生物制造：抢占未来产业的“生命工厂”，定义新质生产力增长极

1、生物制造行业发展综述

生物制造被定义为“利用微生物、细胞、酶等生物体或生物系统，通过工程化设计，进行物质加工与合成的先进生产方式”。它是生物经济的重要组成部分，核心特征是以可再生生物质为原料，以生物体为生产工具，以绿色低碳为过程导向。其产业范畴明确涵盖生物基材料、生物化学品、未来食品等领域，并被2025年《政府工作报告》确立为国家重点培育的未来产业之一。

生物制造行业发展主要历程

资料来源：普华有策咨询

中国已成为全球最大的生物发酵产品生产国。产业规模超万亿元，形成了以生物医药、生物基材料、健康食品、生物能源为支柱的产业体系。但上游核心菌种、高端装备仍依赖进口，中试放大环节薄弱。

2、生物制造产业链总结及影响

（1）行业产业链总结

生物制造产业链呈现清晰的“微笑曲线”特征。上游是价值与风险的高地，涵盖核心生物元件（基因、酶）、底盘微生物菌种、专业仪器装备（DNA合成仪、生物反应器）及原材料（糖类与非粮生物质）。其技术壁垒最高，是决定产业自主性与成本竞争力的根本。中游是价值转化与放大的枢纽，主要包括研发设计平台、合同研发生产组织（CDMO）以及关键的中试放大环节，其效率决定了从实验室“样品”到工厂“产品”的生死时速。下游是价值实现与市场拉动的终端，覆盖医药、可降解材料、健康食品、绿色能源等广阔应用领域，其需求规模和政策标准直接牵引产业投资与技术迭代方向。

（2）生物制造行业上游发展的影响

上游的突破是产业颠覆性发展的前提。核心菌种与酶的自主知识产权，直接决定了产品能否实现以及成本是否具备竞争力。我国在长链二元酸、丙氨酸等产品上的全球领先地位，正是源于上游菌种构建技术的率先突破。同时，原料从粮食向秸秆、二氧化碳等非粮路线的拓展，不仅是降低成本的关键，更是响应国家“不与人争粮”战略、保障产业可持续性的根基。上游任何环节的“卡脖子”，都会严重制约整个产业体系的升级与安全。

（3）生物制造行业下游发展的影响

下游应用市场的扩容与升级是产业发展的核心拉力。首先，明确的终端需求（如“限塑令”催生对PLA的需求、“减糖”趋势催生对阿洛酮糖的需求）为技术研发和产能投资提供了清晰的市场信号。其次，不同应用领域对产品的纯度、规格、法规要求差异巨大（如医药级与工业级），下游的高标准不断倒逼中上游提升工艺水平和质量控制能力，驱动产业整体向高质量、高附加值方向演进。下游市场的绿色消费意识觉醒，正与上游的低碳制造形成良性循环，共同塑造产业的绿色品牌与社会价值。

3、生物制造行业竞争格局分析

当前中国生物制造行业竞争格局呈现 “一超多强、新星涌现、跨界融合” 的立体化态势，远非传统线性竞争。市场集中度因细分领域而异，在某些氨基酸等部分成熟的大宗产品上集中度较高，但在多数新兴高价值领域，市场仍处于快速分化与整合的前夜。

生物制造行业核心竞争群体

资料来源：普华有策

区域格局上，已形成以长三角（上海、江苏的研发与高端制造）、京津冀（北京的基础研发与政策策源）、粤港澳大湾区（深圳的合成生物产业集群与资本活力）为核心的三大创新高地，以及以山东、吉林等地为代表的传统发酵产业升级区，区域间呈现明显的协同与梯次分工。

4、驱动生物制造行业发展的主要因素

（1）国家战略的顶层设计与刚性约束

这是最根本的驱动力量。2025年中央经济工作会议强调“以科技创新引领新质生产力发展”，生物制造作为典型的新质生产力，其发展被提到了前所未有的政治高度。“十五五”规划建议中关于“推动制造业高端化、智能化、绿色化”的要求，为生物基材料替代传统石油基材料提供了明确的政策接口。同时，“双碳”目标构成了强有力的环境约束，使得具备碳固定潜力的生物制造路线（如利用二氧化碳发酵）不仅具备经济性，更具备战略必要性。粮食安全战略则明确鼓励非粮生物质原料路线的技术开发与产业化，为行业打开了资源天花板。

