合成生物學(xué)行業(yè)市場前景及投資研究報(bào)告：掘金合成生物擁抱產(chǎn)業(yè)機(jī)遇

證

券

研

究

報(bào)

告掘金合成生物，擁抱產(chǎn)業(yè)機(jī)遇專精特新行業(yè)深度系列報(bào)告之七-合成生物學(xué)2024.07.12核心觀點(diǎn)??合成生物學(xué)：從“前沿科學(xué)”向“實(shí)用科學(xué)”發(fā)展，成為產(chǎn)業(yè)級(jí)別投資機(jī)會(huì)。理論、技術(shù)、應(yīng)用交織推動(dòng)，合成生物在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)顛覆性、滲透性作用，具備引領(lǐng)“第四次工業(yè)革命”潛力。中國市場：戰(zhàn)略定位抬升+創(chuàng)新能力增強(qiáng)+完備工業(yè)基礎(chǔ)，共推產(chǎn)業(yè)從1至N迸發(fā)。政策端：生物制造首次寫入《政府工作報(bào)告》(2024)，建設(shè)產(chǎn)業(yè)集群或成為越來越多省市工作重點(diǎn)。研發(fā)端：中國后來居上，成為全球合成生物學(xué)專利申請(qǐng)和技術(shù)研究主力。生產(chǎn)端：中國發(fā)酵產(chǎn)業(yè)鏈完善，產(chǎn)能全球第一，為技術(shù)落地提供“硬核支撐”。?上游：使能技術(shù)：技術(shù)成熟度不一，后發(fā)者有追趕和彎道超車機(jī)會(huì)。DNA測序技術(shù)中國與國外并跑，DNA編輯、DNA合成領(lǐng)域中國快速追趕。分析儀器：“三大譜”是生命科學(xué)儀器：生產(chǎn)型設(shè)備需求量大，具備技術(shù)與客戶積淀的廠商更受益重點(diǎn)，高端化步伐有望加快。進(jìn)程。??中游：成長性與下游景氣度高度相關(guān)，需等待各類應(yīng)用商業(yè)化拐點(diǎn)。下游：生物醫(yī)藥：原料藥生產(chǎn)高效節(jié)能，創(chuàng)新藥部分商業(yè)化。農(nóng)業(yè)：減排、防害兩大路徑，仍面臨四大挑戰(zhàn)。食品：功能性/零卡具前景，替代蛋白契合大食物觀。消費(fèi)個(gè)護(hù)：生物基滲透率高，膠原/多肽發(fā)展較快。大宗化學(xué)品：滲透率較低，降本系突破關(guān)鍵。高性能材料：具備商業(yè)化潛力，須兼顧性能+成本。生物能源：我國生物質(zhì)發(fā)電成熟，生物燃料未來可期。?相關(guān)標(biāo)的：上游：海能技術(shù)(430476.BJ)、新芝生物(430685.BJ)、聯(lián)川生物

(874281.NQ)(新三板)；下游：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.NQ)(新三板掛牌在審)、藍(lán)晶微生物(未上市)、昌進(jìn)生物（未上市）；中游：輝文生物(832402.NQ)、藍(lán)晶微生物(未上市)。?風(fēng)險(xiǎn)提示：合成生物學(xué)技術(shù)發(fā)展不及預(yù)期；產(chǎn)品獲批進(jìn)度不及預(yù)期；下游推廣不及預(yù)期；產(chǎn)能建設(shè)不及預(yù)期

證券研究報(bào)告2主要內(nèi)容1.

合成生物學(xué)：產(chǎn)業(yè)級(jí)別的投資機(jī)會(huì)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(qiáng)，把握技術(shù)創(chuàng)新周期和機(jī)遇4.

下游：產(chǎn)業(yè)化初期，醫(yī)藥、消費(fèi)、能源領(lǐng)域進(jìn)度領(lǐng)先5.

相關(guān)標(biāo)的及風(fēng)險(xiǎn)提示31.1

合成生物學(xué)：重塑生物技術(shù)發(fā)展路徑?

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(shí)和設(shè)計(jì)生命系統(tǒng)：（1）“自下而上”，設(shè)計(jì)、構(gòu)造新的生物元件、組件至系統(tǒng)；（2）“自上而下”，對(duì)現(xiàn)有的、天然的生物系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改造。?

應(yīng)用層面：合成生物學(xué)“造物致用”，為生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供底層支撐?一方面，合成生物升級(jí)原有的生物技術(shù)至系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化高度，推動(dòng)生物技術(shù)的平臺(tái)化發(fā)展。另一方面，在學(xué)科交叉和技術(shù)整合的基礎(chǔ)上孕育技術(shù)創(chuàng)新的飛躍。?

VS其他生產(chǎn)方式，合成生物是補(bǔ)充或顛覆性技術(shù)，在助力化工原料生產(chǎn)、改進(jìn)傳統(tǒng)發(fā)酵工藝、開發(fā)新型分子材料方面作用積極圖：合成生物學(xué)理論及產(chǎn)業(yè)意義圖：合成生物技術(shù)優(yōu)勢資料：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：曾艷等《合成生物學(xué)工業(yè)應(yīng)用的現(xiàn)狀和展望》，申萬宏源研究

證券研究報(bào)告41.2

產(chǎn)品制造過程：正向循環(huán)、系統(tǒng)性強(qiáng)?

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(tái)（DBTL循環(huán)）確定合成生物解決方案。分細(xì)胞工廠、多酶級(jí)聯(lián)體系、無細(xì)胞/類生命平臺(tái)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(xiàng)階段充分考慮市場需求，全局規(guī)劃。?從工作全流程看，合成生物產(chǎn)品制造統(tǒng)籌考慮技術(shù)、設(shè)備、工藝、市場等維度，系統(tǒng)性強(qiáng)。圖：合成生物產(chǎn)品制造過程

證券研究報(bào)告資料：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51.3

產(chǎn)業(yè)縱向分工：逐步細(xì)化、漸成體系?

產(chǎn)業(yè)鏈分工明確、逐步細(xì)化：???支持型：工具層面的技術(shù)型公司，為研發(fā)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)設(shè)施，包括專業(yè)軟件、儀器設(shè)備、自動(dòng)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(tái)，側(cè)重模擬設(shè)計(jì)、菌株構(gòu)建、高通量測試、智能反饋，類比CRO模式，先發(fā)優(yōu)勢可以向競爭壁壘轉(zhuǎn)換。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(diǎn)，多數(shù)企業(yè)聚焦單品做重點(diǎn)開發(fā)。在技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)和技術(shù)服務(wù)模式興起的基礎(chǔ)上，多管線布局企業(yè)增多。?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(tái)。打通全產(chǎn)業(yè)鏈意味著打造合成生物“大平臺(tái)”，構(gòu)筑綜合能力壁壘，有利于中長期可持續(xù)成長。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)類型上游支持型中游下游中游+下游服務(wù)+產(chǎn)品型技術(shù)服務(wù)+生產(chǎn)產(chǎn)品綜合能力技術(shù)服務(wù)型產(chǎn)品型提供高效且可復(fù)用的技術(shù)平臺(tái)服務(wù)內(nèi)容為研發(fā)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)創(chuàng)新生產(chǎn)產(chǎn)品多管線布局競爭要點(diǎn)卡位+先發(fā)優(yōu)勢Bokebioscience、CRISPR

TherapeuticsGinkgo

Bioworks、BoltThreads、Impossible

Foods國外代表企業(yè)AmyrisZymergen奕柯萊生物、森瑞斯、凱

凱賽生物、華恒生物、錦

藍(lán)晶微生物、態(tài)創(chuàng)生物、國內(nèi)代表企業(yè)華大智造、芯宿科技萊英

波生物、昌進(jìn)生物

輝文生物資料：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。

證券研究報(bào)告61.4

使能技術(shù)創(chuàng)新迭代，驅(qū)動(dòng)合成生物從概念走向產(chǎn)業(yè)?

