生物制造，是指利用微生物、细胞或酶等生命体作为“工厂”，以秸秆、二氧化碳、工业尾气等可再生资源为原料，生产药品、材料、燃料、食品等产品的新型制造模式。它兼具绿色、低碳、高效的特点，被公认为引领第四次工业革命的关键技术之一，也是全球大国竞争的战略制高点。

《2026年中国生物制造行业深度分析报告》立足于中国“十四五”收官与“十五五”开局的关键节点，系统梳理了生物制造产业从基础研究、核心技术、产业化应用到市场竞争的全景图。报告以工业和信息化部、中国科学院等权威机构发布的2025年最新数据为基准，涵盖1.1万亿元产业规模、70%的全球发酵产品占比、三省四市差异化集群、四大标杆案例及六家上市/头部企业财务数据等核心信息。同时，深入分析了“十五五”时期国家战略部署、人工智能赋能、中试平台建设、高附加值转型等关键议题。本报告适合政府决策者、产业投资者、科研人员及企业管理者作为研判生物制造发展趋势的参考。

目    录

第一章生物制造——从实验室走向国家战略

1.1 生物制造的定义与技术内涵

1.2 生物制造战略价值的政策定位

第二章中国生物制造市场规模与增长动能

2.1 生物制造总体市场规模与细分领域结构

2.2 生物制造产业增长的三重驱动力

2.3 生物制造投融资热度与资本流向

2.4 生物制造区域发展格局与特色集群

2.4.1 创新策源型区域：北京、天津

2.4.2 大宗发酵制造基地：山东、黑龙江、河南

2.4.3 生物制药特色集群：重庆、广东

2.4.4 合成生物特色集群：深圳

第三章中国生物制造产业链、技术体系、应用场景与产业化突破

3.1 生物制造全产业链关键环节梳理

3.1.1 上游：菌种设计与装备制造

3.1.2 中游：发酵制备与工艺优化

3.1.3 下游：应用转化与市场拓展

3.2 生物制造核心技术突破：合成生物学、基因编辑与酶工程

3.2.1 合成生物学使能技术持续突破

3.2.2 基因编辑技术迈向大片段精准操控

3.2.3 工业微生物基因编辑也在快速推进

3.2.4 酶工程与蛋白质设计加速发展

3.3 人工智能与生物制造深度融合：16项典型应用案例

3.4 生物制造五大应用领域产业化落地概况

3.4.1 医疗健康领域

3.4.2 食品农业领域

3.4.3 化工材料领域

3.4.4 绿色能源领域

3.4.5 日化美妆领域

3.5 生物制造产业化瓶颈与国家破局部署

第四章中国生物制造产业标杆案例

4.1 案例一：微构工场万吨级PHA生产线

4.2 案例二：华东理工大学多酶协同催化体系

4.3 案例三：弈柯莱生物全链条平台化

4.4 案例四：南京农业大学细胞培养肉

第五章中国生物制造行业竞争格局与代表性企业

5.1 生物制造行业多元竞争生态：原料商、平台商、品牌商三层格局

5.2 生物制造行业重点企业技术路线与市场地位

5.2.1 凯赛生物：生物法长链二元酸全球主导者

5.2.2 华恒生物：合成生物学驱动的氨基酸龙头

5.2.3 华熙生物：透明质酸全产业链平台

5.2.4 梅花生物：大宗生物发酵巨头

5.2.5 弈柯莱生物：平台型合成生物学创新标杆

5.2.6 蓝晶微生物：PHA生物材料赛道的领跑者

第六章中国生物制造行业前景展望

6.1 生物制造市场增长预测

6.2 “十五五”时期生物制造战略重点

6.2.1 发展规划编制

6.2.2 AI+生物制造

6.2.3 高附加值转型

6.3 总体研判：中国生物制造产业规模化生产与市场应用的双重优势

第一章　生物制造——从实验室走向国家战略

1.1　生物制造的定义与技术内涵

生物制造到底是什么？用最通俗的话说，就是请微生物、细胞来“打工”，让它们吃下秸秆、地沟油甚至二氧化碳这些“饲料”，代谢出药品、材料、燃料等人类需要的东西。这听起来有点科幻，但其实它已经有上百年的应用史——青霉素的发酵生产就是最早期的生物制造实践。今天，这门技术正在经历从“自然发生”到“人工设计”的根本性跨越。中国工程院谭天伟院士将生物制造精确定义为“以工业生物技术为核心，利用生物体如酶、细胞等作为催化剂，结合过程工程技术进行目标产品生产的制造过程”。中国科学院天津工业生物技术研究所则进一步将其概括为“利用生物体机能进行物质加工与合成的绿色生产方式”。下表梳理了从微观定义到宏观应用的完整概念体系。

图表1：生物制造概念的多层次解读

数据来源：中投产业研究院

中国科学院院刊中明确提出，生物制造是以工业生物技术为核心手段，通过改造现有制造过程或利用生物质、二氧化碳等可再生原料生产能源、材料与化学品，实现原料、过程及产品绿色化的新模式。作为生物技术产业的重要组成部分，生物制造是生物基产品实现产业化的基础平台，也是合成生物学等基础科学创新在具体过程中的应用。根据中国科学院天津工业生物技术研究所等机构联合发布的《中国工业生物技术发展白皮书2025》，工业生物技术正推动制造产业新一轮变革，由此驱动的生物制造本身具有新质生产力的属性和绿色驱动特征。

与传统化学或物理制造方法相比，生物制造的核心创新在于“以生造物”——利用生命体自身的代谢网络和酶的催化作用实现精准的物质合成，这些能够自我复制的“微型工厂”通过科学家编辑其DNA“蓝图”来编程生产行为。与依赖石化原料和高能耗的制造方式相比，生物制造以可再生生物质为原料，过程温和、污染小、能效高、可持续性强，是典型的“绿色制造”和“循环经济”代表。谭天伟院士进一步指出，传统制造主要依赖化石能源和矿产资源，通过高温高压、强酸强碱等物理化学反应实现生产，过程能耗高、污染重；而生物制造以可再生的生物质资源为原料，在常温常压下实现高效转化，过程绿色环保、能耗低、可循环。经济日报也指出，生物制造是一种全新的生产技术，融合了生物学、化学、工程学等多种技术，具有清洁、高效、可再生等特点，有可能在能源、农业、化工和医药等领域改变世界工业格局。下图展示了生物制造与传统制造在技术路线上的本质区别。

图表2：生物制造与传统石化制造技术路线的对比

数据来源：中投产业研究院

整个生物制造产业链条清晰而完整，从上游的可再生生物质和化学原料供应，经中游的发酵工程与分离纯化技术，再到下游的生物医药、生物材料、生物能源等多个应用方向，形成了一个覆盖广泛的新型工业体系。我国作为世界第一制造大国，生物制造将从原料源头上降低碳排放，被视为传统产业转型升级的“绿色动力”和推行绿色发展的重要突破口。

1.2　生物制造战略价值的政策定位

如果说技术本身决定了生物制造“能不能做”，那么政策层面的顶层设计则决定了它“做得多快、做得多大”。近年来，中央对生物制造的政策支持力度呈现阶梯式上升，从“战略性新兴产业”到“新增长引擎”，其战略地位正在经历质的跃升。

