2024中国健康产业白皮书：合成生物学篇

2024易凯资本中国健康产业白皮书 合成生物学篇 2024.04 1.根据易凯资本测算中国生物制造市场2023年接近4200亿，未来十年保持接近17%高速增长。 根据合成生物学主要的六大应用赛道的市场规模试算，中国2020年、2021、2022年生物制造市场总规模分别为2372.4亿元、2898.4亿元以及3479.4亿元。根据公开数据以及合理的假 设，我们预测生物制造市场在中国2023年的整体规模不低于4139.2亿元，2020-2023年期间的复合增长率经测算接近20%。在医疗健康、工业化学品、生物农业、食品饮料、美妆日化以及上游技术六大应用场景中，以2023年为例，医疗健康仍是生物制造产业目前最大的细分市场，生物制造产业在医疗健康场景的规模达到2360.8亿元。2033年，中国的生物制造市场将达到近2万亿元。其2023年至2033年期间的复合增长率为16.6%，市场将处于黄金高速发展期。 市场规模计算中，我们主要关注医疗健康、工业化学品、生物农业、食品饮料、美妆日化以及上游技术中主要的和生物制造相关的应用方向。以医疗健康赛道为例，我们计算了与生物制造相关的生物制药与医用材料的市场规模。以下表格是各细分赛道的拆解明细： 2023年，生物制造产业在医疗健康场景的规模达到2360.8亿元；另外，工业化学品场景 的规模达到741.6亿元，生物农业场景的规模达到702.8亿元，食品饮料场景的规模达到212.9 亿元，美妆日化场景达到50.9亿元，上游技术场景达到70.2亿元。 目前生物制造产业正处于创新成长期，合成生物技术颠覆了传统行业发展逻辑。其下游应用为传统行业带来了替代乃至颠覆，全面实现生物制造产业升级。在政策和技术的双重驱动下，相关市场行业整体爆发式增长，合成生物技术已从基础研究全面转入到生物制造产业发展快车道。 2.未来十年，生物制造将对全球经济每年产生超过2万亿美元的直接经济影响。 生物制造距离发展为成熟的产业体系还有很长一段路要走，但是生物制造具备重要且显著的经济价值，理论上约全球60%的物质在未来可通过生物制造方式实现生产。根据麦肯锡2020年发布的的合成生物学报告《TheBioRevolution:Innovationstransformingeconomies,societies,andourlives》指出，预计未来10年，有400余个应用场景可被生物技术迭代或替代，这些应用可能对全球经济每年产生超过2万亿美元的直接经济影响。其中主要影响的四大赛道分别是医疗健康、农业和食品、医美日化以及工业化学品/能源行业。 核心观点 1.2023年，是“生物制造”产业化元年，以合成生物技术为核心的生物制造企业在中国已经迎来了商业化驱动的第二波浪潮。 从2019-2022年“生物合成万物”的第一波浪潮到2023年，合成生物学已从“技术”发展成为生物制造“产业”。生物制造产业正迎来商业化驱动的第二波浪潮。具备领先技术与量产能力的创新型企业蓬勃发展。在相关政策的保驾护航下，产业化先行者将率先迈入产品规模化和营收增长的黄金发展期。 2.“生物制造”是国家纲领性产业，国央企、地方政府、知名高校、国有基金“举大旗”推动“生物制造”产业发展。 国家队入局、地方政府牵头、上市公司/龙头企业参与等形式相结合。以特定区域优势为基础，联动发展的模式已在全国形成地方性产业集群。2023年，全国更多的区域在寻求自身在“生物制造”产业中的优势定位。 3.国有资本引领下，一级市场交易目的和形式越发多样化，退出方式越发多元化。 人民币及政府引导基金在未来3-5年将主导一级市场大部分初创企业的融资交易。生物制造企业融资与退出也将更具备中国特色，“拥抱国家大战略”“与招商引资相结合”和“老股退出”等形式也将成为主要交易方式。 4.“跨”（跨国企业）、“大”（大企业集团）、“上”（上市公司）们与生物制造产业的结合比以往更紧密。 