使能技術(shù)是DBTL循環(huán)的基石，技術(shù)革新驅(qū)動(dòng)非線性降本?

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(duì)緩慢?“讀”：基因測序技術(shù)超50年發(fā)展歷史，從第一代基于雙脫氧鏈終止法為原理的測序技術(shù)發(fā)展至可實(shí)現(xiàn)單分子測序與實(shí)時(shí)測序的第三代測序技術(shù)，推動(dòng)測序成本超“摩爾定律”下降，測試長度、速度指數(shù)級(jí)提升；?“改”：CRISPR

Cas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，已取代ZFNs和TALENs方法。目前CRISPR

工具箱仍在擴(kuò)大，增強(qiáng)

CRISPR

技術(shù)的多功能性和精確性；??“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1%甚至更低。酶促DNA合成技術(shù)處于起步階段，有望進(jìn)一步提高單步合成效率。菌種篩選技術(shù)：主要通過人工馴化、誘變篩選、定向進(jìn)化等方式提高生物系統(tǒng)魯棒性，非工程化導(dǎo)向。也有業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)搭建微生物資源庫，儲(chǔ)備具有特殊代謝能力或特定生產(chǎn)特性的菌株。圖：國內(nèi)外建立微生物資源庫的代表性企業(yè)企業(yè)名稱微生物資源庫自有生物代碼庫，整合來自自然界的生物資產(chǎn)和來自鑄造廠實(shí)驗(yàn)的工程資產(chǎn)和數(shù)據(jù)，是一個(gè)超過4.4億個(gè)額外序列的專有數(shù)據(jù)集Ginkgo

Bioworks自有菌株實(shí)體庫和資源軟體庫，存儲(chǔ)來自冰川、熱泉、深海等極端環(huán)境中分離的海量菌種，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(dú)特元器件中科欣揚(yáng)資料：生輝咨詢網(wǎng)站，申萬宏源研究

證券研究報(bào)告71.5

生物鑄造工廠提供集成式平臺(tái)，加速創(chuàng)新落地?

使能技術(shù)+實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)+菌株資源組成使能平臺(tái)，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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)資產(chǎn)進(jìn)一步指導(dǎo)工程優(yōu)化與理性設(shè)計(jì)，形成飛輪效應(yīng)，鑄就使能平臺(tái)價(jià)值。?

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(dòng)化技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。針對(duì)人工實(shí)驗(yàn)操繁瑣、耗時(shí)、易錯(cuò)、難以規(guī)?；葐栴},

通過提升合成生物實(shí)驗(yàn)對(duì)象、方法、技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化水平,

實(shí)現(xiàn)DBTL閉環(huán)的自動(dòng)化運(yùn)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(hù)費(fèi)用及運(yùn)營人員費(fèi)用，中游企業(yè)是平臺(tái)建設(shè)主力。圖：合成生物鑄造工程工作流程

證券研究報(bào)告

資料：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81.6

不同合成路徑的產(chǎn)業(yè)化難點(diǎn)不同，均為技術(shù)壁壘?

菌種體系大規(guī)模量產(chǎn)的難點(diǎn)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(xì)胞中代謝網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，許多代謝調(diào)控還不成熟，現(xiàn)階段主要通過經(jīng)驗(yàn)摸索優(yōu)化生產(chǎn)工藝，主要涉及發(fā)酵工藝，通過多級(jí)發(fā)酵、串聯(lián)反應(yīng)、模塊化設(shè)計(jì)等提高發(fā)酵規(guī)模。理想情況，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“自下而上”理性設(shè)計(jì)。?多酶級(jí)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?？梢垣@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(xì)化學(xué)品、醫(yī)藥中間體。因人工系統(tǒng)中多酶反應(yīng)的兼容性和協(xié)同性存在卡點(diǎn)，尚無法用于大規(guī)模生產(chǎn)。圖：智能精密發(fā)酵控制表：基于酶級(jí)聯(lián)催化生產(chǎn)的原料藥及其市場酶級(jí)聯(lián)催化目前生產(chǎn)方原料藥應(yīng)用性能市場規(guī)模式COVID-19治療化學(xué)，10步合成莫努匹拉韋6種酶69%產(chǎn)率確診

COVID-19病例

409

萬例HIV藥物islatravir2020年有3770萬人感染HIV；2020年HIV藥物市場：287.9億美元HIV治療

9種酶51%產(chǎn)率化學(xué)合成~100%

轉(zhuǎn)化率，生產(chǎn)率：~5.7μmolL-1h-1青蒿素前體紫植物提取，半

2020

年瘧疾病例

241,000；銷售抗瘧藥7種酶穗槐-4,11-二烯合成生產(chǎn)ACTs:>3.5

億小細(xì)胞肺癌

(SCLC)和急性髓性白血病(AML)治療小細(xì)胞肺癌

(SCLC):

2020年264,813-331,016例急性髓性白血病

(AML):2019年預(yù)計(jì)

21,450例2019年全球腫瘤藥物市場：1413.3億美元5克規(guī)模，產(chǎn)率48.3%，99.5%

e.e.化學(xué)合成和

97.9%

純度抗癌藥GSK-28795522種酶產(chǎn)品濃度：95g/L，制藥、食在125g/L麥芽糊精

化學(xué)去磷酸化

每年15,000噸；2020年約6,000萬肌醇品、飼料、4種酶（DE~10）反應(yīng)48

植酸小時(shí)后，20,000升美元化妝品資料：態(tài)創(chuàng)生物官網(wǎng)，申萬宏源研究資料：多特蒙德工業(yè)大學(xué)Katrin

Rosenthal等人《Industrially

RelevantEnzyme

Cascades9

證券研究報(bào)告for

Drug

SynthesisandTheirEcological

Assessment》，申萬宏源研究1.7

產(chǎn)品商業(yè)化落地需以終為始，找準(zhǔn)產(chǎn)品賽道是關(guān)鍵?

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(xiàng)至商業(yè)化通常5年及以上），且涉及生產(chǎn)設(shè)備的一次性投入，優(yōu)選行業(yè)天花板高or產(chǎn)品單價(jià)高的領(lǐng)域進(jìn)入；其次，公司技術(shù)能力決定產(chǎn)品替代存量or拓展增量。對(duì)于增量市場，技術(shù)傳播度、營銷能力等重于成本競爭；對(duì)于存量市場，注重產(chǎn)品接入產(chǎn)業(yè)鏈的能力和成本；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”，需要提前規(guī)避可能存在倫理道德問題的應(yīng)用方向。圖：合成生物產(chǎn)品賽道劃分、子賽道及細(xì)分領(lǐng)域產(chǎn)品類型子賽道細(xì)分領(lǐng)域高產(chǎn)品單價(jià)、低需求量可控細(xì)胞與基因治療??需求類型：存量替代+增量拓展，以增量為主商業(yè)化門檻：通過臨床試驗(yàn)；通過GMP生產(chǎn)要求生物醫(yī)藥生產(chǎn)原料/中間體

細(xì)菌工程化改造

人工病毒/噬菌體農(nóng)業(yè)育種化肥農(nóng)藥光自養(yǎng)平臺(tái)中產(chǎn)品單價(jià)、中需求量??需求類型：存量替代+增量拓展，可開發(fā)產(chǎn)品多、選品困難食品與營養(yǎng)替代蛋白營養(yǎng)添加劑香精香料甜味劑/防腐劑環(huán)境友好家具商業(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)管消費(fèi)個(gè)護(hù)功能性蛋白/多肽

功能性小分子耐用生物皮革活體功能飲料較嚴(yán)，新材料可能難以獲批；需要市場營銷高性能材料新型聚合材料高性能蛋白低產(chǎn)品單價(jià)、高需求量??需求類型：存量替代為主大宗化學(xué)品傳統(tǒng)化工替代工藝效能提升商業(yè)化門檻：較難進(jìn)行行業(yè)可行性預(yù)測，如可用生物替代品取代的產(chǎn)品類別、生物合成能否成本占優(yōu)等；生物基碳源數(shù)量有限且對(duì)純化要求高；可能存在污染物排放，對(duì)選址和污水處理要求高能源碳源優(yōu)化新生物能源形式資料：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

證券研究報(bào)告101.8

產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；瘧?yīng)用擴(kuò)張，長期成長空間廣闊?