图表3：生物制造政策演进关键节点

数据来源：中投产业研究院

2024年《政府工作报告》明确提出，“积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎”。这标志着生物制造正式从学术概念上升为国家产业战略的核心组成部分。在此之前，2022年5月国家发展改革委印发的《“十四五”生物经济发展规划》已经为生物制造奠定了政策基础，《中国工业生物技术发展白皮书2025》也指出，国家层面将生物制造提升到战略高度，我国首部生物经济五年规划明确将生物制造列为重点发展领域。

真正将生物制造推向国家战略核心位置的，是“十五五”规划建议。据求是网和《人民论坛》报道，“十五五”规划建议提出完善新型举国体制，采取超常规措施，全链条推动集成电路、工业母机、高端仪器、基础软件、先进材料、生物制造等重点领域关键核心技术攻关取得决定性突破。与此同时，在“建设现代化产业体系”部分，生物制造被明确列为未来产业。中国工程院院士谭天伟在《人民论坛》专访中指出，这种在顶层设计中的“双重定位”，清晰标志着生物制造已从前沿科学概念跃升为我国抢占全球科技与产业竞争制高点的核心战略部署。

生物制造同时出现在“科技自立自强”和“现代化产业体系”两个板块，反映出的深层逻辑是：它既是需要集中力量攻克的关键技术，也是能够创造巨大经济价值的支柱产业。一台发酵罐既能体现国家基础研究的最高水平，又能带动从农业种植到高端制造业的全产业链发展——这种“技术—产业”的双重属性，决定了生物制造必然成为“十五五”时期国家战略布局的重中之重。

2026年3月，在中国发展高层论坛年会上，工业和信息化部部长李乐成明确表示，将推动量子科技、生物制造、氢能和核聚变能、脑机接口、具身智能、6G等领域攻关突破，积极融入全球创新网络。中国工程院院士、生物化工专家谭天伟将其归结为：“生物制造是以工业生物技术为核心，利用生物体如酶、细胞等作为催化剂进行目标产品生产的制造过程”，“十五五”规划建议中对生物制造的布局，其背后是对国家竞争力、科技自主、产业安全以及未来经济增长点的战略性考量。

各地方政府也迅速响应。据《中国工业生物技术发展白皮书2025》统计，2025年已有10余个省市和开发区相继出台合成生物制造或生物制造专项政策，从资金支持、平台建设、人才引进等多个维度发力，形成了中央与地方联动推进生物制造产业发展的良好态势。以广东省为例，2026年1月出台的《广东省推动生物制造赋能制造业的若干措施》（粤工信消费函〔2025〕127号）明确，要加大核心菌种、工业酶制剂、生物反应器等关键环节技术攻关力度，自2026年1月10日起实施。北京市亦庄经济技术开发区也在2025年12月印发了《北京经济技术开发区关于支持合成生物制造产业创新发展的若干措施》，将合成生物制造产业作为未来产业发展的重要引擎，明确到2028年突破一批产业亟需核心技术攻关、新增2家以上合成生物制造上市企业、引育20家以上领军企业。深圳市则更进一步，于2026年4月出台了《深圳市推动合成生物创新引领生物制造产业高质量发展若干措施》，明确提出建立完善规模超100亿元的产业引导基金体系，对于揭榜挂帅类项目单个项目最高支持3000万元，涉及重大技术系统等相关项目最高支持1亿元。下表对比了各重点省市的政策措施差异。

图表4：重点省市生物制造政策比较

数据来源：中投产业研究院

从技术内涵到战略定位，生物制造正在经历从实验室走向国家战略主战场的深刻变革。它不再仅仅是科学家的探索，而是关系到国家竞争力、产业安全和未来经济增长点的核心领域。以中国科学院天津工业生物技术研究所、中国科学院成都文献情报中心与国家合成生物技术创新中心联合发布的《中国工业生物技术发展白皮书2025》为权威数据基准，后续各章将深入分析中国生物制造产业的规模、技术体系、竞争格局与发展前景，全景呈现这一万亿级产业的现状与未来。

第二章　中国生物制造市场规模与增长动能

2.1　生物制造总体市场规模与细分领域结构

2025年是中国生物制造产业实现里程碑式跨越的关键之年。据工业和信息化部在2025生物制造大会（重庆）上发布的最新权威数据，我国生物制造产业总规模已达到1.1万亿元，其中生物发酵产品产量占全球70%以上。这一万亿级体量的达成，标志着生物制造已从前沿概念全面转化为具有强大产业竞争力的战略性新兴产业集群，成为国民经济体系中不可忽视的增长引擎。

在细分领域结构方面，产业呈现出“两翼齐飞、基础稳固”的发展格局。食品及添加剂领域和生物制药领域构成产业的两大支柱，年产值均超过4000亿元，合计占产业总规模的72%左右。食品及添加剂领域受益于合成生物学技术在功能性食品、甜味剂、益生菌等赛道的深度渗透，以及下游消费市场对大健康产品需求的持续攀升，成为生物制造产业化最成熟的方向之一。生物制药领域则依托中国在基因工程、细胞治疗、抗体药物等领域的技术积累，叠加药品审评审批改革释放的制度红利，展现出稳健的增长韧性。其余约28%的份额分布于生物材料、生物能源、生物农业等领域，产业边界持续拓展。

图表5：2025年中国生物制造产业细分领域结构

数据来源：工业和信息化部（2025生物制造大会发布）、《证券日报》《经济参考报》、中投产业研究院

值得关注的是，中国在大宗生物发酵制造领域拥有不可替代的全球主导地位。我国生物发酵产品产量占全球70%以上，氨基酸、有机酸等大宗产品产量稳居世界第一。这一“底盘”优势不仅奠定了产业规模持续扩张的基础，也为我国抢占国际生物制造价值链的主导权提供了战略性支撑。在龙头企业方面，华熙生物的透明质酸原料全球市占率超过40%，居世界第一；凯赛生物的长链二元酸全球市占率约80%，充分体现了中国生物制造企业的全球竞争力。

从创新实力来看，《中国工业生物技术发展白皮书2025》（中国科学院天津工业生物技术研究所、中国科学院成都文献情报中心、国家合成生物技术创新中心联合发布）指出，我国在生物制造领域的论文发文量、专利申请量全球占比均超过20%，部分关键技术领域正从“跟跑”向“并跑”和“领跑”转变。

作为生物制造的前沿方向，合成生物制造正在进入高速增长期。据赛迪顾问发布的《中国合成生物制造产业》研究报告，2024年中国合成生物制造产业规模已接近800亿元，2025年有望逼近1000亿元，较2024年增长26.2%，近三年增速均维持在25%以上。从细分领域来看，目前中国合成生物制造产品仍以生物制药产品为主，2024年该领域产业规模达到334.3亿元，占比42.9%。随着细胞与基因治疗等新型疗法的持续发展，以及合成生物学技术在化工、材料、农业等领域的加速渗透，预计2026年中国合成生物制造产业规模将突破千亿元，2027年达到1703.7亿元。需要说明的是，“合成生物制造”特指以合成生物学技术为核心的细分赛道，与前述1.1万亿元的生物制造总规模是局部与整体的关系，两者在统计口径上不重复、不重叠。

