合成生物學行業深度：市場潛力分析、政策資本動向、產業鏈及相關公司深度梳理-221013（25頁）.pdf

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1、 1/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 行業研究報告 慧博智能投研 合成生物學行業深度：市場潛力分析、政策合成生物學行業深度：市場潛力分析、政策資本動向、產業鏈及相關公司深度梳理資本動向、產業鏈及相關公司深度梳理 合成生物學（Synthetic Biology）是指采用工程化設計理念，按照一定的規律和已有的知識：改造已有的天然生物系統；設計和建造新的生物元件、裝置和系統，來實現構建細胞工廠等目的為人類服務。在目前階段，合成生物學落地的主要場景即改造微生物來生產產品，通常是具有高附加值、通過傳統方高附加值、通過傳統方法化學生產成本較高、碳排放較大

2、或難以大量獲得的產品法化學生產成本較高、碳排放較大或難以大量獲得的產品。利用合成生物學技術，可以改造自然界中微生物的合成能力，甚至創造新的合成途徑，從而可以與各個下游領域應用進行結合，應用領域廣闊。目前，合成生物學在醫藥、化工、能源、食品、消費、農業醫藥、化工、能源、食品、消費、農業等眾多領域均已有眾多應用案例，部分公司已部分公司已實現商業化。實現商業化。合成生物學有哪些優勢？應用領域都有哪些？市場空間如何？政策和資本有什么動向？國外公司的經歷合成生物學有哪些優勢？應用領域都有哪些？市場空間如何？政策和資本有什么動向？國外公司的經歷對我們有什么啟發？產業鏈上有哪些環節和公司？對我們有什么啟發？

3、產業鏈上有哪些環節和公司？下面我們來逐一分析。一、一、合成生物學具有多種優勢，未來市場廣闊合成生物學具有多種優勢，未來市場廣闊 1、制造業革命，實現制造業革命，實現“替代替代+創新創新+循環循環”合成生物學正在推動一場制造業革命，探索替代原料和原有生產工藝，并進一步延伸到性能更好的產品開發。由合成生物學驅動的下一代生物制造帶來新的優勢：1）替代原有制造路線（化學合成或者天然提?。?，提高生產效率和經濟效益；2）創造療效更好的藥品、性能優越的化學品或材料等新產品的潛力；2/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3）實現可持續的“循環”生產模式，使用可再

4、生生物質原料，顯著減少對化石燃料的依賴。2、綠色環保、能耗少成本低綠色環保、能耗少成本低（1）以可再生資源作為原料，反應條件溫和以可再生資源作為原料，反應條件溫和 合成生物學主要以可再生資源作為原料，包括淀粉等糧食原料、秸稈等農業廢棄物以及 CO2、CH4 等含碳氣體，符合可持續發展理念，且能使得原材料成本占比降低，產業鏈長度以及生產周期縮短。相較于化學反應，合成生物學大部分反應在微生物或酶的作用下進行，反應條件更溫和，減少副產物和三廢生成，實現高效、環保生產。（2）合成生物學有助于減少能耗、降低成本合成生物學有助于減少能耗、降低成本 世界經濟合作組織發表的報告表明合成生物制造可以降低工業過程

5、能耗、物耗，減少廢物排放與空氣、水及土壤污染，以及大幅度降低生產成本，提升產業競爭力。研究數據表明，生物技術的應用可以降低工業過程能耗 15-80%，原料消耗 35%-75%；減少空氣污染 50%-90%，水污染 33%-80%；降低生產成本 9%-90%。據 OECD 預測，到 2030 年 35%的化學品及相關產品將通過生物技術制造。據世界自然基金會（WWF）估測，到 2030 年，工業生物技術每年將降低 10 億至 25 億噸二氧化碳排放。3/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3、應用范圍不斷拓寬，市場空間廣闊應用范圍不斷拓寬，市場空間廣

6、闊 隨著合成生物學在理論和技術上不斷取得突破，疊加其綠色環保、能耗少成本低等優勢，合成生物學的應用范圍不斷拓寬，對醫療健康、科研、化學品、食品和飲料、環境監控及農業等領域產生深遠影響。根據 CB Insights 分析數據顯示，全球合成生物學市場規模 2019 年為 53 億美元，預計到 2024 年將達189 億美元，年復合增長率為 28.8%。醫療健康領域市場規模最大，預計將由 2017 年 17 億美元增長至2024 年 50 億美元，年復合增長率為 18.9%。隨著全國科研投入的不斷加大以及 DNA 測序等技術成本降低，合成生物學科研領域市場規模不斷擴大，2017-2024 年合成生物

7、學科研市場需求預計持續穩居第二位。食品和飲料、農業領域增長速度最快，2019 年-2024 年年復合增長率預計分別為 64.6%和 64.2%。（1）醫療醫學領域醫療醫學領域 1）合成生物學應用于天然藥物、抗生素等的人工合成潛力合成生物學應用于天然藥物、抗生素等的人工合成潛力已經得到證明已經得到證明 化學法生產化學品大多集中于結構清晰、簡單的化學物質，而對于天然藥物等大分子化合物大多只能來源于植物、動物、真菌細菌等自然來源的提取。但由于其提取工藝能耗大、提取率低，目前大部分僅能通過全合成或半合成的方式制得，這成為制約天然藥物價格的重要原因之一。通過合成生物學手段，將產生這些代謝產物的基因簇進行