2018-2023年全球合成生物產(chǎn)業(yè)規(guī)模CAGR達(dá)27%?

預(yù)計(jì)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(diǎn)突破?生物醫(yī)藥：創(chuàng)新細(xì)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(fèi)品：部分功能性小分子、重組膠原蛋白技術(shù)。?

遠(yuǎn)期看（超過十年），理論技術(shù)與應(yīng)用實(shí)踐螺旋式發(fā)展，當(dāng)前尚處科研早期或被技術(shù)“卡”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(bào)告《The

Bio

Revolution》，原則上全球60%的產(chǎn)品可以采用生物法生產(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(jì)影響。圖：合成生物全球市場規(guī)模（單位：十億美元）60.050.040.030.020.010.00.060.050.040.030.020.010.00.049.813.312.717.19.93.66.42.05.32.13.40.710.50.34.41.10.21.620182023估2028估專業(yè)科研消費(fèi)品化學(xué)工業(yè)食品與農(nóng)業(yè)醫(yī)療健康

證券研究報(bào)告

資料：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。11主要內(nèi)容1.

合成生物學(xué)：產(chǎn)業(yè)級(jí)別的投資機(jī)會(huì)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(qiáng)，把握技術(shù)創(chuàng)新周期和機(jī)遇4.

下游：產(chǎn)業(yè)化初期，醫(yī)藥、消費(fèi)、能源領(lǐng)域進(jìn)度領(lǐng)先5.

相關(guān)標(biāo)的及風(fēng)險(xiǎn)提示122.1

生物制造是實(shí)現(xiàn)我國“雙碳”目標(biāo)的重要路徑之一?

合成生物從減排（重點(diǎn)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(diǎn)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(jí)方面發(fā)揮重要作用。據(jù)Kefeng

Huang等發(fā)表的論文統(tǒng)計(jì)，多種生物基材料減排比例超60%，最高超90%。??固碳：合成生物通過改良自然的碳代謝路徑，增強(qiáng)植物和微生物的固碳能力；減碳：第三代生物能源技術(shù)利用微生物細(xì)胞工廠，將可再生能源和大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料和化學(xué)物質(zhì)，已有商業(yè)化案例。表：中國主要碳排放領(lǐng)域及解決措施圖：生物基產(chǎn)品碳排放量級(jí)碳減排比例3.53.02.52.01.51.00.50.0100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%2020年碳排放部門碳減排措施占比電力工業(yè)建筑交通其他40%38%10%10%3%電力結(jié)構(gòu)的清潔化轉(zhuǎn)型原材料替代和生產(chǎn)方式變革推廣零能耗建筑電氣化和新能源/資料：清華大學(xué)氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院，申萬宏源研究生物基產(chǎn)品碳排放量

(kgCO2/kg)（中性假設(shè)）減排比例（右軸）資料：Kefeng

Huang等《Greenhouse

GasEmission

Mitigation

Potentialof

證券研究報(bào)告13ChemicalsProducedfrom

Biomass》，申萬宏源研究2.2

多國提高重視，合成生物成為國際科技競爭焦點(diǎn)?

合成生物立于前沿學(xué)科交叉點(diǎn)，終端開發(fā)潛力廣闊，是國際科技競爭焦點(diǎn)?全球50+國家和地區(qū)戰(zhàn)略部署，北美、歐洲、亞太是主要投入地區(qū)。2020

年以來美國、英國、德國、日本等國家分別發(fā)布或更新生物經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略，中國在22年發(fā)布《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》，在24年將“生物制造”寫入政府工作報(bào)告并被列為新增長引擎之一。?從文件表述看，各國頂層設(shè)計(jì)聚焦合成生物塑造經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力與核心競爭力、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展、維護(hù)國家安全等的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。圖：2020年及以后主要合成生物參與國的戰(zhàn)略部署發(fā)布國家發(fā)布年份文件名稱美國創(chuàng)新與競爭法案2021芯片與科學(xué)法案2022“促進(jìn)生物技術(shù)和生物制造創(chuàng)新”總統(tǒng)令主要內(nèi)容“生物技術(shù)、醫(yī)療技術(shù)、基因組學(xué)和合成生物學(xué)”列為10

項(xiàng)重點(diǎn)新興技術(shù)；提出支持國家工程生物2021學(xué)計(jì)劃美國20222022進(jìn)一步強(qiáng)化“國家工程生物學(xué)研究和發(fā)展計(jì)劃”具體舉措分別從11

個(gè)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(jì)劃提出21項(xiàng)主題、49項(xiàng)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%的小分子藥物活性藥物成分，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)（芯片用原材料、航空和航海燃料等）開發(fā)10種新生物制造產(chǎn)品等美國生物技術(shù)和生物制造遠(yuǎn)大目標(biāo)美國2023英國2021202020202022國家創(chuàng)新戰(zhàn)略工程生物學(xué)列為優(yōu)先發(fā)展的7大技術(shù)方向之一德國國家生物經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略2020加拿大工程生物學(xué)白皮書將合成生物學(xué)視作開發(fā)生物質(zhì)原料的重要手段加拿大韓國重視工程生物學(xué)在促進(jìn)低碳制造、糧食安全、先進(jìn)健康等方面的經(jīng)濟(jì)社會(huì)價(jià)值推出“國家合成生物學(xué)計(jì)劃”，預(yù)期未來10

年內(nèi)促進(jìn)30％的制造業(yè)向生物產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型第五次科技總體規(guī)劃關(guān)于擴(kuò)大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資2020培育壯大新增長點(diǎn)增長極的指

支持建設(shè)合成生物技術(shù)創(chuàng)新中心，促進(jìn)生物技術(shù)大力發(fā)展導(dǎo)意見中國20222024“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃

綱領(lǐng)性文件。推動(dòng)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、能源和材料領(lǐng)域應(yīng)用政府工作報(bào)告強(qiáng)調(diào)生物制造為經(jīng)濟(jì)增長的新引擎之一

證券研究報(bào)告資料：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》，申萬宏源研究142.3

我國專利布局意識(shí)不斷增強(qiáng)，專利創(chuàng)新活動(dòng)水平較高?

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(jì)，全球合成生物學(xué)專利申請(qǐng)人主要來自美國(32.01%)

、中國(

31.77%)

、日本(

7.

55%)

、德國(

4.03%)

和韓國(

4.01%)

等，其他國家專利申請(qǐng)量占比均在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(kuò)大及基礎(chǔ)研究發(fā)展的推動(dòng)下，專利申請(qǐng)數(shù)量增速明顯。?從全球?qū)＠暾?qǐng)數(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(jī)構(gòu)發(fā)揮引領(lǐng)性作用。對(duì)比中美兩國申請(qǐng)主體類型，中國多為高?？蒲袡C(jī)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(qǐng)（單位：件）表：全球合成生物學(xué)領(lǐng)域代表專利權(quán)人申請(qǐng)人江南大學(xué)INBIOSE專利數(shù)技術(shù)特長機(jī)構(gòu)類型高等院校企業(yè)1000900177

工程菌和高效酶開發(fā);

化學(xué)品生物制造88

糖類合成和生物生產(chǎn)技術(shù)8007006005004003002001000麻省理工學(xué)院86

DNA

組裝;基因編輯;

哺乳動(dòng)物合成轉(zhuǎn)錄調(diào)控合成基因簇;

蛋白質(zhì)改造;

基因表達(dá)調(diào)控;

化學(xué)品高等院校加州大學(xué)84高等院校生物合成哈佛大學(xué)81

基因編輯;

表觀遺傳測序;

DNA

合成;DNA折紙

高等院校天然產(chǎn)物與生物合成;

噬菌體;

酶學(xué)催化劑;上海交通大學(xué)6966高等院校企業(yè)DNA

合成與測序合成生物學(xué)技術(shù)在農(nóng)業(yè)科技、種子、農(nóng)藥、植物生長調(diào)節(jié)等領(lǐng)域的應(yīng)用生物制藥、制劑和生物工程;

藥物篩選和生物分析陶氏公司MERCK

COINC

64SYNTHETICGENOMICS

INC企業(yè)2000

2002

2004

2006

2008

2010

2012

2014

2016

2018

2020

202263

藻類工程菌株;

生物燃料;

病毒基因工程微生物基因組設(shè)計(jì)合成;

人工細(xì)胞工廠;

DNA

組企業(yè)全球?qū)＠麛?shù)（件）中國專利數(shù)（件）美國專利數(shù)（件）日本專利數(shù)（件）天津大學(xué)62高等院校裝、DNA

存儲(chǔ)計(jì)算等新技術(shù)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

證券研究報(bào)告資料

：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(jìn)展》，申萬宏源研究。注：數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)截止至2023/12/7152.3

我國專利布局意識(shí)不斷增強(qiáng)，專利創(chuàng)新活動(dòng)水平較高?