图表6：2024年中国合成生物制造产业细分领域结构

数据来源：赛迪顾问《中国合成生物制造产业》研究报告、中国经济网2026年1月21日报道、中投产业研究院

展望未来，据易凯资本预测，到2030年，我国生物制造市场规模将进一步增长至1.8万亿元，占全球市场规模近25%，届时中国将成为全球生物制造中心之一。从更宏观的视角看，据预测，到2050年全球生物制造有望创造30万亿美元的经济价值，占全球制造业的三分之一。在“十五五”规划的战略引领下，我国生物制造产业正加速从规模扩张向质量提升转变，创新驱动、绿色低碳、安全高效的现代生物制造体系正在加快构建。

2.2　生物制造产业增长的三重驱动力

我国生物制造产业的迅猛发展并非偶然，而是多重力量叠加共振的结果。国家战略的顶层引领、前沿技术的集中突破、终端市场的现实需求，共同构筑了产业发展的“黄金三角”，推动生物制造在“十五五”期间迎来全面提速的发展窗口期。《瞭望》新闻周刊的深度报道亦明确指出，“专家认为，‘十五五’期间，我国在国家战略引领、技术突破赋能、市场需求拉动等多重因素驱动下，生物制造这个万亿级赛道，将迎来全面提速的黄金发展期。”

第一，国家战略的“定盘星”作用持续强化。党的二十届四中全会审议通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》明确提出，要前瞻布局未来产业，推动量子科技、生物制造、氢能和核聚变能等成为新的经济增长点。这一重要战略部署将生物制造提升至国家产业发展的核心地位。首部生物经济五年规划已将生物制造列为重点发展领域。2025年，国家层面密集出台了一系列精准施策文件，形成了从基础研究—中试放大—市场准入的全周期政策闭环。6月，工业和信息化部与国家发展改革委联合印发通知，开展生物制造中试能力建设平台培育工作，明确提出到2027年力争培育中试能力建设平台20个以上，服务企业数量超过200家，孵化产品400个以上。8月，工业和信息化部遴选发布了16项人工智能在生物制造领域的典型应用案例，推动AI与生物制造深度融合。下一步，工业和信息化部将编制发布“十五五”生物制造发展规划，聚焦基础科学问题和重大工程化瓶颈，加强原始创新和关键核心技术攻关。

地方层面的政策响应同样积极。“十四五”以来，北京、上海、广东、浙江、山东等地纷纷“因地制宜”出台支持政策；北京、深圳、常州、无锡等地还设立了生物制造相关专项基金。2025年，已有10余个省市/开发区出台合成生物制造或生物制造专项政策。广东省年初印发的《加快建设生物制造产业创新高地行动方案》明确提出，全省生物制造产业总产值到2027年达到5000亿元左右，到2035年迈向万亿元级规模。天津市政府办公厅印发《天津市全链条支持生物医药创新发展的若干措施》，推出25条举措。北京发布国际医药创新公园（BioPark）规划方案，全力打造全球医药健康产业聚集高地。

第二，技术突破催化产业能级跃升。2025年是中国生物制造底层技术从量变走向质变的标志性年份。在合成生物学领域，AI驱动的智能技术平台正大幅加速“细胞工厂”的设计与优化，菌株开发周期显著缩短，已在阿洛酮糖、维生素B12等品种实现产量倍增。在AI与生物制造融合方面，工业和信息化部遴选的16项典型应用案例涵盖智能化AI平台驱动的高表达细胞株构建、人工智能技术推动蛋白质从头设计等前沿方向。在基础研究方面，中国科学院天津工业生物技术研究所等机构持续推动合成生物学底层技术攻关。工业和信息化部将会同中国科学院等部门开展高性能生物反应器的研发，不断提升关键装备集成化能力和生产效率，着力破解高端装备依赖进口的“卡脖子”问题。北京化工大学生命科学与技术学院党委书记曹辉表示，未来3至5年，生物制造行业将进入一个由技术和政策双轮驱动的加速发展期，它将重塑许多传统行业的生产方式，乃至重塑人们的生产生活方式。

第三，市场需求释放持续且确定的增长动能。在消费升级的宏观背景下，消费者对绿色、健康、可持续产品的偏好持续增强。据分析，生物制造把传统“石油—化学合成”路线升级为“生物质—细胞工厂”路线，单位产品能耗、碳排放平均下降50%–70%，为化工、材料、医药三大高耗能行业提供了一条绿色替代路径。在粮食安全保障方面，以人工合成淀粉、微生物蛋白、替代蛋白为代表的“未来食品”技术路线，可把生产周期从“季节”压缩到“天”，单位土地蛋白产出提高8至20倍。在医药安全保障方面，国内发酵产能已占全球70%以上，胰岛素、玻尿酸、甾体激素等大宗原料药实现“产能—成本”双控；一旦国际供应链出现断点，可在3至6个月内快速切换为“内循环”保供。在“双碳”目标的驱动下，生物制造对传统石化路线的替代效应日益增强，凯赛生物开发的生物基聚酰胺连续纤维增强复合材料的单位碳排放可比传统化学法石油基产品降低50%以上。

中国科学院院士徐冠华指出，生物制造具有的绿色生产方式、原料可再生性、有效降低能耗物耗和减少废物排放等优点，正成为我国提升产业竞争力的战略驱动力量。国家发展改革委宏观经济研究院研究室主任、研究员张林山总结道，我国生物制造产业展现出“国家战略引领、大规模市场应用、全链条协同推进”的鲜明特色，与欧美国家聚焦前沿和高附加值细分领域不同，我国的发展路径更注重与国家重大需求相结合，在大宗化学品绿色替代、粮食安全保障等领域展现出更强的系统性和规模效应。

2.3　生物制造投融资热度与资本流向

资本是衡量产业景气度的先行指标。2025年，中国生物制造领域的投融资市场呈现出“总量回暖、结构优化、国资引领、方向聚焦”的鲜明特征。

据《中国工业生物技术发展白皮书2025》（中国科学院天津工业生物技术研究所、中国科学院成都文献情报中心、国家合成生物技术创新中心联合发布）披露，我国生物制造领域投融资市场较为活跃，2024-2025年近一年生物制造领域投融资总额约280亿元，医药与健康领域吸引的资金占比超过半数。从全球视角看，2015年以来全球合成生物制造投融资保持约30%的年复合增长率，2025年约为250亿美元左右，我国投融资规模已增长至近300亿元/年。

从单笔融资规模来看，市场信心正在快速凝聚。代表性案例包括：瑞德林生物完成超5亿元C轮融资，专注于肽、蛋白、糖、核酸等活性原料的绿色生产，拥有国内最大的生物合成GLP-1原料基地，并将人工智能应用到酶筛选和改造；中科国生完成2亿元A+轮融资，在呋喃生物基平台化合物HMF及其衍生物领域居全球开创者地位；一兮生物完成近2亿元A轮融资，其全球最大母乳低聚糖（HMOs）单体工厂落地安徽黄山；依诺基科完成近1.5亿元A轮融资，聚焦天然香料及医药大健康领域。

