關(guān)，需等待各類應(yīng)用商業(yè)化拐點?相關(guān)標(biāo)的：輝文生物(832402.NQ)、藍晶微生物(未上市)表：重點公司估值表證券簡稱430476.BJ海能技術(shù)430685.BJ新芝生物9錦波生物美邦科技6無錫晶海--資料來源：Wind，申萬宏源研究；注：海能技術(shù)、新芝生物、錦波生物、美邦科技盈利預(yù)測來自申萬宏源研究；無錫晶海盈利預(yù)測來自Wind一致預(yù)期；聯(lián)川生物、輝文生物為新三板掛牌企業(yè)，創(chuàng)健醫(yī)療新三板掛牌在審，藍晶微生物、昌進生物未上市，均無盈利預(yù)測；歐康醫(yī)藥無盈利預(yù)測n公司簡介：自研+并購雙輪驅(qū)動，現(xiàn)有海能、新儀、德國G.A.S.悟空、白小白五大品牌，涵蓋有機元素分析、樣品前處理、電化學(xué)、物理光學(xué)、氣相離子遷移譜、光譜色譜系列、藥品檢驗系列、洗瓶機等近百款儀器n競爭優(yōu)勢：全產(chǎn)業(yè)鏈色譜研發(fā)布局，突破關(guān)鍵技術(shù)；自建非標(biāo)件產(chǎn)業(yè)鏈有機元素分析樣品前處有機元素分析樣品前處理色譜光譜通用儀器微波消解儀杜馬斯定氮儀脂肪測定儀纖維分析儀微波合成萃取儀基石產(chǎn)品基石產(chǎn)品系列市占率高微波合成萃取儀高效液相色譜儀氣相色譜-離子遷移譜聯(lián)用儀高效液相色譜儀氣相色譜-離子遷移譜聯(lián)用儀重點單品重點單品成長性好電位滴定儀折光儀熔點儀紫外可見分光光度計資料來源：公司官網(wǎng)，申萬宏源研究 資料來源：公司公告，申萬宏源研究廠商產(chǎn)品系列流速精密度流速準(zhǔn)確度最高耐壓進樣范圍進樣重復(fù)性波長重復(fù)性基線噪聲基線漂移%50資料來源：公司公告，申萬宏源研究5051《n公司簡介：公司自始圍繞生物樣品處理領(lǐng)域（前處理、制備、分離、純化等）做產(chǎn)品開發(fā)，下游應(yīng)用覆蓋生物醫(yī)藥、合成生物及對樣品處理有高精度、高靈敏度要求的行業(yè)領(lǐng)域，擁有20多條產(chǎn)品線，品類豐富度居國內(nèi)同行前列n競爭優(yōu)勢：具備多個領(lǐng)域產(chǎn)品解決方案能力；品牌力強；全國性覆蓋廣泛且掌控力強的銷售網(wǎng)絡(luò)全自動液體分裝基因?qū)雰xNP系列全自動核酸提全自動液體分裝基因?qū)雰xNP系列全自動核酸提菌種設(shè)計-質(zhì)菌種設(shè)計-質(zhì)粒構(gòu)建高通量篩選-分析前處理高壓均質(zhì)機冷凍離心機成品制備——分離純化前處理成品制備——分離純化前處理資料來源：公司官網(wǎng)，申萬宏源研究行生物反應(yīng)器微生物生長曲線行生物反應(yīng)器精準(zhǔn)調(diào)控-發(fā)精準(zhǔn)調(diào)控-發(fā)酵優(yōu)化高通量篩選-動態(tài)學(xué)分析成品制備——凍干保存成品制備——凍干保存《n公司簡介：掌握一系列合成生物底層技術(shù)，探索產(chǎn)業(yè)化道路，重點發(fā)展基因檢測服務(wù)、分子診斷產(chǎn)品、合成生物技術(shù)應(yīng)用。目前收入主要來自測序服務(wù)n競爭優(yōu)勢：具備完整的基因檢測技術(shù)體系；同時掌握一代合成與二代合成技術(shù)；攻克高通量合成儀器研制多項關(guān)鍵技術(shù)表：公司DNA測序及DNA合成技術(shù)優(yōu)勢對光學(xué)、機械、電子、微流控、軟件算法進行整合，自研高通量DN表：公司分子診斷儲備技術(shù)52資料來源：公司科創(chuàng)板首次公開發(fā)行股票招股說明書，申萬宏源研究52n研發(fā)：公司與復(fù)旦、川大、中科院物理所、重醫(yī)共建功能蛋白研發(fā)體系，覆蓋前期基礎(chǔ)研究至產(chǎn)業(yè)化落地全過程n產(chǎn)能：10噸/年A型人源化膠原蛋白原料；200萬支/年注射劑產(chǎn)能n銷售：分品牌分產(chǎn)品搭建銷售團隊。薇旖美覆蓋機構(gòu)近2000家段段u復(fù)合材料醫(yī)療器械單一成分功能性護膚品u復(fù)合材料醫(yī)療器械單一成分功能性護膚品復(fù)合成分功能性護膚品資料來源：公司招股說明書、公司微信公眾號，申萬宏源研究原料及其他其他業(yè)務(wù)53資料來源：Wind，申萬宏源研究53《?綜上，看好公司憑“技術(shù)儲備+工程化經(jīng)驗”順利跨過生物制造產(chǎn)業(yè)化“死亡之谷”n公司全資子公司美邦美和，以合成生物學(xué)和酶工程等學(xué)科為基礎(chǔ)，建有生物企業(yè)技術(shù)中心及生物中試平臺，具備工業(yè)微生物底層構(gòu)架開發(fā)、生物合成路徑設(shè)計、固定化酶制備、生物產(chǎn)品制備等能力，處于產(chǎn)業(yè)化技術(shù)儲備階段n公司生物酶尼龍56技術(shù)，工藝過程簡潔、安全、清潔，產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率達99%+，副產(chǎn)物少、能耗低，目前處于中試階段，未來有望率先落地解決方案美邦科技成立承擔(dān)國家”863計劃“、國家創(chuàng)新基金及省市級科技項目十余項承建河北省膜過程技術(shù)創(chuàng)新中心，與天津大學(xué)聯(lián)合成立化工過程強化研究中心新三板掛牌氨肟化反應(yīng)與分離技術(shù)成果達國際先進水平，獲河北省科技進步一等獎甲苯氧化系列產(chǎn)品投產(chǎn)美邦美和建成合成生物技術(shù)研究中心及中試平臺，進行產(chǎn)業(yè)化技術(shù)儲備科林博倫獲國家級專精特新”小巨人“稱號無汞離子液體催化劑與氣液反應(yīng)工藝及裝置技術(shù)成果達到國際領(lǐng)先水平美邦寰宇獲自治區(qū)”專精特新“中小企業(yè)稱號美邦中科成立，規(guī)劃建設(shè)10萬噸四氫呋喃、5000噸離子液體催化劑項目北交所上市技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)品/服務(wù)應(yīng)用階段生物酶法制備尼龍一種1,5-戊二胺的制備方法摒棄了加堿過程和萃取過程避免了鹽的產(chǎn)生和溶媒的消耗，降低了生一種尼龍56鹽的制備方法在特定的電流密度和溫度條件下，能夠保證所得產(chǎn)品具有較高的純度和收率賴氨酸脫羧酶突變體、其編碼基利用本發(fā)明的賴氨酸脫羚酶，不僅底物殘留極低，且能夠直接液體回54資料來源：公司2023年業(yè)績說明書，公司招