生物经济被誉为继农业经济、工业经济、数字经济之后的第四次产业浪潮，生物制造有望在21世纪末成为全球制造业主导力量。近年来合成生物作为第三代生物制造技术在全球迅速发展，2018年以来我国相关支持政策密集出台，广东、湖北、山西、北京、上海、天津、杭州等省市也纷纷发布合成生物产业发展规划，一个万亿美元的产业新赛道正当风口。
合成生物学作为一种底层技术，为能源、医药、营养健康、农业、环保、新材料等多个领域带来巨大的增长机会，近年来在化妆品、营养健康、农业食品等领域的应用更是迅猛增长。
1、可再生能源
在能源领域，主要体现在以农林废物资源、城市有机垃圾资源、合成气和CO2等为原料，利用人工设计的合成生物系统生产不同产品类型的能源产品。合成生物能源包括生物乙醇、生物柴油、高级醇等生物液体燃料、生物沼气(甲烷)、生物氢气及生物电等。目前全球至少有60多个国家开始推行生物能源，其中巴西、美国、欧盟贡献了全球消费量的84%。
2、生物基材料
3、化妆品及营养品
在化妆品和营养品领域，利用合成生物技术实现功能糖、蛋白质、多肽、氨基酸、核苷酸等生物活性物开发和产业化应用，为新兴企业发展提供了巨大机遇。如华熙生物的透明质酸、巨子生物的重组胶原蛋白、嘉必优的功能性营养化学品等。植物免疫蛋白（螺旋藻蛋白、免疫球蛋白、活性肽等）、植物提取物（人参皂苷、红景天苷、雪莲素等）、益生菌（工程益生菌）等，都是市场追捧的热点产品。
4、农业和食品工业
在农业和食品工业领域，合成生物技术应用包含基因农业、蛋白饲料、肉类和乳制品、饮品、食品安全、调味剂和添加剂等多个方向，代表企业有梅花生物、星湖科技、三元生物等。利用基因编辑技术改良农作物，通过生物发酵生产蛋白饲料，通过动植物细胞工厂培养人造肉、人造蛋白和人造油脂等，通过微生物细胞工厂生产人工合成淀粉、蛋白质等，将是未来产业发展的常态。
5、生物医药产业
在生物医药领域，合成生物技术可以用于药物生产、医学诊断和治疗方法开发等，涉及体外检测、RNA疫苗、药物、抗生素、细胞免疫疗法、微生态疗法、基因治疗、药物成分生产和制药用酶等诸多方向。以微生物、植物、动物细胞为反应器，进行天然活性物质的生产和加工，将是中药现代化的一种新策略。代表企业有蔚蓝生物、金城医药、普利制药、凯莱英、中科碳元、合生基因等。
6、环境保护产业
合成生物技术在环境保护领域的利用，一是体现在处理废水、废气等环境污染物，实现资源化利用；二是通过细胞工厂生产各类生物基材料，替代过去传统动植物提取、石化基来源的材料，可以极大降低资源消耗和碳排放；三是将二氧化碳资源化，来生产合成淀粉、葡萄糖等产品。
合成生物学是汇集生物学、基因组学、工程学和信息学等多种学科的交叉学科，合成生物产业具有明显的创新驱动属性，科技资源密集、生物产业发达的地区是合成生物企业的主要策源地。目前，国内最多的合成生物企业汇聚于长三角、京津冀、粤港澳等地区，不少企业已经发展成为细分领域行业龙头。
龙头企业的产业链布局，为各地发展合成生物产业提供了广泛的机会。如梅花生物目前已完成河北廊坊、内蒙通辽、新疆乌鲁木齐、吉林白城等多区域布局；华熙生物从济南研发生产基地，逐步形成上海研发中心、北京国际创新产业基地、天津生产基地、湘潭生产基地、海南科技产业园等产业布局；凯赛生物总部和研发中心位于上海张江科学城，3个生产基地分别位于山东济宁市、新疆乌苏市和山西太原市。
伴随龙头企业的不断壮大、创业企业的大量涌入，合成生物产业进入到龙头企业裂变与创业企业孵化双轮驱动的发展局面。合成生物产业大多具有新材料属性，天然具有向应用延伸的特点，十分适合“1+N”产业共同体模式。依托龙头企业的核心技术和产品优势，一方面建立基于生物活性材料等的垂直孵化器，招引应用产品创新研发企业，持续快速开发新产品；一方面招引行业品牌销售企业，合资合作开发运营新的品牌产品，最终形成“核心材料研发-行业产品创新-品牌合作分销”的产业共同体。
从区域经济视角来看，伴随合成生物产业的大发展，合成生物产业集群或专业园区将形成多种发展模式，比如龙头企业引领的产业共同体、创新创业企业集聚区、依赖资源和成本优势的制造业集聚等等。而真正构建合成生物产业集群，有赖于平台、科技、人才团队、产业园、资本等产业生态的支撑，典型如深圳光明区构建的合成生物产业生态，包括教育（深理工合成生物学院）、平台（合成生物研究重大科技基础设施）、科研（深圳合成生物学创新研究院）、产业（深圳市工程生物产业创新中心、合成生物产业园）和资本（合成生物产业基金）。
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