从资本流向结构来看，医药与健康领域仍为最主要的吸金赛道，占比超过半数。与此同时，生物材料、发酵蛋白食品、生物基化学品等新兴赛道亦成为资本竞逐的热点。资金的流向有了明确的指向——从早期的研发中试稳步迈入了产能扩张和商业化落地的新前线。值得关注的是，国资和地方国企以战略投资者的姿态深度布局生物制造赛道，与产业链中占据市场话语权的上市龙头共同构筑了产业资本的“压舱石”。总规模100亿元的生物制造产业基金集群在广州白云区设立，形成了“国企领投+专业基金管理+产业企业协同”的架构。

图表7：2024-2025年中国生物制造领域投融资关键指标

数据来源：《中国工业生物技术发展白皮书2025》（中科院系统发布）、中投产业研究院

总体来看，生物医药行业融资的持续升温表明中国生物医药的一级市场正在走出“资本寒冬”，但迎来的是一个理性回暖的新周期——具备底层平台价值的AI制药、细胞与基因治疗、新型药物递送技术等细分领域成为长期资本押注的核心方向。

2.4　生物制造区域发展格局与特色集群

中国生物制造产业的区域布局已形成了“多点开花、特色鲜明、错位发展”的格局。各地依据自身的资源禀赋、科研基础和产业积累，在不同赛道上各展所长，共同构筑起覆盖全产业链的区域生态体系。工业和信息化部在2025生物制造大会上披露的产业信息显示：“区域发展特色鲜明，北京、天津等地依托高校、科研院所机构的优势，成为生物制造创新策源地。山东、黑龙江、河南等依托原料优势形成大宗生物发酵制品制造基地。重庆、广东生物制药比较优势突出，原创性成果不断涌现。”

图表8：中国生物制造产业重点区域分布与特色定位

数据来源：各地政府工作报告、产业规划文件、公开新闻报道、中投产业研究院

整体来看，我国生物制造产业的区域发展格局呈现出“科研策源—大宗制造—高附加值转化—前沿合成生物”四位一体的层次化布局。各区域之间并非简单的竞争关系，而是形成了优势互补、协同共进的产业生态网络：北京、天津的基础研究优势为全国提供技术源动力，山东、黑龙江、河南的规模化发酵能力保障了产业的基础产能，重庆、广东的创新药研发能力推动产业向价值链高端攀升，而深圳则以合成生物为突破口引领产业向未来前沿布局。这种多元化的区域格局，既体现了生产力布局的因地制宜，也为中国在全球生物制造产业竞争中构建了多层次、全方位的战略纵深。

未来，随着“十五五”规划的深入实施和各地专项政策的持续落地，预计区域间的协同效应将进一步增强，产业链上下游的耦合程度将不断提高，推动我国从生物制造大国向生物制造强国加速迈进。工业和信息化部已明确，“十五五”时期要瞄准生物制造面临的基础科学问题和重大工程化瓶颈，加强原始创新和关键核心技术攻关，推动科技创新和产业创新深度融合。在政策、资本、技术的三重驱动下，中国生物制造产业正朝着更高质量、更具竞争力、更可持续的方向稳步前行。

2.4.1　创新策源型区域：北京、天津

北京和天津依托密集的高校院所资源和国家级科研平台，聚焦生物制造前沿技术研发与源头创新。北京昌平区已成功获批全国首个合成生物制造领域“国家中小企业特色产业集群”。昌平区持续强化“创新策源—产业转化—生态构建”的核心能力，北京市合成生物制造技术创新中心由昌平区政府与北京化工大学共同建设，建筑面积约6200平方米，规划布局生物发酵中试、生物反应中试、生物分离及转化中试、分析测试四大支撑平台，已有多个研发团队陆续入驻。2025年10月，北京发布国际医药创新公园（BioPark）规划方案，提出高标准规划总部集聚区、医工融合区等四大产业功能区，打造全球医药健康创新合作枢纽。

天津方面，武清区是首批4家市级未来产业先导区之一，主要围绕生物制造、通用人工智能等领域展开，聚集了260多家生物医药企业，其中生物制造企业有数十家，约三分之一与北京企业或高校有合作。由天津大学合成生物前沿研究院孵化的元合成（天津）生物科技有限公司，一个10吨发酵罐可产出1.2至1.5吨酶，产值达100多万元。2025年第一季度，武清区生物医药产业产值同比增长20.3%，越来越多的“北京研发、天津转化”的科技成果在这里落地。北京化工大学武清产学研基地正在建设中，占地约2万平方米，总投资约3亿元，11个项目将完成入驻，其中7个属于合成生物领域。

值得关注的是，2025年2月，京津冀三地签署了合成生物制造伙伴园区计划，以北京未来科学城、农业中关村核心区、天津港保税区、天津武清开发区、秦皇岛北戴河新区、石家庄国际生物医药园等地为试点，在企业服务、资源协同配置等方面推动京津冀成果转化落地。三地通过资源互补、产业联动，共同构建“北京研发、天津转化、河北配套”的跨区域协作模式，进一步放大了区域整体竞争力。

2.4.2　大宗发酵制造基地：山东、黑龙江、河南

山东、黑龙江、河南作为我国重要的农业大省和玉米主产区，凭借丰富的生物质原料资源和规模化发酵技术积淀，形成了具有全球竞争力的大宗生物发酵制造基地。需要强调的是，我国生物发酵产品产量占全球70%以上，氨基酸、有机酸等产品产量稳居世界第一，这些大宗制造能力主要集中于上述三省，奠定了中国在全球生物制造产业链中不可替代的地位。

山东省是中国生物发酵产业的传统强省，已形成从原料供应、酶制剂生产到下游产品深加工的完整产业链，在氨基酸、有机酸、酶制剂、功能糖等产品领域占据全国重要份额。青岛啤酒生物科技生产基地依托全球领先的定向酶解技术，将啤酒酿造副产物转化为酵母抽提物等高附加值产品；山东隆科特酶制剂有限公司推进年产5万吨生物制品项目扩建；丰尚与生力源投资5.08亿元在泰安建设30万吨非粮农副产品生物转化智能工厂。

黑龙江省依托玉米资源优势，以“绥哈大齐”生物制造集群为核心载体，产业规模持续壮大。集群已培育出鸿展、象屿两家百亿级集团，拥有6家上市企业、22家高新技术企业。新和成公司在绥化经开区的生物发酵基地投资额已超过75亿元，确立了以生物发酵为核心的发展方向。截至2025年12月，集群已拥有专精特新中小企业25户、创新型中小企业39户，企业培育梯队成效显著。

河南省积极构建“一核五基地”的生物产业布局，以南阳、漯河等地为重点推进生物发酵与合成生物产业化。南阳依托合成生物研究院的人才和技术优势，重点推进无豆日粮必需氨基酸高效生物合成、产油酵母微生物合成油脂替代等产业化项目。河南能源永城园区全球首套5万吨/年合成气生物发酵制无水乙醇项目全流程打通，成功产出优质产品。漯河微康农业千吨级微生物菌种生物制造车间正式投产，微生物菌种正成为驱动农牧业高质量发展的“芯片”。

