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合成生物学与生物制造的创新浪潮:2026年生物技术产业的新转折点

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生物制造革命的加速

2026年,生物技术产业因合成生物学与生物制造技术的融合而经历了前所未有的变化。全球生物制造市场今年达到5,420亿美元的规模,较2021年增长了78%。这种快速增长的背后是应对气候变化的压力、供应链多元化的需求,尤其是合成生物学技术商业化的加速。特别是利用微生物的生物制造工艺被分析为可以比传统石油化工生产方式平均减少65%的碳排放量。

合成生物学与生物制造的创新浪潮:2026年生物技术产业的新转折点
Photo by DALL-E 3 on OpenAI DALL-E

韩国的生物制造生态系统也显示出显著的增长趋势。总部位于京畿道松岛的三星生物制剂公司在2025年第四季度的销售额同比增长34%,达到1.28万亿韩元,进一步巩固了其在全球生物制药合同制造(CMO)市场的地位。公司目前运营着总生产能力为620,000升的设施,预计2026年下半年完工的第四工厂将成为全球最大的生物制药生产基地。仁川松岛的Celltrion也在基于生物仿制药制造能力的基础上,正式投资于合成生物学新药开发,并将2025年的研发费用较前一年增加28%,达到4,200亿韩元。

在美国市场,总部位于波士顿的Ginkgo Bioworks作为合成生物学平台公司建立了独特的定位。公司的“生物铸造厂(Biological Foundry)”模式提供根据客户需求设计和优化定制微生物的服务,2025年的收入同比增长67%,达到3.21亿美元。特别是Ginkgo通过2024年收购Zymergen大幅增强了自动化技术实力,目前具备每月测试15,000个微生物变种的处理能力。这被评估为比传统研发方式快约100倍。

丹麦的酶专业公司Novozymes(现已与Novonesis合并)和荷兰的DSM分别在工业酶和营养素领域确立了生物制造技术的领先地位。Novozymes宣布2025年生物燃料用酶的销售额同比增长23%,达到18亿美元,尤其是可持续航空燃料(SAF)生产用酶的需求激增。DSM在利用合成生物学技术生产维生素E方面占据全球市场份额的45%,并最近积极投资于植物蛋白替代品的开发。

技术突破与商业化加速

截至2026年,生物制造产业最大的变化是AI和机器学习技术的正式引入。总部位于加利福尼亚州艾默里维尔的Amyris通过其“实验室到市场(Lab-to-Market)”平台宣布将新产品开发周期从原来的3-5年缩短至18个月。公司通过合成生物学技术生产的角鲨烯、香草素、青蒿素等产品在2025年实现了6.84亿美元的销售额,尤其在化妆品原料领域表现强劲。Amyris在巴西Brota的工厂具备每年生产200万升生物基化学品的能力。

技术方面值得关注的进展是CRISPR-Cas系统精度的提高以及代谢工程(大肠杆菌工程)技术的成熟。最新研究表明,截至2026年,微生物菌株开发的成功率较2020年提高了340%,这被分析为AI预测建模和自动化筛选系统引入的效果。特别是在利用酵母和大肠杆菌的生物制造中,目标化合物的生产效率从每升平均85克增加到230克,这被评估为超过了经济性临界点的水平。

由韩国科学技术院(KAIST)和首尔大学主导的国内研究团队在生物制造技术开发方面也取得了世界级的成果。KAIST李相烨教授团队宣布在2025年利用大肠杆菌生产生物塑料原料方面达到了世界最高产量,该技术目前正在通过与LG化学的试点项目进行商业化验证。首尔大学化学生物工程系开发了利用微藻生产生物燃料效率提高2.3倍的技术,并正在与SK创新的生物燃料部门进行技术转让谈判。

从全球投资趋势来看,2025年对生物制造初创企业的风险投资总额达到78亿美元,同比增长12%。特别是A轮投资的平均规模达到2,800万美元,较2020年扩大了85%,这表明投资者对技术成熟度和市场潜力的信心增强。在亚洲地区,韩国、新加坡和中国正在崛起为生物制造投资的主要枢纽,特别是与韩国政府的“K-生物带”政策相关的私人投资正在积极进行。

