合成生物学概述 - 合成生物学是基于工程化设计理念的交叉学科，结合生物学、化学、医学、农学、工程学、计算机与数据科学等技术，旨在设计和构建新的生物系统以实现特定功能，本质是让细胞为人类工作生产所需物质 [2] - 与传统发酵工程的区别在于合成生物学可对细胞进行定向性干预，将被动筛选转为主动设计，大幅提升微生物细胞工厂效率 [12] - 目前可合成的大宗化学品仅几十种，在整体基础化学品中占比有限，但部分领域应用场景良好，具有战略与商业优势，未来提升空间巨大 [2] 技术驱动因素 - AI技术通过机器学习模型和算法可快速分析数据、建模生物系统，预测优化研发结果，减少实验盲目性和重复性，国内AI发展为合成生物学研究提供有力支持 [3] - 合成生物学主要技术工具包括微生物细胞工厂构建技术、微生物高效合成化学品代谢调控机制、无细胞合成技术 [11] - CRISPR-Cas基因编辑技术具有效率高、操作快捷、效果准确等优点，是当前主流基因编辑技术，显著降低了合成生物学成本 [25] 产业链分析 - 产业链分为三层：上游工具层聚焦使能技术开发，核心壁垒在于专业技术；中游平台层提供赋能型技术平台，核心资产是生物铸造厂和代码库；下游应用层为各行业带来创新产品，核心是控制大规模生产成本和良品率 [4][70] - 平台层与应用层界限模糊，海外企业多进行中下游一体化布局，国内企业在这方面尚有追赶空间 [71] - 应用层企业商业化护城河不仅在于技术专利，更在于工业化能力和商业价值变现能力 [72] 市场应用前景 - 生物制造可覆盖70%化学制造产品，预计21世纪末将应用于全球1/3制造业，创造30万亿美元经济价值 [31] - 应用场景包括：替代部分长流程传统生产路径，为优化到极限的化学工程法打开新研究方向，以及在各个领域的创新性应用 [26] - 市场规模从2018年53亿美元增长到2023年170亿美元，年均增长率27%，预计2028年达近500亿美元 [39] 政策环境 - 海外政策支持主要分为指导类、规范类和支持类政策，美国通过《国家生物技术和生物制造计划》等政策提供资金支持 [58] - 国内政策从国家战略部署到省市具体落实逐步推进，新的纲领性文件有望近期出台 [57] - 政策难点在于适用对象定义困难，涉及企业、技术等多方面，需要兼具创新与审慎的指导 [65] 代表企业 - 凯赛生物通过生物法生产长链二元酸系列产品，实现对化学法的替代，是生物制造替代化工产品的范例 [76] - 华恒生物是生物法丙氨酸领军者，梅花生物为氨基酸领军企业，巨子生物是重组胶原蛋白领军者 [4] - 传统化工企业如巴斯夫、杜邦等也积极布局合成生物学领域 [37]