合成生物深度系列报告之一-以生物造万物-构建AI+新质生产力新业态_38页_2mb

以生物造万物，构建AI+新质生产力新业态

核心内容

合成生物学是一种基于工程化设计理念的跨学科技术，结合生物学、化学、医学、工程学、计算机与数据科学等，旨在设计和构建新的生物系统，实现特定功能。其核心在于通过改造微生物细胞工厂，使其能够高效、低成本地生产所需物质，是传统化工的有机补充，未来有望在多个领域实现工业化落地，创造新增长空间。

主要观点

• 合成生物学的本质：通过改造微生物细胞工厂，使其具备特定功能，以生物基材料替代化石基材料，实现绿色制造。
• 与传统发酵工程、基因编辑技术的区别：合成生物学通过主动设计、模块化和标准化，实现对细胞工厂的高效改造，从而大幅提升生产效率。
• AI赋能：AI技术在合成生物学的各个环节（设计、构建、测试、学习）中发挥重要作用，提高研发效率、降低研发成本、加速产品迭代。
• 政策推动：国内外政策持续支持合成生物学发展，尤其是中国“十四五”生物经济发展规划和省市层面的政策布局，为行业提供指导和资源支持。
• 产业链分层：合成生物学产业链分为工具层、平台层和应用层，各层具有不同的核心壁垒和投资机会。

关键信息

• 技术优势：合成生物学具备高效、低能耗、低碳、环保等优势，与传统化工相比，在成本和环境影响方面更具竞争力。
• 市场规模：预计到2028年，全球合成生物学市场规模将达到近500亿美元，年均增长率保持在27%以上。
• 应用前景：生物制造可替代部分传统化工产品，尤其在高附加值、环保和可持续领域表现突出，如生物基材料、生物能源、功能性食品等。
• 风险提示：产业化进程不及预期、菌种及配方泄露、法律诉讼、生物安全、道德伦理及下游认证不及预期等风险需关注。

产业链结构

工具层

• 聚焦使能技术开发，核心在于技术带来的专业优势。
• 代表性企业：弈柯莱生物科技、BOTABIO、微构工场。

平台层

• 提供赋能型技术平台，核心资产为生物铸造厂、代码库、全工作流程生物实验室及数据库。
• 代表性企业：蔚蓝生物、川宁生物。

应用层

• 涉及多个垂直行业，核心技术为大规模生产的成本、批间差及良品率的把控。
• 代表性企业：凯赛生物、华恒生物、蓝晶微生物、巨子生物、帝斯曼、华熙生物、嘉必优、中粮科技、梅花生物。

投资机会

技术突破的核心单品公司

• 凯赛生物：生物基新材料的领军企业，专注于长链二元酸、戊二胺及生物基尼龙等产品，通过AI技术平台赋能研发，提升产品竞争力。
• 华恒生物：生物法丙氨酸和缬氨酸的领军者，采用厌氧发酵法，节能环保，产品收率高。
• 蓝晶微生物：全球领先的PHA新材料制造商，拥有多项专利，通过SynBio OS平台实现高效研发。
• 巨子生物：重组胶原蛋白的领军者，采用基因工程技术生产胶原蛋白，提升产品安全性和应用范围。
• 帝斯曼：传统化工企业转型生物制造的典范，通过生物技术实现新产品突破，如维生素E、低糖甜味剂等。
• 华熙生物：透明质酸微生物发酵技术全球领先，具备产业化优势。
• 嘉必优：发酵精细调控技术落地，推动生物基产品开发。
• 中粮科技：玉米深加工企业转型，具备技术优势。

风险提示

• 产业化进程不及预期。
• 菌种及配方泄露。
• 法律诉讼。
• 生物安全风险。
• 道德伦理风险。
• 下游认证不及预期。

图表目录

• 图表1：生物制造的三种路径
• 图表2：正向工程自顶向下路线构建微生物底盘细胞
• 图表3：合成生物学可通过正向工程创造拥有新功能的菌种
• 图表4：合成生物学技术链
• 图表5：合成生物学发展使微生物细胞工厂效率大幅提升
• 图表6：基因编辑技术应用于创制底盘细胞过程中的第二环节
• 图表7：合成生物学与化工生产对比
• 图表8：异植物醇合成路线比较
• 图表9：基因测序成本降低体现奈特定律
• 图表10：海内外化工企业积极布局合成生物学
• 图表11：预计2028年全球合成生物学市场规模近500亿美元
• 图表12：合成生物技术将在不同行业逐步完成工业化落地
• 图表13：合成生物学发展历程
• 图表14：合成生物学上游“设计-构建-测试-学习 (DBTL)”阶段中外差距
• 图表15：AI赋能合成生物学技术发展的各个环节
• 图表16：近年来部分国家经济战略中的合成生物学
• 图表17：美国《生物安全法案》对合成生物学企业的影响
• 图表18：国内政策从三个层面推动合成生物学产业发展
• 图表19：各省市积极出台系列政策支持发展
• 图表20：合成生物学产业链各层核心壁垒
• 图表21：企业图谱
• 图表22：凯赛生物掌握优化生产所需的核心合成生物学技术
• 图表23：凯赛生物研发支出保持较高占比
• 图表24：凯赛生物毛利率净利率相对稳定
• 图表25：华恒生物产品布局丰富
• 图表26：华恒生物厌氧发酵L-丙氨酸节能环保
• 图表27：华恒生物厌氧发酵缬氨酸收率更高
• 图表28：蓝晶微生物掌握多项PHA生产相关专利
• 图表29：合成生物学技术平台赋能公司产品研发
• 图表30：帝斯曼通过生物科技实现新产品突破
• 图表31：法尼烯法VE工艺反应步骤简洁且环保
• 图表32：公司采用微生物发酵技术生产的透明质酸质量参数全球领先
• 图表33：嘉必优研发支出持续增长
• 图表34：嘉必优拥有完善的研发架构
• 图表35：梅花生物通过合成生物技术规模化生产多种氨基酸
• 图表36：中粮科技董事会硕博占比九成重视技术转型
• 图表37：2021年弈柯莱已具备多项医药类产品产能
• 图表38：弈柯莱依照合成生物学研发逻辑建立4个实验室技术创新平台
• 图表39：BOTABIO融资历程
• 图表40：微构工场从技术平台向产品落地拓展
• 图表41：公司纤维素酶产品可为纺织行业降本
• 图表42：公司在菌种筛选及优化领域拥有数项国内领先技术成果
• 图表43：相关公司估值

总结

合成生物学作为一项前沿技术，正逐步成为推动新质生产力和绿色制造的重要力量。其在多个领域展现出替代传统化工的潜力，尤其是在环保、低成本和高效生产方面。随着AI技术的不断进步，合成生物学的研发效率和产品开发速度将显著提升。同时，国内外政策的支持为合成生物学产业的发展提供了良好的环境。尽管面临一定的风险，但合成生物学的产业链结构清晰，各层企业具备不同的核心壁垒和投资机会，为投资者提供了多元选择。未来，随着技术突破和政策落地，合成生物学有望在多个行业实现工业化应用，推动产业转型升级和可持续发展。