2.4.3　生物制药特色集群：重庆、广东

重庆和广东在生物制药领域的比较优势突出，正成为引领我国创新药研发与产业化的重要力量。

重庆以国际生物城为核心载体，构建了“西部创新药生态圈”，成功入选2025年中国特色生物医药产业园区优秀案例。重庆国际生物城产业规模已突破1100亿元，在研创新药达56个，形成了从研发孵化到规模化生产的完整生态。2025年12月，入驻企业智翔金泰自主研发的1类生物创新药赛立奇单抗注射液成功纳入国家医保目录，实现了重庆1类创新药进医保“零的突破”。重庆已将生物医药产业纳入“33618”现代制造业集群体系中的六大千亿级特色优势产业集群之一，并印发《重庆市全链条支持创新药高质量发展若干措施》，推出25条政策举措。

广东省以广州、深圳为核心，珠海、佛山等地协同发展，已初步形成具有国际竞争力的生物制药产业集群。2025年10月，2025生物制造产业大会在广州国际生物岛举行，发布的信息显示广东在合成生物、基因技术领域实现了一批关键技术的突破，在酶制剂、核心菌种等领域形成了华大基因等一批具有自主创新能力的企业。广东省已印发《加快建设生物制造产业创新高地行动方案》，明确提出核心菌种自主率达到40%左右，打造3至5个国家级生物制造创新平台，到2027年全省生物制造产业总产值达到5000亿元左右，到2035年迈向万亿元级规模。广州明确将生物制造产业纳入“12218”现代化产业体系重点发展方向。

2.4.4　合成生物特色集群：深圳

深圳作为全国合成生物产业资源密度最高、创新活力最强的区域之一，正以前所未有的力度抢占全球合成生物产业制高点。2025年8月29日，《深圳经济特区促进合成生物产业创新发展若干规定》获深圳市人大常委会审议通过，自2025年10月1日起正式施行。该法规以“小切口、小快灵”的立法形式，直击产业审评审批周期长、成果转化效率待提升、市场应用推广难等痛点，被称为以法治手段培育新质生产力的“深圳样板”。

产业集聚成效显著。据公开报道，深圳合成生物产业集群已汇聚超370家企业，吸引全国近半数新增相关企业落户。近三年，中国每新成立100家生物制造企业，就有40家在深圳，其中30家在光明区；深圳生物制造企业专利申请量位居全国第一。光明区汇聚了超过130家合成生物企业，总估值近400亿元，涌现出赛桥生物、赛陆医疗等一批高成长性企业。恒泰裕•华南医谷等合成生物产业园已聚集28家合成生物企业，综合估值超100亿元。

2025年12月，光明科学城论坛上传出消息：合成生物研究重大科技基础设施启动试运行。该平台旨在弥合“实验室”到“生产线”的转化断层，进一步打通工艺开发、中试放大等成果转化关键环节，为深圳市打造千亿级生物制造产业集群提供核心支撑。国家生物制造产业创新中心同期正式揭牌，进一步强化了深圳在全国生物制造创新体系中的枢纽地位。

第三章　中国生物制造产业链、技术体系、应用场景与产业化突破

经过“十四五”时期的快速发展以及在2024年被首次写入政府工作报告、2025年“十五五”规划建议正式将生物制造列为六大未来产业之一，中国生物制造产业已进入从“量的积累”向“质的飞跃”转型的关键阶段。据2025年12月2025生物制造大会（重庆）现场发布的数据，全国生物制造产业总规模达到1.1万亿元，生物发酵产品产量占全球70%以上，其中食品及添加剂、生物制药两个细分领域年产值均超4000亿元。赛迪研究院消费品工业研究所所长李博洋介绍，“十四五”期间，生物发酵产值较“十三五”末增长约20%，透明质酸、聚乳酸、人工合成淀粉等部分新兴领域已实现与发达国家并跑或领跑。与此同时，中国生物制造领域论文发文量、专利申请量全球占比均已超过20%，建成了一批国家重点实验室和产业创新平台。从投资环境来看，2025年我国生物制造领域投融资规模已增长至近300亿元/年，全球合成生物制造投融资保持约30%的年复合增长率，2025年预计可达250亿美元左右。以下从产业链关键环节、核心技术突破、人工智能深度融合、五大应用领域产业化进展以及当前面临的产业化瓶颈与国家破局部署五个维度，系统梳理中国生物制造产业的最新发展图景。

3.1　生物制造全产业链关键环节梳理

生物制造产业链涵盖从上游菌种设计与装备制造、中游发酵制备到下游应用转化的完整环节，各环节的协同发展是产业高质量发展的基础。中国生物发酵产业协会数据显示，2025年上半年，生物发酵产品产量达1646万吨，同比增长约4.7%；出口量约449万吨，同比增长3.3%，行业总体运行平稳。

总体来看，我国生物制造产业链呈现“上中游强、下游应用逐步拓展”的格局：上游菌种设计与装备制造均在快速追赶，中游发酵制备规模全球领先，下游应用从传统大宗产品向高附加值领域不断延伸，集群效应也初步显现。在产业链的区域布局上，深圳合成生物集群培育了全国三成新设立合成生物企业并建成重大科技基础设施；绥哈大齐生物制造集群利用生物质资源，构建了氨基酸、燃料乙醇等优势领域，年产值达600多亿元；海南、青岛则立足地域特点发展海洋生物制造，推动海洋生物医药等“小切口”大发展。这种因地制宜、差异化发展的产业格局，为生物制造产业的可持续增长奠定了良好基础。

3.1.1　上游：菌种设计与装备制造

上游环节主要包括关键菌种的研发设计与生物反应器、发酵罐等核心装备的制造供应。在菌种设计方面，随着合成生物学与基因编辑技术的快速发展，我国已经基本建立了从基因发掘、元件设计到细胞工厂构建的全流程研发能力。在装备制造方面，生物反应器是生物制造的核心设备，其技术水平直接决定了发酵过程的效率和稳定性。近年来，我国生物反应器市场呈现快速增长态势，国产替代进程稳步推进。据GEP Research《全球及中国生物发酵器产业链全景分析与咨询报告（2025）》数据，全球生物发酵器行业在2025年呈现指数级增长，全球市场规模预计突破280亿美元，中国贡献率超过35%。从竞争格局看，北美占据技术高地，但亚太地区产能扩张速度领先，2024年至2025年中国新增生物发酵器生产线占全球总量的42%。大型发酵容器主要应用于工业化量产场景，小型模块化设备则受科研机构和创业公司追捧，订单量年增速达29%。在材料创新方面，特种工程塑料在不锈钢材质中的应用比例已提升至22%。值得关注的是，我国在生物反应器领域的技术创新持续推进，2025年生物制造大会上，工业和信息化部公布了《高性能生物反应器创新任务入围揭榜单位名单》，通过“揭榜挂帅”机制推动关键装备的国产化突破。

