生物制造正成为全球产业变革的核心驱动力。华安证券2025年3月发布的《生物制造大有可为，助力新一波产业革命浪潮》报告指出，全球合成生物学市场规模从2018年53亿美元快速增长至2023年171亿美元（CAGR 27%），预计2028年将达498亿美元（CAGR 24%）。合成生物学在医疗健康、食品农业、化学工业、消费品等多领域广泛应用，生物基材料替代化石基材料的碳减排效应显著。本文从市场规模、应用前景、增长驱动三个维度分析生物制造行业的市场空间。
全球合成生物学市场：2018-2023年CAGR 27%，2028年望达498亿美元
合成生物学市场的快速增长印证了生物制造产业的蓬勃活力。根据CB Insights数据，全球合成生物学市场规模从2018年的约53亿美元快速增长至2023年的171亿美元，期间复合年增长率达27%。预计在2028年，全球合成生物学市场规模将达到498亿美元，2023-2028年复合增长率约24%。这一增速在生物科技细分赛道中处于领先水平，远超传统医药和化工行业的平均增速。合成生物学市场的高增长源于三大驱动力：底层技术（基因测序、基因编辑、基因合成）的快速迭代和成本下降；政策端各国政府将合成生物学纳入国家战略规划；下游应用端从医药到化工、从农业到消费品的多领域渗透。2020年麦肯锡报告中提到，全球约60%的产品可采用合成生物学进行生产，预计2030-2040年合成生物学产品每年可带来约2-4万亿美元的直接经济影响。
细分市场结构：医疗健康/专业科研/化学工业为三大核心方向
合成生物学下游市场呈现多元化格局。根据CB Insights数据，2023年医疗健康、专业科研以及化学工业是全球合成生物学最大的三个细分方向。生物医药是合成生物学影响最大的领域——可应用于细胞和基因治疗、原料药和中间体生产、医疗耗材、体外检测等诸多方向。CRISPR Therapeutics采用CRISPR基因编辑技术的同种异体CAR-T细胞疗法CTX110获FDA再生医学先进疗法认定；Moderna利用合成生物学技术在25天内完成COVID-19疫苗的序列设计和生产。化学工业方向，合成生物学通过细胞工厂和人工合成代谢途径优化，实现更高效、更环保的生物合成方案，凯赛生物、华恒生物等企业在生物基材料领域已实现规模化生产。食品与农业领域，Pivot Bio研发出针对玉米作物的微生物固氮产品，GreenLight Biosciences开发全球首款RNA生物农药喷剂Ledprona。
中国生物发酵产业：全球领先，年产量超7000万吨
我国生物发酵产业规模全球领先，为合成生物学的产业化落地提供了坚实制造基础。根据中国科学院院刊显示，国内发酵产品年产量超过7000万吨，氨基酸、有机酸、维生素等核心产品的产量占全球总量的60%-80%。在合成生物学的推动下，发酵工艺不断优化，生产效率持续提升。中国生物发酵设备行业已形成完整产业链，从原材料供应到设备制造和产品研发均实现快速发展，2023年上半年市场规模超200亿元。原材料端，中国是全球最大的小麦生产国，玉米和大米产量也位居世界前列，确保了充足且稳定的发酵原料供应，进一步降低了生产成本，增强了产业链竞争力。华恒生物年产5万吨生物基1,3-丙二醇和5万吨生物基丁二酸项目已全面建成并实现连续量产，凯赛生物合作打造全球首个生物基热塑性复合材料光伏边框应用示范项目，中国企业在生物制造产业化方面已走在前列。
碳减排效应：生物基材料碳减排超60%，双碳目标下的战略价值
在当前双碳减排趋势下，发展合成生物学产业具有深远的战略意义。根据世界自然基金会估算，到2030年，工业生物技术每年可减少10亿至25亿吨二氧化碳排放。合成生物技术可在多种生物基材料生产中实现超过60%、甚至高达90%的碳减排。相较于传统石化路线，合成生物学能够利用可再生资源为原料，通过代谢工程改造微生物，实现更加节能、低碳的制造方式。中科院天工所统计，目前合成生物制造产品的节能减排能力已达30%-50%，未来可进一步提升至50%-70%。以华恒生物厌氧发酵技术为例，该技术无需通氧，显著降低能源消耗，工艺达国际领先水平并满足巴斯夫等国际客户对绿色原材料的要求。生物制造产业作为新质生产力代表，正成为中国经济转型的新动力。
全球合成生物学市场规模预测| 年份 | 市场规模（亿美元） | 阶段特征 |
|---|
| 2018 | 53 | 起步期 |
| 2023 | 171 | 快速成长期（CAGR 27%） |
| 2028E | 498 | 加速渗透期（CAGR 24%） |
