2025年中国合成生物学产业发展研究报告
瑞鹏资产投资经理张浩阳
合成生物学是21世纪最具革命性的新兴学科之一。它以工程学思想为指导，通过多学科交叉融合，对生物体或生物系统进行有目标的设计、改造乃至重新合成，以实现新的生物功能和应用。合成生物涵盖生命科学、工程学、信息学等多个领域，被认为是继DNA双螺旋发现和人类基因组测序之后，生命科学领域的新技术革命。
第一章 产业链全景图谱与价值分布
中国合成生物学产业链条已初步构建完整，但各环节发展水平不均，呈现出“下游应用强、上游工具追赶、中游平台加速”的结构性特征。
表1：中国合成生物学产业链各环节核心功能与价值分布
产业链环节 | 核心组成部分 | 主要功能与价值 | 发展现状与代表企业/机构 |
上游 | 使能技术与核心原料 | 为整个产业提供底层工具与设计原料，是技术创新的源头。 | DNA合成、基因测序、基因编辑技术快速追赶，自动化/高通量设备与国外差距较大。 |
核心原料 | 提供生物制造的初始碳源，决定产业基础的可持续性。 | 非粮生物质（如秸秆）资源利用是政策与技术的重点方向。 | |
中游 | 集成化平台与“细胞工厂” | 利用DBTL循环，将设计转化为可规模化生产的工程菌株（细胞工厂）。 | 技术平台建设是核心瓶颈。国内除酶工程平台外，细胞铸造厂（Biofoundry）、无细胞平台与国外差距明显。 |
下游 | 产品生产与商业化应用 | 将中游的“细胞工厂”通过发酵、纯化等工艺进行规模化生产，实现最终产品的市场价值。 | 已形成多个成功商业化案例，是中国产业优势所在。 |
当前，产业的一个突出特点是一体化布局，大量中下游企业为保障供应链安全与技术壁垒，向上游关键技术延伸。同时，以深圳为代表的产业集聚区，正通过建设“国家生物制造产业创新中心”等国家级平台，系统性整合从底层技术到产品应用的全链条资源。
第二章 产业发展现状与核心驱动力
1. 市场规模与增长动力
2025年，全球合成生物学市场规模达到243亿美元，并将在2030年突破700亿美元。中国作为全球市场的重要组成部分，2025年市场规模为124.06亿元，虽然基数相对较小，但2018-2022年的年复合增长率高达43.3%，远超全球增速。驱动这一高速增长的核心动力是国家层面的战略重视：2025年，全国有10余个省市/开发区出台了合成生物制造专项政策，从顶层设计推动产业发展，深圳更是率先以地方立法形式出台《深圳经济特区促进合成生物产业创新发展若干规定》，为破解产业发展的制度性障碍提供了法治保障。
2. 区域格局与产业集群
中国已形成京津冀、长三角、粤港澳大湾区三大核心产业集聚区，并呈现多个区域差异化发展的格局。
粤港澳大湾区（尤其是深圳）：展现出最强的创新浓度与增长势头。深圳已落地生物制造企业超400家，近三年新增160家，其中约80% 选择落户光明科学城。深圳在生物制造领域的企业专利申请量位居全国第一。
长三角地区：以上海、江苏、浙江为代表，是合成生物企业、投资事件最密集的区域之一，在基因合成、酶工程等领域基础雄厚。
京津冀地区：依托北京丰富的科研院所资源和天津的国家合成生物技术创新中心，在基础研究和平台建设上具有独特优势。
3. 国际合作与标准化
中国正在积极融入全球合成生物学创新网络。一方面，中国主导制定了合成生物领域首个国际标准，推动了与美、德、英等多国研究机构的项目合作。另一方面，跨国企业通过技术授权、合资建厂等方式加速布局中国市场，将中国的生物制造成本优势与全球市场需求相衔接。预测显示，中国合成生物学产业有望在2027年前实现跨境研发效率提升50%以上，并形成千亿级规模的跨境技术交易市场。
第三章 产业投资热点与特征
1. 投资热点领域
资本正敏锐地聚焦于技术壁垒高、商业化路径清晰的方向。根据商务部报告，生命健康、自动化实验设备、基因工程是明确的未来投资热点。从细分赛道看，基因/细胞治疗、药物合成、生物基材料领域的企业分布最为集中。
生命健康：作为最大的下游应用市场，持续吸引超过半数的投融资资金，其商业价值已得到充分验证。
上游使能技术：随着产业对自主可控和降本增效需求的提升，能够提供关键工具、原料（如工具酶、自动化设备）和技术服务（如AI驱动设计）的企业正获得资本青睐。
基因/细胞治疗：我国创新药领域研发通过多年的追赶，现在正处于成果转化集中爆发的启动阶段，其中基因疗法、细胞治疗领域成为研究热点，已经有多款针对糖尿病、罕见病、肿瘤等疾病的基因/细胞治疗药物上市。
生物基材料：该领域是目前企业分布较多、投融资事件发生较多的领域，主要包括生物基塑料、生物尼龙、生物基燃料以及生物化工等。
2. 投资规模与阶段特征
近一年来（2024-2025年），中国生物制造领域的投融资总额约为280亿元。资本市场呈现以下鲜明特征：