3.1.2　中游：发酵制备与工艺优化

中游环节是生物制造的“加工车间”，涵盖发酵工艺开发、过程控制和规模化生产。目前，我国生物发酵产业已形成较为完整的生产体系，大宗发酵产品产量位居世界前列。从产业链结构来看，上游原材料方面小麦、玉米、木薯等农产品是重要的生产原料；中游为生物发酵产品的生产制造；下游应用场景主要集中在饲料、食品与化工等领域。在绿色发展方面，行业积极推广节能降耗技术，原料端逐渐摆脱对玉米等粮食的依赖，秸秆等非粮生物质原料的产业化利用不断推进，契合“双碳”战略要求。在智能制造方面，AI驱动的发酵控制系统开始逐步应用，有助于解决传统生产中染菌、能耗高的问题，提升生产效率。

3.1.3　下游：应用转化与市场拓展

下游环节是生物制造成果从实验室走向市场的“最后一公里”，覆盖食品、医药、化工材料、绿色能源、日化美妆等多个终端应用领域，直接决定了产业的市场价值和商业生命力。目前，我国生物制造下游应用呈现多元化发展态势。食品及添加剂、生物制药两个细分领域年产值均超4000亿元，构成产业的主要支柱。在新型材料领域，自主研发的长链二元酸系列产品广泛用于航空航天、新型纺织等高性能材料。此外，酵母蛋白、真菌蛋白等多种蛋白路线实现产业化，人工合成淀粉也率先实现产业化突破。在一些新兴高附加值领域，生物基塑料、生物基化学品等细分赛道同样增长迅速。

3.2　生物制造核心技术突破：合成生物学、基因编辑与酶工程

核心技术的持续突破是生物制造产业高质量发展的根本驱动力。“十四五”以来，我国在合成生物学、基因编辑与酶工程等领域取得了系列重要进展，正从“跟跑”向“并跑”和“领跑”转变。据《中国工业生物技术发展白皮书2025》分析，我国在生物制造领域发文量和发明专利申请数量均居全球第一，部分关键技术领域已实现重要突破。

从整体态势来看，我国在合成生物学、基因编辑、酶工程等核心技术领域的研发能力持续增强，自主创新的高通量基因测序仪、高精度基因拼接仪、AI蛋白质大分子设计平台等关键工具和平台也实现了重要突破，正在从过去的“跟跑”向“并跑”和“领跑”的战略转变。然而，在核心专利布局的系统性、原创性酶资源的积累深度以及部分关键技术工艺的工程化成熟度等方面，与国际先进水平仍存在一定差距，未来需要在基础研究与应用研发之间建立更加顺畅的转化通道。

3.2.1　合成生物学使能技术持续突破

合成生物学作为生物制造的核心支撑技术，近年来在元件库构建、代谢网络设计、细胞工厂创制等方面进展显著。2025年12月，中国科学院天津工业生物技术研究所王钰研究员团队取得重要突破，开发了一套系统的甲醇芽孢杆菌合成生物学使能技术，包括高效的DNA电转化方法（将转化效率较原方法提升1000倍）、基于热稳定CRISPR-Cas9系统的基因组编辑技术（靶向致死率超过98%）、用于基因稳定表达的染色体中性位点及生物设计工具。利用该系统，团队构建了无质粒、表型稳定的工程底盘，并首次实现了以甲醇为唯一碳源生产L-精氨酸。甲醇低价易得、能量密度高，可利用二氧化碳、生物质为原料规模化生产，是生物制造理想的非粮替代原料，该突破为拓展生物制造原料来源提供了新的技术路径。

3.2.2　基因编辑技术迈向大片段精准操控

以CRISPR为代表的基因编辑技术持续演进。2025年8月，中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞研究员团队研发出一种新型可编程染色体编辑技术（PCE），在动植物中实现了从千碱基到兆碱基级别DNA的多类型染色体精准操纵，攻克了大片段DNA精准操纵这一基因编辑领域的核心难题。相关成果发表于《细胞》期刊，审稿人评价其为“基因工程领域的重大突破”。该技术在动植物细胞中成功实现了18.8kb超大片段DNA的定点整合、5kb序列的定向替换、12Mb的染色体倒位、4Mb的染色体删除及整条染色体的易位。利用该技术，研究团队还成功创制了含315kb精准倒位的抗除草剂水稻种质，展示出在作物改良方面的广阔应用前景。

3.2.3　工业微生物基因编辑也在快速推进

上海交通大学微生物代谢国家重点实验室童垚俊团队自2013年以来致力于为链霉菌等工业微生物构建高效基因编辑工具，目前已形成从基因失活、转录抑制、单碱基编辑、多基因编辑到先导编辑的完整遗传操作体系。江南大学陈坚院士团队张国强研究员课题组则基于高扩增性能的噬菌体DNA聚合酶与CRISPR-nCas9建立了高效可控的基因组靶向体内连续进化系统（CTRLE），应用于基因组位点的连续进化以获得具有特定表型的菌株。这些研究共同丰富了中国在微生物基因编辑领域的技术储备，为工业菌株的高效改造提供了多样化工具。

3.2.4　酶工程与蛋白质设计加速发展

酶是生物制造的“催化剂”，酶工程技术的发展直接决定了生物催化的效率和选择性。近年来，我国在酶挖掘、酶改造和从头设计等领域均取得了重要进展。在技术应用层面，陕西海斯夫生物工程有限公司入围工信部首批典型应用案例的“构建高效细胞工厂实现生物制造替代化学合成方式生产香兰素”项目，通过自主构建的“AI+全链路”蛋白质虚拟筛选平台，系统优化了香兰素生物合成路径中的关键酶，打造出香兰素高效合成细胞工厂。此外，常州新一产生命科技有限公司的“蛋白质智能预测和改造技术实现极端蛋白元件高效挖掘和性能优化”项目以及江苏创健医疗科技股份有限公司的“应用人工智能辅助重组胶原蛋白精准设计”项目，均入选工信部典型应用案例。这些案例表明，AI与酶工程的深度融合正在显著提升蛋白质元件的设计效率与功能优化能力。

3.3　人工智能与生物制造深度融合：16项典型应用案例

人工智能正深刻变革生物制造的科研范式和生产模式。生物技术作为典型的数据密集型学科，正成为人工智能赋能科学发现和技术创新的最佳试验场。目前，AI与生物制造的深度融合已在菌种设计、工艺开发、过程控制、放大生产等全产业链环节展开，推动“设计—构建—测试—学习”全流程向智能化闭环跃迁。

国家级典型应用案例体系建设。2025年8月，工业和信息化部办公厅印发《工业和信息化部办公厅关于印发人工智能在生物制造领域典型应用案例（第一批）的通知》（工信厅消费函〔2025〕327号），首批共16个项目入选，分为“优秀”和“典型”两个等级，覆盖生物反应过程的智能控制、细胞工厂的构建及优化、高性能蛋白质元件设计及构建、代谢通路的设计及优化等多个场景。这些案例代表了我国AI赋能生物制造领域的最高水平，具有较强的行业示范意义和推广价值。工业和信息化部明确表示，后续将进一步推动人工智能与生物制造深度融合，促进生物制造全产业链提质升级。