生物制造行业主要政策解读

资料来源：普华有策

（2）“AI for Science”带来的范式革命

人工智能，特别是机器学习与深度学习，正以前所未有的方式重塑生物制造的核心研发流程。AI能够高效解析海量生物数据，预测蛋白质结构、优化代谢途径、智能设计高性能酶和菌种，将传统“试错型”研发的周期从数年缩短至数月甚至数周。例如，AI辅助的蛋白质工程已成功设计出自然界不存在的、性能更优的工业酶。这种“干湿实验闭环”的智能研发范式，极大降低了研发成本与不确定性，使得更多小众、高价值的生物分子实现商业化生产成为可能，从根本上加速了产业创新迭代速度。

（3）下游市场绿色化与消费升级的强劲拉动

社会与市场的绿色转型创造了巨大的终端需求。在塑料污染治理的全球共识下，生物可降解材料（PLA、PHA）的市场需求呈现指数级增长。在健康中国战略下，消费者对“清洁标签”、功能性食品配料（如益生元、稀有糖）的需求持续旺盛。在能源安全与交通脱碳压力下，生物航空煤油（SAF）成为航空业难以替代的脱碳选择，各国强制掺混政策正在形成新一轮市场爆发点。这些清晰的下游需求，为生物制造产品提供了明确的市场出口和价格承受空间。

（4）金融资本与产业资本的深度聚焦与长期押注

自2021年以来，生物制造与合成生物学领域已成为全球及中国一级市场最炙手可热的投资赛道之一。不仅风险投资（VC）、私募股权（PE）大量涌入，头部产业资本（如化工、医药巨头）也通过战略投资、设立基金、自建研发部门等方式深度布局。这种资本热潮不仅解决了创新企业早期研发的“燃料”问题，更重要的是推动了资本市场对行业估值逻辑的理解，鼓励了更多长期、耐心的资本投入，为需要漫长孵化周期的底层技术突破提供了宝贵的资金支持，形成了“技术突破-资本加持-加速产业化”的正向循环。

北京普华有策信息咨询有限公司《“十五五”生物制造行业深度研究及趋势前景预判报告》系统剖析了生物制造作为国家战略级未来产业的全局脉络。首先界定其内涵，梳理从传统发酵到合成生物学的演进历程，并量化分析当前市场规模与结构。报告深入解读“十四五”至“十五五”关键政策，特别是中央经济工作会议精神对行业的定向。通过PEST与产业链全景图，揭示上游原料技术“卡脖子”现状与下游多元应用的爆发潜力。竞争格局章节重点剖析了平台型、产品型及跨界巨头等核心玩家战略。最后，报告前瞻AI融合、非粮原料、绿色消费等核心驱动力，预测了产业向智能化、生态化升级的趋势，并为投资者与决策者提供机遇与风险并存的未来蓝图。

此外，本报告旨在“十五五”开局之年，对新质生产力核心赛道、国家重点布局的未来产业——生物制造进行全景式深度研究。报告立足其前沿性、颠覆性与长周期性特征，剖析产业从科学发现到商业变现的全链条，为把握产业跃迁机遇、构建新型生产关系提供决策参考。