早期为主：绝大部分投融资事件集中在天使轮和A轮，表明产业仍处于早期成长阶段，新锐创新企业不断涌现。
区域集中：江苏、广东、浙江是投融资事件发生最集中的地区，与产业区域分布高度重合。
赛道分化：从已披露数据看，生物化工产品领域投融资事件最多且金额最大，反映了其在产业化落地方面的领先性；而生物制药领域则凭借其高附加值特性，吸引了可观的投资金额。
第四章 领域内的重大技术突破
2025年，中国合成生物学在底层技术和应用技术层面均取得标志性进展。
1. 底层使能技术：DNA合成技术的革命性突破
华大生命科学研究院于2025年10月发布的基于并行原理的DNA合成技术（mMPS），是具有国际影响力的源头创新。
技术原理：该技术创造性地采用“微晶片”范式，为每条DNA短链提供独立合成空间，从根本上解决了传统高通量合成中产量极低、交叉污染严重的问题。
性能飞跃：单条DNA序列产量提升4-6个数量级，基因组装步骤从5步以上简化至2步，单碱基合成成本降低约70%。
产业意义：mMPS技术有望将DNA合成从一项实验室服务，升级为标准化、工业化的生物制造基础设施，为构建高效“生物铸造厂”、加速抗体药物发现、推动万级靶点临床诊断panel开发等提供核心引擎，标志着中国在合成生物学“读写基因组”的“写”这一关键环节实现重大突破。
2. 平台与应用技术：AI与高通量筛选融合
AI赋能研发：多家企业与研究机构正在致力于构建深度学习生成式模型，通过大数据的训练，帮助科研人员快速的挖掘基因组、蛋白组与功能表型间的映射关系，在虚拟空间中实现功能导向的定向进化，极大加速DBTL循环中的“设计”与“学习”环节。
高通量筛选技术：结合微液滴单细胞反应器与CRISPR全基因组文库筛选、机器学习算法，形成 “数据驱动的菌种智能构建体系” ，显著提升了“测试”环节的效率和精准度。
新型底盘开发：对非模式微生物底盘、植物底盘等生物系统的改造研究，为合成生物学开辟了更多样、更绿色、更安全且低成本的制造路径。
第五章 产业应用
合成生物学的应用版图正从医疗健康向农业食品、工业制造、消费品等领域全面扩展。其核心逻辑在于，通过构建细胞工厂，以可再生生物质为原料，高效、绿色地生产目标分子。
表2：中国合成生物学主要应用领域市场分析
应用领域 | 主要产品与方向 | 市场占比 | 发展特点与典型案例 |
医疗健康 | 生物药、疫苗、细胞基因治疗、医药中间体、诊断试剂等。 | 55.58% (占合成生物应用领域)。 | 商业化最成熟、附加值最高的领域。案例：华熙唐安生物利用细胞工厂全酶法合成抗血栓药物肝素，突破动物组织提取瓶颈。 |
化工与材料 | 生物基聚酰胺、戊二胺、长链二元酸、可降解塑料(PHA)等。 | 32.09% | 是实现绿色制造、替代石化路径的主力军。案例：凯赛生物的生物基聚酰胺已实现大规模产业化，应用于工程塑料、纺织等领域。 |
食品与农业 | 食品添加剂（甜味剂、色素）、营养品（HMOs、NMN）、蛋白质、未来食品、饲料添加剂等。 | 食品饮料占比4.83% 农业技术占比6.98%。 | 增长潜力巨大的“蓝海”市场。监管创新是关键，深圳成立的“未来食品技术合作中心”为新产品提供了高效评估通道。案例：华大精准营养利用测序与AI提供个性化肠道健康方案。 |
能源与环保 | 生物燃料、生物制氢、环境修复微生物等。 | 处于初期发展阶段。 | 契合“双碳”战略，技术挑战与政策驱动并存。据估测，到2030年工业生物技术每年可降低10亿-25亿吨CO₂排放。 |
展望
综合来看，2025年中国合成生物学产业已奠定坚实基础，在市场规模、区域集聚和特定应用领域实现了跨越式发展。然而，上游核心工具（如高端自动化设备、核心算法软件）的对外依赖、中游平台化能力的不足、以及下游部分应用领域面临的成本与市场接受度挑战，仍是制约产业迈向全面高质量发展的关键瓶颈。
产业发展仍需在资本与政策上持续发力，重点关注以下3点：
聚焦关键技术攻坚：持续加大对DNA合成、基因编辑、自动化实验设备、AI for Science（科学智能） 等底层使能技术的研发投入，鼓励像mMPS这样的源头创新，构建自主可控的技术体系。
加速平台能力建设：支持建设更多开放共享的国家级与区域级研究实验中心、成果孵化平台与中试放大平台，将自动化、高通量实验设备与AI驱动的计算设计平台深度融合，为创新企业提供低成本、高效率的DBTL循环服务，降低创新门槛。
完善产业创新生态：推广深圳“立法护航”的创新经验，在更多地区探索针对未来产业的监管沙盒、快速审批通道和标准体系建设。同时，深化跨境合作，以更加开放的姿态参与全球创新网络，在标准制定、技术交易和人才培养方面提升国际话语权。
可以预见，随着技术瓶颈的持续突破和产业生态的日臻完善，合成生物学这一“第三次生物技术革命”的核心引擎，必将在塑造中国生物经济新优势、培育新质生产力的进程中发挥更为关键的作用。