部分有充足现金流的各传统行业巨头率先转型，寻求跟上时代的发展浪潮。作为“跨大上”们所追求的新的增长曲线，相关产业巨头的投资、并购将会在2024年加速推动生物制造产业整合以及产业生态的规模化进程。 5.上市受阻的生物制造准上市企业面临重组再发展或转让出售的重要抉择。 伴随着2023年IPO持续收紧的大背景，部分企业在闯关失败或暂缓登陆资本市场后站在了发展的十字路口。如何通过收并购进行业务升级整合或者进行财务良性化调整择机登陆二级市场，将会是企业发展的关键决策。 6.合成生物学领域的BIO-AI浪潮即将袭来，AI技术的突破性进展进一步加快了生物制造产业革新的步伐。 随着AI技术、数据科学和自动化技术的发展，Bio-AI模型大幅提升了生物制造产业全流 程的效率。高质量、多维度数据库和样本库的积累逐渐成为产业竞争的关键，数据科学与合成生物技术的结合运用对于生物制造行业在2-5年的短期阶段是“锦上添花”，长期赋能需要依赖“干”-数据库和“湿”-样本库的标准化。 一、2023年发生了什么 （一）2023年，是“生物制造”产业化元年，以合成生物技术为核心的生物制造企业在中国已经迎来了商业化驱动的第二波浪潮。 1.“合成生物”逐渐被“生物制造”提法替代，从“技术”逐渐转变为“产业”。医疗健康、工业化学品、农业和食品、医美及日化等行业赛道划分正在被“生物制造”重构 迈入2023年，合成生物学已从技术突破阶段，走向实际应用，其通过生物制造的方式重构传统产业，形成全新的生物制造产业，为现有市场、用户提供更贴合政策、市场和用户的产品。全面从技术研究转型成为产业应用，“生物制造”的提法逐渐替代“合成生物学”，也强有力表达了合成生物学应用的愿景是发展新质生产力，即创新起主导作用，摆脱传统经济增长方式、生产力发展路径，具有高科技、高效能、高质量特征，符合新发展理念的先进生产力质态，通过生物合成方式去制造传统产品或者开发出全新的产品。生物制造被认为具有引领“第四次工业革命”的潜力，是世界各国竞争的热点。2023年以来，中国也明确的将生物制造列为重点发展的战略性新兴产业。从国家到各省市，多地陆续出台推动生物制造产业发展的配套政策，产业进入黄金发展期。 生物制造不仅是提升新质生产力的重要手段之一，其同样能够满足企业的ESG需求，为经济的绿色可持续发展提供坚实基础。我国是全球工业大国，有超过万亿立方米、仅次于美国位居全球第二的工业尾气量。通过工业尾气发酵生产乙醇和饲料蛋白，可以在摆脱传统发酵方式对粮食作物的过度依赖之外，大幅提高尾气利用的经济效益和能源利用率，例如首钢郎泽在国内实现了工业尾气的生物法利用，目前已建成年产生物乙醇21万吨，饲料蛋白2.5万吨。除工业尾气外，中国每年产生超千吨的废弃油脂也是潜在的新一代碳源，重塑生物发酵产业链。此外，国内还有大量农林废弃物，这些废料中的大部分非常适合用生物技术加以利用。 可以观察到的是，2023年诸如上述提到的生物制造的生产新方式正在多个行业涌现。在生物制造赋能下，传统行业将会被推动快速升级。 2.大量资金涌入将推动“生物制造”产业带动相关企业高速发展，有产业基础或与产业龙头合作的企业将率先迈入产品规模化和营收增长的黄金发展期 在此前2019-2022年技术驱动的合成生物学的第一波浪潮中，行业内“玩家”曾面临定位在“产品型”还是“平台型”的选择。随着产业的发展及对商业模式的探索，越来越多的企业开始将自身的定位锚定在产品上。产业界、资本市场也越发青睐具有竞争力的产品品类，以及企业是否规模化生产能力。这类公司在当前阶段更容易形成商业闭环，以及与产业龙头形成合作。易凯资本认为，生物制造产业已完成初期的商业模式探索，“产品为王”的时代已经来临。 合成生物学在技术突破、产业应用、外部环境等方面，依然面临着诸多挑战，需要产学研各界携手共同应对。规模化生产（指企业能够按照固定模式进行大批量的生产，不同应用领域产品大批量的定义可能存在规模量级差距）是生物制造产品实现商业化的路径。