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(jìn)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。圖：全球合成生物學(xué)專利分布方向1000080006000400020000793576181546597591242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）圖：主要國家合成生物學(xué)專利分布方向3500300025002000150010005000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：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(jìn)展》，申萬宏源研究。注：數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

證券研究報(bào)告16截止至2023/12/72.4

國內(nèi)發(fā)酵工業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)，能夠較好承接合成生物技術(shù)?

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，約占全球70%發(fā)酵產(chǎn)能（據(jù)《2024易凱資本中國健康產(chǎn)業(yè)白皮書-合成生物學(xué)篇》介紹）；?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(jī)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。圖：中國微生物制造產(chǎn)業(yè)鏈淀粉工業(yè)防腐劑、潤滑劑…紡織纖維材料、衣料…通信模具材料、染料…生物質(zhì)原料甲醛、二甲基乙醚、磷酸二甲酯、甲胺、烯烴、線性和支鏈一元醇、混合高級(jí)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)氧化合物、丙烯酸、丙烯酰胺、1,3-丙二醇、丙二酸、藥物中間體、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、吡咯烷酮衍生物、內(nèi)脂、甘油、沒食子酸內(nèi)脂、乳酸、烴基呋喃、糖酸、1,5-丙二醇、衣康酸衍生物、吡咯烷酮、二氨基醇、酚醛塑料、食品添加劑……半纖維素纖維素木質(zhì)素油脂運(yùn)輸燃料、流體塑料…材料家裝蛋白質(zhì)電子管路、

涂料、環(huán)生活材料…保材料…生物基合成氣碳水化合物葡萄糖果糖環(huán)境水化學(xué)品、絮凝劑…食品添加劑、酒精飲料…醫(yī)藥藥物、醫(yī)療設(shè)備…中間產(chǎn)物木糖阿拉伯糖乳糖衍生化學(xué)品產(chǎn)品及應(yīng)用……資料：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。

證券研究報(bào)告172.5

中央高度重視，支持培育合成生物為新質(zhì)生產(chǎn)力?

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(jì)：22年國家發(fā)布《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》，明確包括合成生物學(xué)在內(nèi)的生物經(jīng)濟(jì)是未來中國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的新動(dòng)力；?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(dòng)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)表：2023年行業(yè)工作方案中的合成生物學(xué)規(guī)劃文件發(fā)文單位合成生物學(xué)行業(yè)應(yīng)用時(shí)間部門政策內(nèi)容“十四五”工業(yè)綠色發(fā)發(fā)展聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚羥基烷酸、聚有機(jī)酸復(fù)合材料工信部《加快非糧生物基材料創(chuàng)新發(fā)展三年行動(dòng)方案展規(guī)劃酸等生物基材料工信部等六部門突破非糧生物質(zhì)高效利用關(guān)鍵技術(shù)，推進(jìn)技術(shù)放大和應(yīng)用示范2023.01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，布局前沿與交叉融合技術(shù)，發(fā)展未來食品制造“十四五”全國農(nóng)業(yè)農(nóng)村科技發(fā)展規(guī)劃推動(dòng)原料藥產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量

國家發(fā)展實(shí)施方案農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《輕工業(yè)穩(wěn)增長工

加快非糧原料應(yīng)用。推動(dòng)活性原料生物制作方案（2023-2024年）》工信部等三部門/工

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(jìn)技2023.07造規(guī)?；a(chǎn)，加大在食品、化妝品等行業(yè)的應(yīng)用信部術(shù)開發(fā)與應(yīng)用積極發(fā)展生物化工，鼓勵(lì)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(qiáng)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(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)石油基產(chǎn)品的部分替代關(guān)于“十四五”推動(dòng)石化化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

工信部等六部門的指導(dǎo)意見工信部等

《石化化工行業(yè)穩(wěn)

支持開展非糧生物質(zhì)生產(chǎn)生物基材料等產(chǎn)2023.082023.08七部門增長工作方案》業(yè)化示范輕工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展指導(dǎo)意見“十四五”國家信息化

中央網(wǎng)絡(luò)安全和規(guī)劃植物油脂、微生物、發(fā)酵產(chǎn)品等生物制造工藝替代石油原料的綠色工信部等五部門《綠色低碳先進(jìn)技

提及一系列合成生物學(xué)相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)術(shù)示范工程實(shí)施方

域；二氧化碳資源化利用及固碳示范項(xiàng)目案》等十部門“DNA

存儲(chǔ)”寫入戰(zhàn)略性前沿性技術(shù)布局方向等相關(guān)重點(diǎn)內(nèi)容信息化委員會(huì)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)大力發(fā)展生物制造，增強(qiáng)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(jìn)技術(shù)裝備水平，推動(dòng)生物技術(shù)在食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域加快融合應(yīng)用科技支撐碳達(dá)峰碳中和《關(guān)于加快傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的指導(dǎo)意見》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?dú)獾葹樵现苯痈咝Ш铣杉状嫉染G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(jí)改造、生物質(zhì)基材料及高附加值化學(xué)品制備技術(shù)工信部等八部門實(shí)施方案（2022-2030

科技部2023.12年）資料研究：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：易凱資本《2024易凱資本中國健康產(chǎn)業(yè)白皮書-合成生物學(xué)篇》，申萬宏源研究

證券研究報(bào)告182.6

多地加大合成生物扶持力度，升級(jí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)?

多地加大合成生物產(chǎn)業(yè)扶持力度，升級(jí)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(diǎn)???2021年，北京、深圳、上海等地多將合成生物學(xué)列為重點(diǎn)關(guān)注或前沿科技領(lǐng)域，著重推進(jìn)底層技術(shù)發(fā)展。自23年起，地方對(duì)合成生物的重視程度明顯加強(qiáng)，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(jí)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(dòng)生物制造產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)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造創(chuàng)新成果，帶動(dòng)生物制造相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值超1000億元。北京市：在24年1月啟設(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(dòng)計(jì)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)新高地。??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1000億元，帶動(dòng)綠色生物制造、產(chǎn)業(yè)裝備及高附加值生物材料等形成產(chǎn)業(yè)集聚。上海市：在23年9月發(fā)布相關(guān)行動(dòng)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)集群的目標(biāo)。

證券研究報(bào)告192.7

多方共促，國內(nèi)合成生物產(chǎn)業(yè)有望步入黃金發(fā)展期?

中央及地方政策牽引，國有資本+高校科研+先進(jìn)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(jì)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(jí)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(tái)和產(chǎn)品轉(zhuǎn)化等服務(wù)。先進(jìn)企業(yè)輻射帶動(dòng)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、上海和北京為產(chǎn)學(xué)研用+產(chǎn)業(yè)鏈集群模式的典型代表，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(jìn)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)產(chǎn)業(yè)集群生態(tài)?

4家研究院所，科研實(shí)力雄厚；深圳?