目录

第1章 生物制造行业概述与战略意义

1.1 生物制造的定义与产业范畴

1.1.1 广义与狭义定义

1.1.2 核心产业范畴：生物医药、生物基材料、未来食品、生物能源等

1.1.3 与合成生物学、发酵工程、绿色制造的关系

1.2 全球产业发展背景与战略地位

1.2.1 全球产业演进历程（从传统发酵到合成生物学）

1.2.2 作为全球科技经济竞争的战略制高点分析

1.2.3 对全球碳中和目标的关键支撑作用

1.3 对中国产业升级与绿色发展的核心价值

1.3.1 培育 “新质生产力”的核心载体与未来产业主阵地

1.3.2 保障产业链供应链安全与韧性

1.3.3 推动“制造强国”与“美丽中国”建设

1.3.4 作为国家“十五五”前瞻布局的未来产业核心

第2章 全球生物制造产业发展格局与比较

2.1 全球市场规模、结构与增长趋势

2.1.1 全球整体市场规模历史回顾与现状（2021-2025）

2.1.2 细分市场（医药、材料、食品等）结构分析

2.1.3 主要地区（北美、欧洲、亚太）市场对比

2.2 主要国家/地区发展战略与政策比较

2.2.1 美国：《国家生物经济蓝图》与相关法案分析

2.2.2 欧盟：绿色协议下的生物经济战略与投资计划

2.2.3 日本、韩国等亚洲国家重点布局

2.2.4 国际政策工具对比：研发资助、税收优惠、市场准入

2.3 国际领先企业布局与商业模式分析

2.3.1 综合化工巨头（如巴斯夫、杜邦）转型路径

2.3.2 合成生物学平台公司（如Amyris, Ginkgo Bioworks）商业模式

2.3.3 专业CDMO企业竞争力分析

第3章 中国生物制造产业宏观环境分析（PEST模型）

3.1 政策与法规环境（Political）

3.1.1 国家顶层战略梳理：从“十四五”生物经济发展规划到“十五五”前瞻

3.1.2 《“十五五”规划建议》的顶层设计与战略总纲

3.1.3 解读2025年《政府工作报告》
“建立未来产业投入增长机制，培育生物制造…” 的核心信号，分析政策导向从 “积极培育”到“系统布局” 的深刻转变。

3.1.4 科技部、工信部、发改委等部委专项政策分析

3.1.5 重点地方产业政策与集群建设规划（北京、上海、深圳、江苏等）

3.1.6 未来产业发展机制与新型举国体制探索

3.2 经济环境（Economic）

3.2.1 宏观经济与固定资产投资对行业的影响

3.2.2 下游市场需求与消费升级的拉动作用

3.3 社会环境（Social）

3.3.1 人口结构与健康意识提升带来的市场需求

3.3.2 “双碳”目标下的社会共识与绿色消费趋势

3.3.3 公众对合成生物技术的认知与接受度

3.4 技术环境（Technological）

3.4.1 合成生物学、酶工程、代谢工程等底层技术进步

3.4.2 人工智能与自动化技术的深度融合（AI for Science）

3.4.2.1 AI在基因设计、途径预测与蛋白质设计中的应用

3.4.2.2 自动化实验平台与“生物铸造厂”的发展

3.4.3 生物信息技术与数据库建设

3.4.4 技术生命周期与未来突破点预测

第4章 中国生物制造产业链全景深度剖析

4.1 上游：核心原材料、技术与装备供给

4.1.1 原料供应体系分析

4.1.1.1 糖类原料（玉米、甘蔗等）的供需、价格与可持续性挑战

4.1.1.2 非粮生物质（秸秆、纤维素、二氧化碳）资源化利用技术与经济性

4.1.2 产业“芯片”——菌种与酶

4.1.2.1 工业微生物底盘细胞的开发与知识产权格局

4.1.2.2 核心工具酶与工业酶的国产化率与主要供应商

4.1.3 核心装备与耗材

4.1.3.1 生物反应器、分离纯化设备的国产化进展与竞争格局

4.1.3.2 实验室仪器与耗材（DNA合成仪、测序仪）的自主可控现状

4.2 中游：研发、生产与服务平台

4.2.1 平台型技术公司分析

4.2.1.1 “DBTL”（设计-构建-测试-学习）循环能力建设

4.2.1.2 典型合成生物学平台企业的技术路径与管线

4.2.2 关键制造工艺分析

4.2.2.1 高通量筛选与发酵工艺优化

4.2.2.2 产物分离、提取与纯化技术

4.2.3 专业服务机构生态

4.2.3.1 CRO（研发外包）服务范围与市场格局