工业酶市场的增长趋势也十分显著。全球工业酶市场预计在2026年达到92亿美元,其中生物燃料用酶占28%,洗涤剂用酶占22%,食品加工用酶占31%。特别是纤维素酶的价格从2020年的每公斤15美元急剧下降到目前的4.2美元,这被分析为大规模生产技术的进步和竞争加剧的结果。这种成本降低大大改善了生物燃料的经济性,国际能源署(IEA)预测,到2027年生物燃料将具备与化石燃料的价格竞争力。

生物制造技术的另一个值得关注的领域是通过精密发酵(Precision Fermentation)生产替代蛋白质。芬兰的Solar Foods商业化了一种利用空气中的二氧化碳和电力生产蛋白质的创新技术,并于2025年开始在欧洲运营首个商业生产设施。公司宣布通过该技术生产的“Solein”蛋白的每公斤生产成本降低至12美元,并计划到2027年进一步降低至5美元。美国的Perfect Day则利用精密发酵生产的乳蛋白推出了冰淇淋、奶酪等产品,2025年的销售额达到2.3亿美元。

监管环境的变化也对生物制造产业的增长产生了重要影响。美国FDA在2025年11月发布了关于合成生物学生产的食品原料的新指南,这使得审批程序缩短了30%。欧盟从2026年1月起对生物基化学品引入了碳税激励,这进一步改善了生物制造产品的价格竞争力。韩国食品药品安全处也在2025年12月实施了“生物制造食品原料许可特例法”,以促进国内生物制造企业的市场准入。

市场展望与投资机会

截至2026年,生物制造产业的未来展望非常积极。麦肯锡的最新报告预测,全球生物制造市场到2030年将以年均15.2%的增长率达到1.2万亿美元的规模。其中化学品部门占40%,药品部门占35%,食品和饲料部门占25%。特别是亚太地区预计将成为占据整体市场45%的最大市场,中国、韩国、印度、新加坡将成为主要增长动力。

从投资的角度来看,值得关注的趋势是生物制造企业的垂直整合和平台化。Ginkgo Bioworks在2025年收购了总共12家公司,构建了从微生物设计到生产、商业化的全流程整合平台。公司的市值目前为45亿美元,较2023年增长了80%。这种平台策略被评估为通过向客户提供一站式解决方案,同时追求市场份额扩大和盈利能力改善的模式。

韩国企业的海外扩张也在加速。三星生物制剂公司在2025年12月宣布在美国德克萨斯州建设一座规模为20亿美元的生物制药生产设施,这是韩国生物企业最大规模的海外投资案例。Celltrion则为了进军欧洲生物仿制药市场,正在荷兰建设一座规模为15亿欧元的生产设施,目标是在2027年上半年投入运营。这种全球扩张显示出国内生物制造企业正在超越简单的合同生产,成长为全球生物制药价值链的核心参与者。

从技术的角度来看,2026年后值得关注的领域是AI驱动的蛋白质设计与自动化生物铸造厂的融合。利用谷歌DeepMind的AlphaFold技术进行的酶设计已经进入商业化阶段,通过该技术开发的新酶已开始在工业现场应用。微软在2025年11月发布了“BioGPT-2”,公开了专门用于合成生物学研究的大规模语言模型,全球已有200多家研究机构在使用。通过这些AI技术的引入,新微生物菌株的开发周期从原来的6个月缩短到2个月,成功率从15%大幅提高到45%。

从可持续性角度来看,生物制造产业被视为实现全球碳中和目标的关键手段。国际能源署估算,通过生物制造技术的普及,到2030年每年可减少28亿吨的CO2排放。这相当于全球温室气体排放量的约6%。特别是在生物塑料、生物燃料、生物化学品领域的贡献预计将很大,各国政府的政策支持和私人投资预计将持续扩大。

然而,生物制造产业面临的挑战依然存在。建设大规模生产设施所需的初始投资成本仍然较高,平均而言,建设100万升规模的发酵罐设施需要3亿至5亿美元的投资。此外,熟练的生物工程师和发酵专家的短缺现象加剧,美国生物制造协会估算到2030年需要约15万名额外的人员。监管不确定性和消费者接受度问题也仍是需要解决的课题。尽管如此,考虑到技术进步速度和市场需求增长,生物制造产业预计在2026年后将继续保持增长,并为投资者和企业提供有吸引力的机会。

此分析仅为信息提供目的而撰写,并非投资建议或建议。在做出投资决定时,请务必咨询专业人士。

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