以華大基因?yàn)楹诵?，吸引國?nèi)過半數(shù)合成生物初創(chuàng)企業(yè)；?

以深圳先進(jìn)院和合成院為基礎(chǔ)，投資7億元建設(shè)中國首個(gè)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(shí)驗(yàn)室；?

與大型中央企業(yè)合作設(shè)立健康糖產(chǎn)業(yè)園區(qū)天津上海?

3家研究院所，包括國內(nèi)第一所合成生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；?

聚集凱賽生物、藍(lán)晶微生物、依柯萊生物、等頭部公司；?

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)北京

證券研究報(bào)告

資料：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。20主要內(nèi)容1.

合成生物學(xué)：產(chǎn)業(yè)級(jí)別的投資機(jī)會(huì)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(qiáng)，把握技術(shù)創(chuàng)新周期和機(jī)遇4.

下游：產(chǎn)業(yè)化初期，醫(yī)藥、消費(fèi)、能源領(lǐng)域進(jìn)度領(lǐng)先5.

相關(guān)標(biāo)的及風(fēng)險(xiǎn)提示213.1

合成生物實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施覆蓋面廣，專業(yè)性強(qiáng)?

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(shí)驗(yàn)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(dòng)化設(shè)施平臺(tái)+小試、中試平臺(tái)組成表：合成生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施基礎(chǔ)設(shè)施大類二級(jí)類目實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)相關(guān)技術(shù)或設(shè)備數(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(jī)器學(xué)習(xí)等標(biāo)準(zhǔn)生物元件注冊(cè)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)測等整合基因組、化學(xué)、系統(tǒng)功能等多維信息的數(shù)據(jù)庫生物元件庫數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)使能技術(shù)共四代測序技術(shù)，Sanger法測序(金標(biāo)準(zhǔn)）、NGS（主流）、單分子DNA測序DNA編輯DNA合成學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)構(gòu)建測序（新興）、納米孔測序（新興）ZFN技術(shù)、TALEN技術(shù)、CRISPR

cas系統(tǒng)（主流）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）構(gòu)建核酸提取儀、PCR儀、離心機(jī)、電泳儀、凝膠成像分析系統(tǒng)、基因?qū)Х肿蛹?jí)別設(shè)計(jì)、構(gòu)建設(shè)計(jì)、構(gòu)建測試入儀等生命科學(xué)儀器分析儀器振蕩培養(yǎng)箱、靜置培養(yǎng)箱、流式細(xì)胞儀等細(xì)胞分析儀器、熒光顯微鏡等細(xì)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(jī)等細(xì)胞級(jí)別色譜儀、質(zhì)譜儀、氣質(zhì)聯(lián)用儀、總有機(jī)碳分析儀、純化分析裝置、蛋白純化系統(tǒng)等分離純化鑒定結(jié)構(gòu)分析核酸鑒定分析測試測試蛋白質(zhì)穩(wěn)定性分析儀、圓二色光譜儀熒光定量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(dòng)儀等流式細(xì)胞儀、細(xì)胞計(jì)數(shù)及活力分析系統(tǒng)等物聯(lián)網(wǎng)感知、識(shí)別技術(shù)、硬件、軟件和平臺(tái)技術(shù)等移液工作站、快速分液器、自動(dòng)化耗材存儲(chǔ)設(shè)備等集成系統(tǒng)細(xì)胞分析測試定制化物聯(lián)網(wǎng)覆蓋全流程覆蓋全流程自動(dòng)化設(shè)施平臺(tái)

標(biāo)準(zhǔn)化工作站實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化整合平臺(tái)系統(tǒng)

覆蓋全流程小試、中試平臺(tái)

/

小試、中試資料生物反應(yīng)器、生物發(fā)酵罐、分離和純化設(shè)備、離心機(jī)等：儀器信息網(wǎng)、楊永富等《合成生物學(xué)時(shí)代基于非模式細(xì)菌的工業(yè)底盤細(xì)胞研究現(xiàn)狀與展望》，申萬宏源研究

證券研究報(bào)告223.2

多個(gè)領(lǐng)域處于技術(shù)追趕階段，部分被“卡”?

使能技術(shù)發(fā)展由技術(shù)驅(qū)動(dòng)+數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。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(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域技術(shù)處于追趕階段，部分被“卡”?

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(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、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(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施國產(chǎn)供給能力基礎(chǔ)設(shè)施分類國產(chǎn)供給能力數(shù)據(jù)搜集、數(shù)據(jù)分

行業(yè)尚處早期。路線設(shè)計(jì)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)積累方面海外顯著析、建模分析強(qiáng)于國內(nèi)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共享機(jī)制落后于海外數(shù)據(jù)庫國際流行使用KEGG數(shù)據(jù)庫，國內(nèi)尚未形成自己的數(shù)據(jù)庫國產(chǎn)廠商在第二、三代測序技術(shù)上與國外并行競爭使能技術(shù)DNA測序DNA編輯DNA合成CRISPR技術(shù)是基因編輯技術(shù)主要研發(fā)方向，國內(nèi)處于追趕階段一代柱式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)儀等）由外資主導(dǎo)；細(xì)胞培養(yǎng)設(shè)備國產(chǎn)比例約20%（2021）生命科學(xué)儀器分析儀器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10~20%、質(zhì)譜儀國產(chǎn)比例17%（2023）、流式細(xì)胞儀國產(chǎn)比例6%（2023）、圓二色光譜儀基本被進(jìn)口壟斷自動(dòng)化設(shè)施平臺(tái)小試、中試平臺(tái)國外液滴微流控平臺(tái)進(jìn)入商用，國內(nèi)以自動(dòng)化機(jī)械輔助人工測試為主，國內(nèi)處于追趕階段生物反應(yīng)器國產(chǎn)比例28%（2021），純化系統(tǒng)國產(chǎn)比例約30%（2021）資料：眾誠數(shù)科、全國共享平臺(tái)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(tái)、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

證券研究報(bào)告233.3

國產(chǎn)測序儀崛起迅速，逐步在各細(xì)分領(lǐng)域建立優(yōu)勢?

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(qiáng)研發(fā)企業(yè)掌握源頭性技術(shù)體系，通過技術(shù)輸出等輻射帶動(dòng)國內(nèi)企業(yè)發(fā)展；另一方面，國外測序儀核心專利陸續(xù)到期，為國產(chǎn)追趕提供有利條件。如合成邊測序相關(guān)技術(shù)、橋式擴(kuò)增成簇技術(shù)相關(guān)專利已經(jīng)到期或處于專利臨界點(diǎn)，修飾核苷酸核心專利于2023

年到期。??資本端：國內(nèi)測序儀板塊一級(jí)融資活躍度高，截至23年末，累計(jì)13家企業(yè)完成54筆融資，融資總額達(dá)132.34億元，投資方包括風(fēng)投機(jī)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(shí)力的提升，國家發(fā)布多條政策限制進(jìn)口設(shè)備采購。2021

年版《政府采購進(jìn)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(tái)）要求100%國產(chǎn)采購。廣東2021年發(fā)布的進(jìn)口產(chǎn)品目錄清單中，測序儀被移出進(jìn)口清單。圖：2021-2023年中國基因測序市場競爭格局（按當(dāng)

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)最近一次融資情況年新增臺(tái)數(shù)）企業(yè)華大智造時(shí)間2022.02.02

IPO輪次金額32.84億元1280706050403020100100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%2.8%10.1%7.9%4.1%7.0%8.4%14.3%8.8%2.6%10賽納生物2023.03.20

C＋＋輪數(shù)億元1.7%1.4%

1.7%華因康真邁生物齊碳科技2015.06.26

C輪2023.08.02

C輪2023.12.28

C＋輪1000萬元約4億元近億元826.5%37.3%48.1%6420萬眾一芯2023.09.28

B＋＋輪近億元今是科技安序源梅麗科技普譯生物賽陸醫(yī)療儒翰基因2023.03.02

B＋輪2022.06.20

B輪2023.04.26

A＋輪2023.05.12

A輪2023.12.01

A輪2021.09.06

天使輪未披露約億美元數(shù)千萬元約億元數(shù)億元數(shù)千萬元47.3%202339.0%202231.1%20212015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023融資次數(shù)（次）

融資金額（右軸，億元）華大智造ThermoFisherOxfordNanoporetechnologies

其他Illumina銘毅智造2022.01.26

股權(quán)融資未披露PacificBiosciences

證券研究報(bào)告資料：各公司年報(bào)、JPM

conference、灼識(shí)咨詢、動(dòng)脈橙產(chǎn)業(yè)智庫

，申萬宏源研究243.3

國產(chǎn)測序儀崛起迅速，逐步在各細(xì)分領(lǐng)域建立優(yōu)勢?