4.2.3.2 CDMO（合同研发生产组织）产能、服务能力与客户结构

4.2.3.3 中试放大平台：分布、能力与在成果转化中的核心瓶颈分析

4.3 下游：多元化应用市场深度分析

4.3.1 生物医药

4.3.1.1 疫苗与抗体药物的生物制造规模与增长

4.3.1.2 细胞与基因治疗（CGT）上游制造工具市场

4.3.1.3 市场需求规模（“十四五”数据）与“十五五”前景预测

4.3.2 生物基材料与化学品

4.3.2.1 聚乳酸（PLA）、聚羟基烷酸酯（PHA）等可降解材料产能、成本与下游应用

4.3.2.2 长链二元酸、丁二酸等平台化学品的市场竞争力分析

4.3.2.3 市场需求规模（“十四五”数据）与“十五五”前景预测

4.3.3 健康食品与添加剂

4.3.3.1 母乳低聚糖（HMO）、阿洛酮糖等功能性配料

4.3.3.2 酵母蛋白、细胞培养肉等未来食品进展

4.3.3.3 市场需求规模（“十四五”数据）与“十五五”前景预测

4.3.3.4 典型案例：木糖醇产业的生物制造路径

4.3.4 农业投入品与生物能源

4.3.4.1 生物农药、微生物肥料的市场渗透率

4.3.4.2 燃料乙醇、生物航空煤油（SAF）的政策支持与市场空间

第5章 生物制造产业市场结构与竞争格局分析

5.1 区域结构分析

5.1.1 产业集群分布地图：京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、东北等

5.1.2 各区域资源禀赋、政策重点与产业特色比较

5.1.3 “十五五”区域协同发展趋势

5.2 市场集中度与竞争格局

5.2.1 整体市场集中度（CR3， CR5）分析

5.2.2 各细分市场（医药、材料等）的竞争梯队划分

5.2.3 不同类型参与者（传统化工企业、生物技术初创公司、跨界巨头）的竞争策略

5.3 重点企业/玩家深度剖析（选取各领域代表企业-可定制）

5.3.1 企业A（华恒生物 - 代表性合成生物产品企业）

5.3.1.1 企业概述：发展历程、主营业务与产品管线

5.3.1.2 企业核心竞争力分析：技术平台、成本控制、客户资源

5.3.1.3 企业经营情况分析：“十四五”期间财务数据（营收、利润、研发投入）

5.3.1.4 市场占有率与行业地位

5.3.2 企业B（凯赛生物 - 代表性生物基材料企业）

5.3.2.1 企业概述：发展历程、主营业务与产品管线

5.3.2.2 企业核心竞争力分析：技术平台、成本控制、客户资源

5.3.2.3 企业经营情况分析：“十四五”期间财务数据（营收、利润、研发投入）

5.3.2.4 市场占有率与行业地位

5.3.3 企业C（药明生物 - 代表性生物医药CDMO企业）

5.3.3.1 企业概述：发展历程、主营业务与产品管线

5.3.3.2 企业核心竞争力分析：技术平台、成本控制、客户资源

5.3.3.3 企业经营情况分析：“十四五”期间财务数据（营收、利润、研发投入）

5.3.3.4 市场占有率与行业地位

5.3.4 企业D（华大基因 - 代表性上游工具与平台企业）

5.3.4.1 企业概述：发展历程、主营业务与产品管线

5.3.4.2 企业核心竞争力分析：技术平台、成本控制、客户资源

5.3.4.3 企业经营情况分析：“十四五”期间财务数据（营收、利润、研发投入）

5.3.4.4 市场占有率与行业地位

5.3.5 企业E（浙江华康 - 特色食品添加剂领域代表）

5.3.5.1 企业概述：发展历程、主营业务与产品管线

5.3.5.2 企业核心竞争力分析：技术平台、成本控制、客户资源

5.3.5.3 企业经营情况分析：“十四五”期间财务数据（营收、利润、研发投入）

5.3.5.4 市场占有率与行业地位

5.3.6 其他企业

5.4 行业竞争态势模型分析

5.4.1 SWOT分析

5.4.1.1 优势（全产业链基础、市场潜力）

5.4.1.2 劣势（底层技术依赖、中试薄弱）

5.4.1.3 机遇（政策支持、技术融合）

5.4.1.4 挑战（国际竞争、监管不确定性）

5.4.2 波特五力模型分析

5.4.2.1 同业竞争者竞争程度

5.4.2.2 供应商议价能力

5.4.2.3 购买者议价能力

5.4.2.4 潜在进入者威胁

5.4.2.5 替代品威胁

第6章 近五年（“十四五”：2021-2025）生物制造产业发展统计与绩效分析