生产规模放大是生物制造产品是否能够实现产业化的关键环节，是生物制造企业必须跨越的关键门槛，因此 如何解决工艺放大过程中的各种不稳定因素将成为关键。在工业级量产过程中，仍面临如目标产率不稳定、噬菌体污染、裂解纯化步骤繁琐及各个环节的成本不可控等问题。我们认为，当前已经拥有工业级量产能力，选品“需求导向”且拥有差异化技术壁垒的企业将会领跑当前的 商业化浪潮。 （二）“生物制造”是国家纲领性产业，国央企、地方政府、知名高校、国有基金“举大旗”推动“生物制造”产业发展 1.国家政策和地方政策纷纷出台，生物制造产业当前处于政策红利期 2022年5月，我国正式发布《“十四五”生物经济发展规划》，提出推动生物技术和信息技术融合创新，加快发展生物医药、生物育种、生物材料、生物能源等产业，顺应“追求产能产效”转向“坚持生态优先”的新趋势，发展面向绿色低碳的生物质替代应用。在《“十四五” 生物经济发展规划》中，国家明确提出了合成生物学作为关键技术创新领域。紧随其后，习近平总书记在党的二十大报告中提出：“树立大食物观”，并强调“发展生物科技、生物产业， 向植物动物微生物要热量、要蛋白”。 2023年12月，习近平总书记出席中央经济工作会议并发表重要讲话，会议提到，要以科技创新推动产业创新，特别是以颠覆性技术和前沿技术催生新产业、新模式、新动能，发展新质生产力。要大力推进新型工业化，发展数字经济，加快推动人工智能发展。打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业，开辟量子、生命科学等未来产业新赛道，广泛应 用数智技术、绿色技术，加快传统产业转型升级。 2024年3月，十四届全国人大二次会议在北京开幕，新质生产力写入今年的政府工作报 告，并被列为2024年十大工作任务的首位。其中，在积极培育新兴产业和未来产业方面，政府工作报告明确，要加快创新药等产业发展，积极打造生物制造等新增长引擎。生物经济已成为国家未来发展规划的重要战略组成部分。 可以观察到的是，无论是国家发展的纲领指导意见还是涉及国计民生的粮食策略，生物制造整体转型已经成为中国未来发展的必经之路。在国家大力支持的大背景下，中央及区域陆续出台生物制造产业相关政策，各地生物制造产业迎来了发展的黄金时段。 各省市关于合成生物技术迭代、生物制造产业落地的配套政策陆续出台。据统计，在地方层面，“十四五”以来，包括北京、上海、广东、河南、山东等31个省市出台了合成生物学相关支持、规范类政策，内容广泛，主要从生物医药产业发展、发展高端生物制造、发展生物 基材料、产业集群建设等方面展开规划。这些政策为当地生物制造企业提供良好的成长环境，发挥区域优势、解决地方剩余产能。 易凯资本认为，合成生物技术正快速向实用化、产业化方向发展，合成生物学从基础研究到生物制造的产业发展已经进入了快车道。在飞速发展的阶段，建立一套系统的、科学的行业监管体系有助于行业的规范化发展。 2.国家队入局、地方政府牵头、上市公司/龙头企业参与等形式相结合，以特定区域优势为基础，联动发展的模式已在全国形成地方性产业集群 “十四五”期间，部分先行省市针对生物制造产业进行了相应的发展目标规划，主要聚焦于我国东部、中部地区的省市，其中河南、上海针对生物经济领域设立相应的发展目标，而吉林、重庆等省份则聚焦于合成生物技术领域的创新，广东、浙江等地则更倾向于依托合成生物技术优势促进产业发展。随着近两年的政策快速落地，各个省市加速发展自身的合成生物技术中心与生物制造产业中心，京津冀地区、华中地区、珠三角地区与长三角地区已先后落成地方性中心。同时，各地区的发展优势均不相同，例如山东省是玉米种植大省，而两广地区盛产木薯淀粉，这些代表省市中的企业生产选址通常离原料更近，运输成本更低。此外，部分省市生产用电具有成本优势，例如山西为代表的华中地区，山西拥有丰富的煤炭资源，煤电成本较低。作为技术迭代创新的源头，以北京、上海、天津和深圳等为代表的科研院所聚集了大量技术型