供給端：2022、2023年國產(chǎn)測序儀密集發(fā)布，推動(dòng)商業(yè)化拐點(diǎn)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(diǎn)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；新興廠商從中低通量（桌面型測序儀等）切入，逐步向高通量延伸。?

需求端：不同應(yīng)用場景需求各有側(cè)重；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(cè)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(cè)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(diǎn)尚不明確，先進(jìn)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(shí)驗(yàn)室、獨(dú)立醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)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(jìn)的關(guān)鍵；測序儀操作復(fù)雜，測序服務(wù)是產(chǎn)業(yè)鏈必要一環(huán)，行業(yè)頭部公司已在構(gòu)建生態(tài)體系，也是國產(chǎn)廠商長遠(yuǎn)發(fā)展必要的商業(yè)路徑。?

國產(chǎn)廠商多點(diǎn)發(fā)力，深度探索，逐步在各細(xì)分領(lǐng)域建立優(yōu)勢?國產(chǎn)高通量測序儀已具備實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，通量和測序速度能夠應(yīng)對(duì)不同場景需求，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行端到端解決方案的開發(fā)，形成在不同領(lǐng)域的差異化競爭力。

證券研究報(bào)告253.3

國產(chǎn)測序儀崛起迅速，逐步在各細(xì)分領(lǐng)域建立優(yōu)勢表：不同國產(chǎn)測序儀優(yōu)勢應(yīng)用場景圖：自研國產(chǎn)測序儀發(fā)布年份（不含Sanger測序儀）9企業(yè)測序儀銷售裝機(jī)量優(yōu)勢應(yīng)用場景DNBSEQ-T20x2DNBSEQ-T10x4RSDNBSEQ-T7超高深度的基因組學(xué)、多組學(xué)和時(shí)空組學(xué)測序817大人群基因組測序高深度全基因組測序MGISEQ-2000全基因組、外顯子組、轉(zhuǎn)錄組測序等小型基因組測序、靶向測序、低深度全基因組測序6543210234華大智造3100MGISEQ-200靶向捕獲／多重靶向測序、小型基因組測序、16s宏基因組測序DNBSEQ-G99DNBSEQ-E25SURFSeq

5000FASTASeq300GenoLab

M病原快檢、小型基因組測序、靶向測序全基因組測序、基因組靶向測序、轉(zhuǎn)錄組測序、宏基因組測序、基因組甲基化測序等靶向測序、全基因組低深度測序生殖遺傳、傳染感染、遺傳疾病、腫瘤，WGS、WES、轉(zhuǎn)錄組、細(xì)菌／真菌基因組測序NIPT、CNV-seq、PGT-A病原快速檢測、感染精準(zhǔn)診斷、公共衛(wèi)生與防疫、腫瘤融合基因檢測、胚胎植入前非整倍體檢測、遺傳病相關(guān)靶基因檢測、法醫(yī)鑒定、環(huán)境監(jiān)測與保護(hù)等12533211真邁生物齊碳科技200+2012

2015

2017

2019

2020

2021

2022

2023GenoCare1600QNome-3841國產(chǎn)高通量測序儀國產(chǎn)納米孔測序儀國產(chǎn)單分子熒光測序儀：動(dòng)脈橙產(chǎn)業(yè)智庫，申萬宏源研究資料QNome-3841hexQPursue-6k圖：獲得NMPA批準(zhǔn)的測序儀分類病原快速檢測、感染精準(zhǔn)診斷、公共衛(wèi)生與防疫、腫瘤靶標(biāo)基因檢測、未透露25201510522胚胎植入前非整倍體檢測、遺傳病相關(guān)靶基因檢測、腫瘤轉(zhuǎn)錄組測序、法醫(yī)鑒定、微生物群研究、部分動(dòng)植物基因組組裝、農(nóng)業(yè)育種、物種鑒定、生物多樣性保護(hù)等空間組學(xué)、NIPT、PGT-A、mNGS、腫瘤伴隨診斷等傳染病防控、生殖缺陷防控、癌癥研究與診斷、結(jié)構(gòu)變異研究、串聯(lián)重復(fù)區(qū)域分析、單基因病研究靶向重測序、小型基因組測序、甲基化測序CNV-seq、tNGS、mNGS、cfDNA監(jiān)測，遺傳病和腫瘤早篩病原微生物、生殖健康、腫瘤伴隨診斷等NIPT、宏基因組、腫瘤液體活檢、遺傳病篩查等QPursue-6khex5賽陸醫(yī)療安序源SalusPro未透露未透露3310000AXP100-RS今是科技銘毅智造G-seq500未透露未透露UniSeq2000賽納生物芯像生物中科紫鑫S100StarSeq

100BIGIS未透露未透露未透露國產(chǎn)品牌進(jìn)口品牌中小型實(shí)驗(yàn)室資料：動(dòng)脈橙產(chǎn)業(yè)智庫，申萬宏源研究

證券研究報(bào)告資料：動(dòng)脈橙產(chǎn)業(yè)智庫，申萬宏源研究。注：裝機(jī)量數(shù)據(jù)截止2023/12/31263.4

基因編輯技術(shù)快速發(fā)展，后發(fā)者有追趕機(jī)會(huì)?

基因編輯技術(shù)快速發(fā)展，工具創(chuàng)新和升級(jí)是行業(yè)主旋律，后發(fā)者有追趕機(jī)會(huì)?

CRISPR

cas9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(jìn)源頭性創(chuàng)新?從全球CRISPR

cas技術(shù)相關(guān)的專利分布看，主要發(fā)明團(tuán)隊(duì)（諾獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)和張鋒團(tuán)隊(duì)）所在院校及其創(chuàng)立公司同時(shí)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(xiǎn)。?相比CRISPR

Cas9，CRISPR

Cas12和CRISPR

Cas13尚有廣闊的專利布局空間，是國內(nèi)研發(fā)投入的主要方向。代表性企業(yè)如輝大基因，2022年1月自主開發(fā)的CRISPR

Cas13系統(tǒng)的底層專利正式獲美國專利局授予專利，成為我國首個(gè)自主研發(fā)的、在美國獲得專利授權(quán)的CRISPRCas13基因編輯工具，打破國外專利壟斷。圖：全球CRISPR

cas技術(shù)TOP20申請(qǐng)人及申請(qǐng)數(shù)量（件）表：CRISPR

系統(tǒng)30002500200015001000500CRISPRCas9CRISPRCas12CRISPRCas13示例大小~1000-1350aaDNA~400-1300aaDNA~700-1300aa靶向分子RNA無旁切效應(yīng)有旁切效應(yīng)有旁切效應(yīng)特征應(yīng)用0無二級(jí)序列限制無二級(jí)序列限制有二級(jí)序列限制基因編輯核苷酸刪除基因編輯核苷酸刪除RNA敲低核苷酸刪除申請(qǐng)數(shù)量（件）專利申請(qǐng)數(shù)量（件）資料：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約77900約328約507注：張鋒團(tuán)隊(duì)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），張鋒是愛迪塔斯（第17）創(chuàng)辦人；諾獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)所在院校之一是加州大學(xué)（第4）

證券研究報(bào)告資料：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2024/06/28273.4

基因編輯技術(shù)快速發(fā)展，后發(fā)者有追趕機(jī)會(huì)?

