生物制造領(lǐng)域正在步入一個(gè)全新的發(fā)展階段，2024年被視為生物制造的元年，而緊接著的2025年，則預(yù)示著該領(lǐng)域?qū)⒂瓉?lái)新一輪的增長(zhǎng)高潮。技術(shù)的不斷革新和市場(chǎng)需求的持續(xù)增長(zhǎng)，正合力將生物制造推向經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新前沿。
然而，生物制造產(chǎn)業(yè)鏈上的各個(gè)環(huán)節(jié)并非一帆風(fēng)順，它們正面臨著諸多亟待解決的核心問題。從原材料供應(yīng)、生產(chǎn)技術(shù)到產(chǎn)品應(yīng)用和市場(chǎng)拓展，每一個(gè)環(huán)節(jié)都充滿了挑戰(zhàn)。針對(duì)這些問題，本報(bào)告進(jìn)行了深入剖析，旨在為行業(yè)從業(yè)者提供有價(jià)值的參考。
在生物制造5.0時(shí)代，人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和智能制造等智能技術(shù)與合成生物學(xué)的深度融合，成為了推動(dòng)生物制造全面轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。尤其是BT生物技術(shù)合成生物學(xué)與IT信息技術(shù)人工智能的融合，為生物制造帶來(lái)了前所未有的變革。通過AI技術(shù)，合成生物學(xué)在探索合成路線、發(fā)掘新酶以及改造酶的過程中，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用。以香蘭素的研發(fā)為例，AI技術(shù)的加入使得研發(fā)周期和產(chǎn)業(yè)化周期顯著縮短，同時(shí)降低了研發(fā)成本和終端產(chǎn)品的成本，極大地提升了制造競(jìng)爭(zhēng)力。
在蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，也取得了突破性的進(jìn)展。科學(xué)家首次使用生成式人工智能從頭設(shè)計(jì)出了全新的抗體，這一成果將在新型疫苗、包含非天然氨基酸的蛋白質(zhì)、新型藥物輸送載體、智能療法以及高性能生物材料等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。這些創(chuàng)新不僅拓寬了生物制造的應(yīng)用范圍，也為相關(guān)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)提供了有力支持。
然而，生物制造在原料方面的挑戰(zhàn)同樣不容忽視。隨著生物制造產(chǎn)業(yè)化需求的不斷增長(zhǎng)，糧食原料的需求量變得十分龐大，已經(jīng)無(wú)法滿足生物基產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展的需求。因此，發(fā)展非糧原料，拓寬原料范圍，成為了生物制造的必經(jīng)之路。非糧原料包括纖維素類原料、畜禽糞便、有機(jī)生活垃圾以及氣體類原料等。盡管非糧原料的應(yīng)用在一定程度上能夠降低成本，但目前仍處于商業(yè)化應(yīng)用的初期階段，仍需進(jìn)一步的技術(shù)突破和成本優(yōu)化。
在生物制造過程中，發(fā)酵優(yōu)化放大環(huán)節(jié)被視為商業(yè)化過程中的關(guān)鍵瓶頸。中試階段往往面臨著反應(yīng)器傳熱傳質(zhì)效率下降、過程數(shù)據(jù)采集和處理困難等問題。為了解決這些問題，需要借助數(shù)據(jù)科學(xué)算法和先進(jìn)的傳感系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分析、反饋和執(zhí)行的自動(dòng)化。同時(shí)，將技術(shù)、工藝和產(chǎn)業(yè)串聯(lián)起來(lái)的人才也是突破這一瓶頸的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力之一。
在尋找生物制造“爆品”的過程中，精準(zhǔn)定位產(chǎn)品賽道至關(guān)重要。根據(jù)終端產(chǎn)品需求體量和單位價(jià)值，生物制造產(chǎn)品可以分為低量高價(jià)、中量中價(jià)和高量低價(jià)三類。不同品類產(chǎn)品具有不同的特點(diǎn)、商業(yè)化程度及面臨的挑戰(zhàn)。因此，在選擇細(xì)分領(lǐng)域時(shí)，需要綜合考慮市場(chǎng)需求、技術(shù)壁壘、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)等因素。
對(duì)于低量高價(jià)產(chǎn)品而言，主要面向高端市場(chǎng)，擁有較大的利潤(rùn)空間。然而，這類產(chǎn)品對(duì)創(chuàng)新技術(shù)和研發(fā)經(jīng)費(fèi)的要求極高，且市場(chǎng)容量相對(duì)有限。因此，更適合那些擁有強(qiáng)大品牌影響力和技術(shù)壁壘的企業(yè)。中量中價(jià)產(chǎn)品涉及的領(lǐng)域廣泛，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)較為激烈。企業(yè)需要具備較強(qiáng)的市場(chǎng)敏感性，能夠及時(shí)做出調(diào)整。而高量低價(jià)產(chǎn)品則對(duì)成本控制和產(chǎn)業(yè)化能力提出了極高的要求，一旦取得技術(shù)突破，往往很快會(huì)被行業(yè)龍頭企業(yè)所壟斷。