6.1 产业整体规模与增长动力定量分析

6.1.1 总产值、增加值及增长率统计

6.1.2 固定资产投资与产能扩张情况

6.1.3 增长动力分解：政策、技术、市场分别贡献度分析

6.2 供需数据分析

6.2.1 主要产品（如乳酸、丁二酸、部分氨基酸）的产能、产量、表观消费量

6.2.2 进出口数据与结构分析（高技术产品进口依赖度）

6.2.3 供需平衡分析与阶段性过剩/短缺判断

6.3 细分市场结构、规模与竞争力分析

6.3.1 四大应用领域产值占比变化

6.3.2 高增长明星细分产品（如HMO、PHA）的市场规模与渗透率

6.4 创新能力量化分析

6.4.1 研发投入强度（R&D/GDP）统计

6.4.2 专利分析：申请量、授权量、核心专利布局领域与机构

6.4.3 高水平论文发表与重大科技奖项

6.5 资本市场表现与投融资热点分析

6.5.1 一级市场投融资事件数、金额、估值变化（2021-2025）

6.5.2 二级市场相关上市公司股价与市值表现

6.5.3 国资与产业资本的投资风向

第7章 生物制造行业未来五年（“十五五”：2026-2030）发展趋势与前景预测

7.1 驱动因素与约束条件分析

7.1.1 核心驱动因素：技术融合（AI×BT）、政策加码（未来产业定位下的系统性支持）、成本下降、绿色需求

7.1.2 主要约束条件：原料波动、人才缺口、知识产权风险、伦理监管

7.2 总体与细分市场规模预测

7.2.1 到2030年整体市场规模预测（低、中、高情景）

7.2.2 各细分市场（医药、材料、食品、能源）规模与增长率预测

7.3 关键技术突破与融合趋势预测

7.3.1 人工智能贯穿全链条的深度应用场景

7.3.2 二氧化碳直接生物转化等颠覆性技术产业化展望

7.3.3 自动化与智能化工厂的普及率预测

7.4 产业结构与竞争格局演变展望

7.4.1 市场集中度变化趋势

7.4.2 平台型公司与产品型公司的分化与融合

7.4.3 国际合作与竞争新态势

7.4.4 未来产业生态演进展望

7.5 潜在风险与不确定性分析

7.5.1 技术迭代与投资风险

7.5.2 国际贸易环境变化风险

7.5.3 生物安全与伦理监管政策趋严的风险

第8章 生物制造行业投资机遇、策略与主要壁垒风险

8.1 “十五五”期间核心投资机遇

8.1.1 赛道机遇：上游核心工具、中试服务平台、高附加值产品

8.1.2 技术机遇：AI驱动的生物设计软件、自动化装备

8.1.3 区域机遇：重点产业集群的配套与补链机会

8.1.4 未来产业策源机遇

8.2 投资策略建议

8.2.1 针对财务投资者（VC/PE）的策略：阶段选择、标的评估标准

8.2.2 针对产业投资者的策略：纵向整合与横向拓展方向

8.2.3 长期价值投资的关键观察指标

8.3 主要壁垒构成

8.3.1 技术壁垒：跨学科研发能力与知识产权网络

8.3.2 资金壁垒：高强度的持续研发与固定资产投入

8.3.3 准入壁垒：医药、食品等领域的严格法规与认证周期

8.3.4 人才壁垒：复合型高端人才的稀缺性

8.3.5 生态与认知壁垒

8.4 相关风险提示

8.4.1 技术研发失败与产业化不及预期风险

8.4.2 产品同质化与价格竞争风险

8.4.3 原材料价格波动与供应链中断风险

第9章 生物制造行业研究结论与发展建议

9.1 研究核心结论

9.1.1 关于产业所处阶段的判断

9.1.2 关于未来增长中枢与关键驱动因素的结论

9.1.3 关于中国产业全球竞争力与短板的结论

9.2 对政府部门的发展建议

9.2.1 战略规划建议：制定“十五五”生物制造专项规划，明确发展路线图

9.2.2 政策体系建议：加强基础研究投入，设立未来产业国家生物制造基金，优化审评审批，探索适应未来产业长周期、高风险特征的金融产品与上市制度。

9.2.3 生态构建建议：建设国家级中试平台网络，推动数据共享与标准制定

9.2.4 构建面向未来产业的创新治理体系

9.3 对产业参与者的发展建议

9.3.1 对上游企业：攻坚核心“芯片”，实现高端仪器装备的自主可控

9.3.2 对中游企业：强化“AI+自动化”平台能力，构建差异化CDMO服务

9.3.3 对下游企业：加强与上游协同创新，开发引领绿色消费的终端产品

9.4 生物制造行业展望