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?好的基因編輯系統(tǒng)有三點(diǎn)要求：高編輯效率，低脫靶率，越小越好?

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)知的突變類型等問題。BE技術(shù)由劉如謙(David

Liu)等人開發(fā)，能夠在基因組DNA中直接產(chǎn)生所需的點(diǎn)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；PE技術(shù)同樣由劉如謙團(tuán)隊(duì)開發(fā)，與其他CRISPR-Cas衍生的基因組編輯工具相比性，先導(dǎo)編輯器具有編輯范圍更廣、脫靶效應(yīng)更低等優(yōu)點(diǎn)，但目前PE系統(tǒng)還存在遞送難度高、對(duì)編輯位點(diǎn)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(jī)會(huì)，國內(nèi)已出現(xiàn)具備原始創(chuàng)新能力的企業(yè)，包括貝斯生物、微光基因、正序生物等。表：貝斯生物、微光基因、正序生物公司情況公司核心技術(shù)研發(fā)管線或BD合作開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、全球具備FTO（可自由實(shí)施）的堿基編

多個(gè)First

inClass通用型細(xì)胞治療產(chǎn)品，適應(yīng)癥貝斯生物輯系統(tǒng)，在高效編輯基因的同時(shí)確?！傲忝摪小薄４送?，還開發(fā)出包括肺癌、肝癌、腦膠質(zhì)瘤等多種實(shí)體腫瘤，以高效的先導(dǎo)編輯技術(shù)ePE及血液腫瘤中的未被滿足的治療需求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(shí)產(chǎn)權(quán)，可自由對(duì)外合作及授權(quán)與多家細(xì)胞治療、模式生物、體內(nèi)基因編輯企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品/技術(shù)合作微光基因開發(fā)出5大系列的堿基編輯系統(tǒng)，包括

eBE、dCpf1-BE、hA3A-BE、BEACON

以及

tBE，其中eBE于2020年12月獲得中國專利授權(quán)；tBE于2022年7月獲得美國專利授權(quán)針對(duì)遺傳疾病、腫瘤、代謝疾病、感染性疾病等布局7條管線正序生物資料：各公司官網(wǎng)，申萬宏源研究

證券研究報(bào)告283.5

DNA合成化學(xué)法占主導(dǎo)，國內(nèi)企業(yè)借新技術(shù)突圍?

DNA合成技術(shù)方向明確，三代生物法尚處技術(shù)驗(yàn)證期?DNA合成原理分化學(xué)法、生物法?；瘜W(xué)法自1955年出現(xiàn)，期間經(jīng)歷多次改進(jìn)，成為主流成熟方法。DNA合成關(guān)鍵基礎(chǔ)指標(biāo)是合成長度、產(chǎn)量、錯(cuò)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(gè)反應(yīng)步驟，理論效率更高，成本更低?，F(xiàn)階段對(duì)酶的設(shè)計(jì)改造存在技術(shù)瓶頸，酶法DNA合成仍在概念驗(yàn)證階段。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國外共6家酶法DNA合成技術(shù)企業(yè)。?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(xiàng)核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)。已完成天使輪及Pre-A輪融資，累計(jì)獲得近億元投資。圖：DNA合成技術(shù)發(fā)展歷程

證券研究報(bào)告資料：江湘兒等《DNA合成技術(shù)與儀器研發(fā)進(jìn)展概述》，申萬宏源研究293.5

DNA合成化學(xué)法占主導(dǎo)，國內(nèi)企業(yè)借新技術(shù)突圍?

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(gè)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(duì)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(yuǎn)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(shí)產(chǎn)權(quán)高通量合成儀，合成儀在關(guān)鍵性能指標(biāo)如錯(cuò)誤率、合成載量方面達(dá)到國際領(lǐng)先水平。迪贏生物開發(fā)出擁有完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的3D噴墨打印超高通量原位DNA合成平臺(tái)；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。表：國內(nèi)外DNA合成儀代表性公司GE、ABI、上海儀

LCSciences、Evoneti、芯宿醫(yī)療國內(nèi)外代表性公司CustomArray

Twist、迪贏生物華大基因鉑等聯(lián)川生物基于分選的高通量并行合成技術(shù)路徑技術(shù)類型柱式合成光化學(xué)電化學(xué)噴墨打印主要技術(shù)集成電路控制新興技術(shù)主要技術(shù)主要技術(shù)主要技術(shù)新興技術(shù)資料：江湘兒等《DNA合成技術(shù)與儀器研發(fā)進(jìn)展概述》、聯(lián)川生物招股說明書，申萬宏源研究

證券研究報(bào)告303.6

“三大譜”是重點(diǎn)，高端化步伐有望加快?

“三大譜”是分析儀器的重點(diǎn)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(jìn)口，2023年進(jìn)口規(guī)模分別為133、58、43億元，合計(jì)約234億元，占采購國外科學(xué)儀器設(shè)備的比例超50%（進(jìn)口總金額在400億以上）。?

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(kuò)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(duì)標(biāo)國際先進(jìn)同類產(chǎn)品。?高端分析儀器國產(chǎn)化進(jìn)程相對(duì)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(jìn)口，配套產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)落后；二是科研、醫(yī)療等領(lǐng)域研發(fā)試驗(yàn)的容錯(cuò)率低，傾向于使用進(jìn)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(yàn)證和綜合評(píng)價(jià)，難以獲得市場認(rèn)可。?

國內(nèi)企業(yè)具備本土化服務(wù)（高效及時(shí)的售前中后服務(wù)）、產(chǎn)品性價(jià)比優(yōu)勢（售價(jià)約為同類進(jìn)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(tái)國產(chǎn)儀器推廣產(chǎn)品儀器名稱質(zhì)譜儀國內(nèi)廠商及產(chǎn)品譜育科技（液相色譜/氣相色譜三重四級(jí)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(dòng)微生物質(zhì)譜檢測系統(tǒng)）、安圖生物（全自動(dòng)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（單四級(jí)桿型氣質(zhì)聯(lián)用儀）、衡昇儀器（iQuadICP-MS）譜育科技（近紅外光譜分析儀）、海能技術(shù)（全自動(dòng)凱氏定氮儀）、海光公司（直接進(jìn)樣測汞儀、原子熒光光度計(jì)）、皖儀儀器（原子吸收光譜儀）、北分瑞利（傅立葉變換紅外光譜儀、原子吸收分光光度計(jì)）、北京卓立漢光（激光共聚焦顯微拉曼光譜儀）等光譜儀色譜儀海能技術(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、氣相色譜儀）、青島盛瀚（離子色譜儀）、北分瑞利（氣相色譜儀）

證券研究報(bào)告

資料：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(tái)網(wǎng)站，申萬宏源研究313.7

生產(chǎn)型設(shè)備需求量大，對(duì)廠商綜合實(shí)力高要求?

實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(jī)、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(shí)驗(yàn)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(gè)單品，具備一站式解決方案能力、產(chǎn)品組合性強(qiáng)的廠商更容易擴(kuò)大市場份額。?根據(jù)第一財(cái)經(jīng)報(bào)道，2016-2019年間采購的200萬元以上的生物類科學(xué)儀器中，生物分子學(xué)、細(xì)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%、8.57%、0.99%。?

