生物制造是变革传统制造模式的重大方向,也是未来生物经济的新引擎。生物制造作为生物技术与先进制造深度融合的颠覆性范式,已成为全球新一轮科技革命和产业变革的制高点。2022年中央经济工作会议提出加快生物制造等前沿技术研发和应用推广,2023年中央经济工作会议将其明确为“战略性新兴产业”,2024年政府工作报告提出将其打造为“新增长引擎”,2025年政府工作报告明确提出“因地制宜发展新质生产力”,培育生物制造、量子科技、具身智能、6G等未来产业,标志着我国生物制造发展进入国家战略牵引的新阶段。作为一个兼具战略性和颠覆性的领域,生物制造为何受到如此高度重视?它又将如何重塑全球产业竞争格局?
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什么是生物制造产业?
生物制造成长于发酵产业,但不等同于传统发酵产业,是传统发酵产业和合成生物学前沿技术高度耦合的新型产业。大豆经生物酶转化,成为保健品市场的新宠;玉米变身燃料乙醇,助力减少航空业碳排放;利用基因工程菌株生产的胰岛素,成为治疗糖尿病的有效手段……在我国,生物制造正成为产业创新发展的“新赛道”。
生物制造定义↓
生物制造,广义的理解是指以基因工程、合成生物学等前沿生物技术为基础,利用菌种、细胞、酶等生命体生理代谢机能或催化功能,通过工业发酵工艺规模化生产目标产物的制造过程。生物制造利用生物技术进行产品生产,具有高效、环保、可持续等优势。在医药、化工、农业等领域,生物制造正逐步替代传统生产方式。通过基因编辑、合成生物学等前沿技术,生物制造能够开发出新型生物材料、生物燃料和生物制品。随着技术的不断突破和成本的降低,生物制造将在全球产业竞争中占据重要地位,为我国绿色发展和产业升级提供新的动力。
生物制造技术路线↓
①合成生物学与基因工程:以基因工程、合成生物学等前沿生物技术为基础,利用菌种、细胞、酶等生命体的生理代谢机能或催化功能,通过工业发酵工艺规模化生产目标产物。
②微生物菌株构建(DBTL循环) :包括菌株筛选、基因改造、发酵过程控制与参数分析、产品分离与纯化等环节。
③生物基材料制备:利用可再生生物质(如农作物、树木等)通过生物、化学及物理方法制造新型材料。
④生物炼制与生物过程工程:涉及生物炼制技术、生物过程工程等新技术的发明与应用。
产业分类↓
生物制药:包括细胞与基因治疗、重组蛋白、抗体药物、疫苗、抗生素等。
生物化工:如丁二醇、丁二酸等大宗化合物的生产。
食品行业:利用生物技术生产食品添加剂、酶制剂等。
生物燃料:如生物航空煤油、生物降解塑料等。
产业特点↓
绿色环保:生物制造以绿色低碳、可再生为特征,减少对石油资源的依赖,实现可持续发展。
高附加值:生物制造产品具有高附加值,如重组蛋白药物、生物基材料等。
技术创新:依托合成生物学和基因工程技术,推动产业向高端化发展。
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我国生物制造产业发展现状
9月25日从工业和信息化部获悉,我国生物制造产业发展势头强劲,在全球产业格局中的竞争力持续领跑。
最新统计数据显示,目前我国的生物制造产业总规模已接近1万亿元,发酵产能占全世界70%以上,一批有竞争力的生物制造产业集聚区已经成长起来。
工业和信息化部消费品工业司司长 何亚琼:未来,新成果在应用场景方面的先行先试成果转化,是最需要突破的。各地应因地制宜发展生物制造,做好生物制造顶层设计,做好生物制造政策的供给主要工作。
产业规模与产能优势的背后,是技术创新的持续驱动。近五年,我国主要生物制造企业专利申请量、授权量累计分别达13680项、9447项,占历史申请总量的52.2%和63.8%,技术创新步伐显著加快。目前,我国生物制造产业在部分新兴领域已实现全球领先。
2025年以来,我国生物制造产业政策密集出台,形成覆盖研发、制造、应用全链条的扶持体系。深圳,全国首部合成生物产业专项法规落地,建立跨境临床试验协作网络,加速成果转化。北京,提出打造全球合成生物制造创新高地,重点支持高附加值产品布局。广州,聚焦细胞与基因治疗、重组蛋白等细分领域,目标2027年形成千亿级产业集群。
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生物制造成为全球未来竞争新阵地
近年来,世界各主要经济体纷纷将生物制造视为未来竞争的核心驱动力,从国家层面加强产业规划和支持力度。
我国发布的《“十四五”生物经济发展规划》明确将生物制造作为战略性新兴产业,提出到2027年培育20个以上中试能力建设平台,服务企业超200家。2025年政府工作报告首次将生物制造纳入“新增长引擎”,建立未来产业投入增长机制。七部门联合印发的 《关于推动未来产业创新发展的实施意见》 则进一步细化布局,围绕合成生物、生物制造等前沿领域,提出技术攻关、场景应用、生态培育等全链条支持举措。
美国推出“国家生物技术和生物制造计划”,2024年更新《关键和新兴技术清单》,将生物制造列为国家安全技术。2024年欧盟发布《与自然共建未来》文件,推动跨部门生物制造路线图,通过《工业生物技术2025远景规划》明确提出,到2030年实现生物基化学品对 10%-20% 传统化学品的替代。澳大利亚发布《国家合成生物学进展报告》。日韩参与美国主导的生物制药联盟,构建供应链合作……各大经济体竞相加大资金和政策支持力度,旨在抢占全球生物经济制高点。这意味着,生物制造不仅涉及科技竞赛,更关乎国家战略竞争。
当前,我国在氨基酸、人工合成淀粉等方面处于世界领先水平,但在原创菌种开发、精密生物仪器等领域仍需突破。生物制造的创新发展水平直接关系到我国能否在新一轮产业变革中掌握主动权,竞逐新赛道。
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生物制造产业未来发展趋势
从产业发展的维度看,生物制造正成为培育发展新质生产力的关键动能。生物制造可广泛应用到医药、农业、化工、能源、材料、食品等多个行业领域,为产业转型升级提供技术动力,在推动科技创新与产业创新深度融合方面大有可为。经济合作与发展组织(OECD)预测,到2030年,生物制造相关产业规模将达到全球工业生产总值的35%。
生物制造的未来正迎来多维变革,四大核心趋势即:技术融合实现绿色生产革新,数字化转型加速研发进程,生态构建打通创新链路,场景拓展创造高附加值空间,将驱动产业从技术突破迈向价值重构,重塑全球制造格局。
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