菌种设计环节：从“挖酶”到“创酶”的跨越。在蛋白质元件设计与细胞工厂构建方向，入选案例展示了AI技术的显著赋能效果。常州新一产生命科技有限公司的“蛋白质智能预测和改造技术实现极端蛋白元件高效挖掘和性能优化”项目，利用深度学习算法对极端环境微生物的蛋白质数据库进行挖掘和预测，实现了高性能蛋白元件的高效开发。江苏创健医疗科技股份有限公司的“应用人工智能辅助重组胶原蛋白精准设计”项目，则通过AI辅助的蛋白质设计平台，实现对重组胶原蛋白序列的精准设计和功能预测，显著缩短了研发周期，提升了产品品质。

在细胞工厂构建与代谢通路优化方向，陕西海斯夫生物工程有限公司的“构建高效细胞工厂实现生物制造替代化学合成方式生产香兰素”项目，通过自主构建的“AI+全链路”蛋白质虚拟筛选平台，系统优化了香兰素生物合成路径中的关键酶，打造出高效合成细胞工厂。天津工业生物技术研究所的“数据驱动的细胞工厂设计与高通量技术融合”项目也入选了典型案例名单，主要聚焦芳香族化学品的高效生物合成，通过数据驱动的细胞工厂设计与高通量技术融合，为生物制造智能化升级提供了可复制的实践范例。

工艺开发与过程控制环节：智能化闭环的系统构建。在生物反应过程的智能控制方面，AI技术正在显著优化发酵过程的预测精度与控制效率。通过构建数字孪生系统，研究人员可以在开展真实实验之前就利用仿真环境对工艺条件进行系统模拟和筛选，AI算法能够对海量参数组合进行高效筛选，辅助识别更优的工艺条件，从而提升产物产量与过程稳定性。基于深度学习模型的“感知—决策—调控”闭环系统可以实时处理温度、酸碱度、溶氧、尾气等多模态时序数据，在发酵早期预测后期走势并生成调控建议。通过融合多光谱传感与机器学习算法，还可对关键代谢物进行实时监测与智能补料，有助于减少批次间差异，提升生产稳定性。

据赛迪研究院电子信息研究所《人工智能赋能生物制造研究》报告分析，AI赋能生物制造的技术变革正在全局推进中：人工智能正在从菌种设计阶段的生成式模型与蛋白质语言模型应用、工艺开发阶段的数字孪生与理性设计转型、过程控制阶段的智能化自主运行，到放大生产阶段的虚拟放大实验辅助破解中试产业化瓶颈等多个维度重塑生物制造全产业链条。这一进程中，我国已初步形成了一批具有自主知识产权的AI+生物制造融合技术成果。

图表9：我国16项典型应用案例概览

数据来源：工业和信息化部“人工智能在生物制造领域典型应用案例（第一批）”，工信厅消费函〔2025〕327号，2025年8月发布、中投产业研究院

从发展趋势看，随着云实验室和自动化实验平台在全国范围内的加速普及，生物制造的研发周期有望从“年”缩短至“月”甚至“日”。大语言模型与底层技术的深度整合、人机协同决策体系的逐步建立，正推动生物“智造”新时代加速来临。

3.4　生物制造五大应用领域产业化落地概况

生物制造的应用场景正在从传统的医药、食品领域向化工材料、绿色能源、日化美妆等更广泛的产业方向拓展，形成多领域协同发展的产业格局。

综合来看，我国生物制造五大应用领域呈现出“医疗引领、食品稳固、材料崛起、能源蓄势、美妆扩展”的发展格局。医疗健康领域创新药上市加速推动了产业价值的快速释放，是当前生物制造应用价值最高的板块；食品农业领域在规模上占据最大份额，保持稳健增长；化工材料领域增速最快，正沿生物基替代路线快速崛起；绿色能源领域还处于产业化前期的技术验证与中试示范阶段，但中长期增长潜力巨大；日化美妆领域凭借生物活性物的产品创新，也在稳步拓展市场规模。

3.4.1　医疗健康领域

创新药上市加速，商业化迎来收获期。医疗健康是生物制造最核心、附加值最高的应用领域。据《中国工业生物技术发展白皮书2025》数据，近一年生物制造领域投融资总额约280亿元，其中医药与健康板块涉及的投融资金额超过150亿元，占比超过半数，稳居各细分领域首位。2024年，中国获批上市的1类创新药达到48种，是2018年的5倍以上。2025年上半年国产创新药获批占比更是高达93%，呈现出创新药上市的“井喷”态势。从创新质量来看，首创（FIC）药物占比已从2015年不足10%提升至2024年的约30%，中国首发新药全球占比从4%增长至38%，中国正从“医药大国”加速向“医药创新强国”迈进。在商业化方面，2025年上半年多家创新药企已实现扭亏为盈，商业化迎来收获期。在细胞与基因治疗等前沿领域，中国在CAR-T细胞疗法、基因编辑等技术方面已接近国际先进水平，部分产品实现了全球首发上市。

3.4.2　食品农业领域

替代蛋白与新型食品产业化进程提速。食品农业是生物制造最具民生属性的应用领域，也是新兴赛道增长最快的板块之一。在替代蛋白方向，酵母蛋白、真菌蛋白、梭菌蛋白等多种技术路线已经实现产业化，人工合成淀粉更是在全球范围内率先实现产业化突破。在食品添加剂和功能配料方向，发酵法生产的氨基酸、维生素、酶制剂等产品产量持续扩大，其中透明质酸的微生物发酵生产技术已达到国际领先水平。在农业领域，生物育种和微生物肥料的发展也为保障粮食安全和农业可持续发展提供了新的技术手段。

3.4.3　化工材料领域

生物基材料市场规模突破1200亿元。化工材料是生物制造实现“以生物替代石化”的核心阵地。据行业市场分析报告，2025年中国生物基材料市场规模预计突破1200亿元，年增速达18.7%，非粮原料替代率提升至40%，生物基化学品在石化产品中的渗透率突破20%。生物基材料的全生命周期减碳优势显著，其碳排放较石油基材料降低30%至70%。在具体产品方面，中国自主研发的长链二元酸系列产品已广泛应用于航空航天、新型纺织等高性能材料领域；聚乳酸（PLA）等生物降解塑料的产能持续扩大，2025年中国生物基塑料市场规模约430亿元；透明质酸等生物基精细化学品的产量和技术水平均处于世界前列。从产业集群来看，以长三角为核心的生物基材料产业带正在加速形成，深圳合成生物集群和绥哈大齐生物制造集群分别在不同技术路线上形成了特色化竞争优势。

3.4.4　绿色能源领域

生物燃料与非粮原料替代加速推进。绿色能源是生物制造实现能源转型和减碳目标的重要领域。在生物燃料方面，燃料乙醇、生物柴油、生物航煤等产品逐步实现产业化应用。“地沟油”经过加氢脱氧处理后可转化为航空燃油；玉米等生物质资源被加工成燃料乙醇，服务于航空业的减排目标。在非粮原料替代方面，近年来国家加大对纤维素乙醇、秸秆制糖等非粮原料路线的研发支持力度，部分技术已进入中试和示范阶段。中国科学院天津工业生物技术研究所开发的甲醇芽孢杆菌一碳生物制造技术，可直接利用以二氧化碳为原料规模化生产的甲醇进行生物合成，为能源领域的非粮替代提供了全新的技术路线。