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

進(jìn)程?生物制品生產(chǎn)過程中，設(shè)備和耗材性能對(duì)成品質(zhì)量影響很大，客戶不輕易更換供應(yīng)商。對(duì)于新進(jìn)入的設(shè)備廠商，需要對(duì)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(yàn)積累，才能設(shè)計(jì)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(shí)間。技術(shù)水平、行業(yè)經(jīng)驗(yàn)、客戶積累等是國產(chǎn)品牌做大工業(yè)市場的關(guān)鍵。表：北交所生命科學(xué)儀器相關(guān)公司2021-2023

2021-2023年年毛利率

平均研發(fā)費(fèi)率證券代碼證券名稱海能技術(shù)主要產(chǎn)品有機(jī)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、氣相離子遷移譜系列、光譜系列、色譜系列、藥品檢驗(yàn)系列、洗瓶機(jī)系列430476.BJ68.1%15.2%430685.BJ835892.BJ836504.BJ新芝生物中科美菱博迅生物超聲波破碎儀器、冷凍干燥設(shè)備、分子生物學(xué)儀器、實(shí)驗(yàn)室潔凈設(shè)備、工業(yè)防垢除垢設(shè)備等低溫存儲(chǔ)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室操作設(shè)備、定制化冷鏈工程類65.3%37.6%39.8%8.5%7.4%5.2%滅菌器、培養(yǎng)箱、植物培養(yǎng)箱、試驗(yàn)箱/試驗(yàn)室、搖床/振蕩器、凈化安全設(shè)備、干燥箱

證券研究報(bào)告

資料：Wind，申萬宏源研究32主要內(nèi)容1.

合成生物學(xué)：產(chǎn)業(yè)級(jí)別的投資機(jī)會(huì)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(qiáng)，把握技術(shù)創(chuàng)新周期和機(jī)遇4.

下游：產(chǎn)業(yè)化初期，醫(yī)藥、消費(fèi)、能源領(lǐng)域進(jìn)度領(lǐng)先5.

相關(guān)標(biāo)的及風(fēng)險(xiǎn)提示334.1

生物醫(yī)藥：原料藥生產(chǎn)高效節(jié)能，創(chuàng)新藥部分商業(yè)化?

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(xì)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(jī)相反應(yīng)

→

水相反應(yīng)；低溫合成

→

近常溫合成發(fā)酵法

VS

細(xì)胞工廠：工程化設(shè)計(jì)升級(jí)版挑戰(zhàn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，合成步數(shù)多，多手性中心，易形成有毒性的副產(chǎn)物等代表企業(yè)：川寧生物、弈柯萊生物圖：全球原料藥市場規(guī)模（單位：億美元）圖：全球中間體市場規(guī)模（單位：億美元）4,5004,0003,5003,0002,5002,0001,5001,00050060050040030020010005473845336214702023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

2030

2031

2032

20332023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

2030

2031

2032

2033

證券研究報(bào)告資料：優(yōu)先研究（Precedence

Research），申萬宏源研究344.1

生物醫(yī)藥：原料藥生產(chǎn)高效節(jié)能，創(chuàng)新藥部分商業(yè)化?

創(chuàng)新藥及創(chuàng)新療法?細(xì)胞和基因治療：人體自體細(xì)胞改造、基因治療及基因編輯?

現(xiàn)狀：已進(jìn)入商業(yè)化起步階段；截至2023年11月，近40種細(xì)胞基因治療藥物獲批上市，覆蓋多種罕見病及癌適應(yīng)癥?

用途：??療法改良：可控細(xì)胞療法設(shè)計(jì)、異體細(xì)胞療法開發(fā)、衣殼蛋白工程化改造等生產(chǎn)優(yōu)化：Ginkgo

Bioworks曾為Moderna提供mRNA疫苗關(guān)鍵原料的生產(chǎn)優(yōu)化服務(wù)?

展望：所能覆蓋的疾病譜不再局限于罕見病，有望徹底治愈腫瘤、自身免疫及多種慢性疾病?細(xì)菌工程化改造、人工病毒/噬菌體?

現(xiàn)狀：仍處概念驗(yàn)證階段，部分領(lǐng)先管線已進(jìn)入臨床?

作用：可直接殺傷問題細(xì)胞或遞送治療疾病基因，在體內(nèi)形成“藥物工廠”?

優(yōu)勢：可覆蓋疾病譜廣，制備簡單、高效、成本低?

玩家&案例：?

中國和度生物CBT-102已于2024年1月完成IIT臨床研究?

美國AdaptivePhageTherapeutics治療糖尿病足骨髓炎的產(chǎn)品APT.UTI.001進(jìn)入臨床Ⅱ期?挑戰(zhàn)：?

技術(shù)：元件庫缺乏、基因線路與底盤細(xì)胞適配問題、基因編輯效率和安全性問題?

商業(yè)：普遍造價(jià)高昂，急需降本以擴(kuò)大可及性

證券研究報(bào)告354.2

農(nóng)業(yè)：減排、防害兩大路徑，仍面臨四大挑戰(zhàn)?

必要性：減排??根據(jù)BCG研究，農(nóng)業(yè)排放占全球人類活動(dòng)溫室氣體排放總量的17%來自農(nóng)業(yè)體系的溫室氣體排放往往會(huì)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?中國是農(nóng)業(yè)排放的大國，農(nóng)業(yè)減排道路任重道遠(yuǎn)?

研究方向：減少肥料使用、減少碳排放、強(qiáng)化病害防控、提高生長效率?

挑戰(zhàn)：?市場：“轉(zhuǎn)基因作物”部分消費(fèi)者認(rèn)可不足，存在反對(duì)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(xiǎn)等因素，審批時(shí)間較長，甚至可達(dá)十年??資金：除部分成熟市場外，大型農(nóng)業(yè)公司較少，行業(yè)發(fā)展缺乏有力投資技術(shù)：植物天然性狀改造仍存在“卡”，以植物的自身固氮為例，存在固氮酶存于葉片細(xì)胞中氮?dú)饨佑|不足等問題?

玩家：??國際：AgBiome、Marrone

Bio

Innovations、Pivot

Bio國內(nèi)：慕恩生物、綠氮生物

證券研究報(bào)告364.2

農(nóng)業(yè)：減排、防害兩大路徑，仍面臨四大挑戰(zhàn)表：合成生物學(xué)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用方法機(jī)制實(shí)際應(yīng)用代表公司及團(tuán)隊(duì)已商業(yè)化未商業(yè)化??抗蟲抗藥作物改造提高果實(shí)質(zhì)量改造??李家洋院士團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)育種??野生植物馴化拜耳公司（德國）?????Cibus（美國）???打造植物自身固氮作物聯(lián)合固氮微生物群落構(gòu)建PivotBio（美國）減少農(nóng)業(yè)合成肥使用作物共生固氮DowAgroSciences（美國）馬克斯·普朗克植物育種研究所（德國）ConcentricAgriculture（加拿大）?????澳洲國立大學(xué)Maria

Ermakova研究團(tuán)隊(duì)（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(tuán)隊(duì)華南農(nóng)業(yè)大學(xué)彭新湘教授團(tuán)隊(duì)???促進(jìn)羧化反應(yīng)最小化光呼吸作用損失提高水分及光能利用提高植物生長及農(nóng)業(yè)產(chǎn)量Gain4Crops（歐盟資助的項(xiàng)目）英國格拉斯哥大學(xué)-浙江大學(xué)合作團(tuán)隊(duì)?????GreenLightBiosciences（美國）RenaissanceBioScience（加拿大）??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)藥抗蟲害中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所研究團(tuán)隊(duì)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）??綠色細(xì)胞工廠作物關(guān)鍵酶及代謝途徑改造???上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院倪俊教授團(tuán)隊(duì)馬克斯·普朗克分子植物生理學(xué)研究所Ralph

Bock團(tuán)隊(duì)（德國）萊斯大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)（美國）光自養(yǎng)生物作為生產(chǎn)平臺(tái)?構(gòu)建生物混合系統(tǒng)

證券研究報(bào)告資料：《2024中國合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)白皮書》，申萬宏源研究374.3

食品：功能性/零卡具前景，替代蛋白契合大食物觀?

食品添加劑：???底層選品邏輯：市場空間廣闊維度、快速上量法規(guī)層面：我國審批和監(jiān)管仍嚴(yán)格，但壁壘逐步被打破，產(chǎn)品正逐步走向合規(guī)化潛力投資熱點(diǎn)：?

功能性食品添加劑：隨著越來越多的功能性成份的代謝途徑被開啟，合成生物技術(shù)已廣泛應(yīng)用于類胡蘿卜素、甲萘醌-7