3.4.5　日化美妆领域

生物制造赋能美丽产业升级。日化美妆是生物制造新兴应用中最具消费属性的领域之一。透明质酸、重组胶原蛋白、多肽等生物活性物的微生物发酵生产技术已经日趋成熟，应用场景不断拓宽。以华熙生物为代表的一批企业，依托合成生物技术平台，聚焦功能糖、蛋白质、多肽、氨基酸等生物活性物的研发、生产和销售。其投资建设的全球规模最大的合成生物中试平台（位于天津滨海新区，建筑面积达4.4万平方米，拥有64条中试生产线），已覆盖化妆品、食品添加剂、生物制药三大核心领域，在日化美妆板块形成了从原料研发到产品应用的完整产业链能力。随着消费者对“天然”“绿色”“生物基”产品的偏好持续增强，生物制造在日化美妆领域的渗透率有望继续提升。

3.5　生物制造产业化瓶颈与国家破局部署

尽管中国生物制造产业在规模、技术和应用等方面均取得了显著进展，但在从中试放大到大规模产业化的关键环节，仍面临“死亡谷”挑战，在关键装备、原料路线等方面也存在现实短板。产业化瓶颈的突破，已经成为国家在“十五五”时期推动生物制造高质量发展的战略重点。

（一）中试放大“死亡谷”是当前最主要的产业化瓶颈。在生物制造领域，实验室科研成果想要从试管烧杯走向规模化、低成本、稳定可靠的工业化生产，需要跨越一条被称为“死亡谷”的巨大鸿沟。研究表明，生物制造创新成果经过中试的产业化成功率可达80%，而未经过中试的产业化成功率仅为30%。中试这一生物过程放大环节，已成为我国生物制造创新成果产业化过程的关键瓶颈之一。

中试放大的困难主要源于生命系统的复杂性。华东理工大学国家生化工程技术研究中心（上海）主任、生物反应器工程国家重点实验室常务副主任庄英萍指出：“细胞工厂作为具有复杂代谢网络的活性系统，是实现目标产物合成的核心。制造过程优化的根本目标在于精准调控细胞代谢，使其高效地定向生产目标产物，这要求必须对细胞与反应器环境构成的整体系统进行深入的工程学研究，以揭示其内在运行机理”。从反应器角度而言，大型工业反应器内存在营养物质浓度、温度、速度及氧气分布的梯度场，气泡大小与分布、搅拌剪切力等因素直接影响传质与混合效率；从发酵过程而言，微生物在不同阶段的生理状态和代谢活性持续变化，需动态调控环境参数，使其始终处于最有利于产物合成的状态。

国家布局：首批43家中试平台加速落地。为系统破解中试放大瓶颈，2025年6月，工业和信息化部、国家发展改革委联合发布《关于开展生物制造中试能力建设平台培育工作的通知》，明确提出到2027年力争培育生物制造中试能力建设平台20个以上，服务企业数量超过200家，孵化产品400个以上。2025年11月，工业和信息化部公示了全国首批生物制造中试能力建设平台名单，共43家单位入选，覆盖全国25个省市。在这43个平台中，五家平台获评五星，分别是：中国科学院天津工业生物技术研究所、华熙生物科技（天津）有限公司、苏州沃美生物有限公司、河南成果转化生物科技有限公司以及楚天科技股份有限公司。

其中，华熙生物全球规模最大的合成生物中试平台位于天津滨海新区，建筑面积达4.4万平方米，拥有64条中试生产线，覆盖化妆品、食品添加剂、生物制药三大核心领域。该平台具备“平台化”与“柔性化”双重优势，不仅服务于企业内部研发，更面向高校、科研机构及社会开放，提供从菌种培育到终端产品的全链条中试服务，其“模块化”设计可实现产线的快速切换，大幅提升设备利用效率。业内专家指出，中国生物制造要实现从“跟跑”到“领跑”的转变，必须依靠具备中试放大与工程化能力的平台支撑。

（二）装备短板：高端生物反应器仍依赖进口。生物反应器是生物制造的核心装备，其技术水平直接影响发酵过程的效率、稳定性和成本。尽管我国在中低端发酵罐领域已具备较强制造能力，国产替代率逐步提升，但在高端生物反应器方面仍存在明显短板。据行业分析，欧美企业主导高端定制化市场，关键传感器等高端部件仍依赖进口，自主供给能力仍有较大差距。2025年生物制造大会上，工业和信息化部公布了《高性能生物反应器创新任务入围揭榜单位名单》，明确提出要会同中国科学院等部门开展高性能生物反应器的研发，不断提升关键装备集成化能力和生产效率。

（三）粮食基原料依赖与非粮/一碳原料替代路线。当前我国生物发酵产业的主要原料仍以玉米、大米、小麦等粮食作物为主，这既对粮食安全构成潜在压力，也限制了产业的可持续发展空间。行业正积极推动原料端逐渐摆脱对玉米等粮食的依赖，秸秆等非粮生物质原料的产业化利用不断推进。在替代原料路线方面，中国多元化探索取得了重要进展。一碳原料路线是极具前景的方向。中国科学院天津工业生物技术研究所开发的甲醇芽孢杆菌一碳生物制造技术，以甲醇为唯一碳源和能源，可利用二氧化碳规模化生产的甲醇进行生物物质合成，为拓展原料来源开辟了新路径。在非粮生物质转化方面，2025年6月，工业和信息化部、农业农村部联合发布《关于开展非粮生物基材料产业创新发展典型案例推荐工作的通知》，聚焦与秸秆等非粮生物质综合利用相关的产业基地，推动秸秆制糖、纤维素乙醇等技术产业化。

（四）“十五五”时期的系统化部署。2025年10月发布的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》明确提出，推动生物制造成为新的经济增长点。工业和信息化部将编制发布“十五五”生物制造发展规划，明确标志性产品和人工智能典型应用案例，培育生物制造中试平台，开展高性能生物反应器揭榜挂帅，筹建生物制造标准化工作组，培育生物制造复合型人才，努力推进生物制造迈向新发展阶段。工业和信息化部消费品工业司司长何亚琼介绍，工信部已通过三项名单精准构建起“创新攻关—转化支撑—成果落地”的完整产业生态链，创新任务揭榜挂帅入围单位将成为产业升级“先锋队”，中试平台承担成果转化“加速器”作用，标志性产品则将为产业高质量发展树立“风向标”。下一步将加强科技研发和创新攻关，瞄准生物制造产业面临的基础科学问题和重大工程化瓶颈，加强原始创新和关键核心技术攻关，促进科技创新和产业创新深度融合；推进产学研用金协同发展，发挥龙头企业牵引带动作用，加快构建生物制造产品矩阵和企业矩阵；筑牢产业基础，拓展应用场景，推动生物制造产品在未来食品、医疗健康等领域广泛应用。

综合来看，中国生物制造产业正处于从“量的积累”向“质的飞跃”转型的关键期，“十五五”时期将是最重要的战略发展窗口。通过系统性突破中试放大瓶颈、补齐关键装备短板、拓展非粮原料来源等举措，中国有望在全球生物制造产业格局中从“并跑”走向“领跑”。

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