8、異源表達并利用發酵工程進行大規模制備，將成為解決藥品供應和價格昂貴問題的方法之一。目前，利用重組大腸桿菌細胞工廠合成體紫杉二烯，重組酵母細胞工廠生產青蒿酸和人參皂苷等，都已經打通合成路線或即將達到產業化水平?？寡趸饔蔑@著的白藜蘆醇（resveratrol）、具心血管保健作用的柚皮素（naringenin）、抗病毒和凝血作用顯著的咖啡酸（caffeic acid）等也有較長的研究歷史，在釀酒酵母和大腸桿菌中均已構建工程菌。2）合成生物學可提升疫苗研制效率合成生物學可提升疫苗研制效率 當前全球疫情仍在肆虐，且病毒持續變異，給疫苗開發帶來巨大難度。合成生物學則可使疫苗開發模塊化，不同病原微生物的保

9、護性抗原對應可變模塊，根據中和性抗體來設計并合成與之相對應的保護性抗原，即可快速制造適應新疫情的病毒疫苗。在疫情突發時，合成生物學技術可以根據病原基因組序列進行迅速分析，并快速人工合成保護性抗原基因，大大提升疫苗的研制效率。3）此外，合成生物學在干細胞與再生醫學、藥物載體的靶向遞送和治療等領域均在發揮重要此外，合成生物學在干細胞與再生醫學、藥物載體的靶向遞送和治療等領域均在發揮重要作用。作用。4/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 （2）化學工業領域化學工業領域 1）有望助力解決化工原料及能源問題有望助力解決化工原料及能源問題 例如某些經過合成生

10、物學方法改造過的光合藻類富含大量的脂質，被人們稱為“生物柴油”，可以一定比例添加至汽柴油中使用，用以替代原有能源。此外，微生物還能通過糖酵解等過程為我們提供丁醇、乳酸、甲烷等工業原料，進一步還可從中獲取甘油、丙酮酸、氨基酸等具有工業價值的原料，這一過程繞開了傳統石油化工必需的原油、烯烴等原材料，可最大限度的利用可再生的生物碳源替代不可再生的化石碳源。2）在部分化學品的生產上已體現出成本優勢在部分化學品的生產上已體現出成本優勢 成本方面，受益于規模效應，目前經由合成生物學手段可大規模生產的化學品如己二酸（ADA）、1,4-丁二醇（BDO）、L-丙氨酸等已經可以達到低于石油基路徑的生產成本。同時由

11、于其不依賴于原油，故盈利水平相對較為穩定。具備成本優勢的合成生物學途徑化學品可以以更低的價格切入市場，同時保持更高的利潤水平。以華恒生物的生物法 L-丙氨酸為例，其平均售價為 1.6 萬元/噸，毛利率為 45%左右；對比本公司酶法生產的 L-丙氨酸，平均售價為 2 萬元/噸，毛利率在 10%-25%之間波動。5/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 二、二、政策大力支持、資本快速涌入政策大力支持、資本快速涌入 1、政策：全球各國加快合成生物學的戰略部署和政策支持政策：全球各國加快合成生物學的戰略部署和政策支持 美國：美國：2006 年，由美國國家科

12、學基金會(NSF)向新成立的合成生物學研究中心（SYNBERC）提供為期十年共 3900 萬美元的資助，為美國的合成生物學研究領域奠定了基礎。歐洲：歐洲：頂層設計布局始于 2009 年，英國、德國、法國研究學院分別發表在合成生物學行業研究報告或設立研發中心，旨在提升行業發展優先級以及指定本國未來行業發展目標。6/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 中國：中國：從“十三五”開始，合成生物學被列為戰略前瞻性重大科學問題和前沿共性生物技術，國家出臺了一系列政策支持合成生物學的發展?！笆奈濉鄙锝洕l展規劃專門強調合成生物學，推動合成生物學技術創新，突

13、破生物制造菌種計算設計、高通量篩選、高效表達、精準調控等關鍵技術，有序推動在新藥開發、疾病治療、農業生產、物質合成、環境保護、能源供應和新材料開發等領域應用。7/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2、資本：全球合成生物學融資快速增長資本：全球合成生物學融資快速增長 SynbioBeta 數據顯示，近十年全球合成生物學領域的融資規模大幅增加，從 2011 年的 4 億美元增長至 2021 年的 180 億美元，年復合增長率達 46%。2018 年以來，中國的合成生物學迎來了新一波融資高潮，標的覆蓋產業上中下游以及各大應用領域。智研咨詢數據顯示，2

14、021 年，中國合成生物融資金額達到 23 億元。8/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 9/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 三、三、歷史發展階段歷史發展階段 合成生物學的發展可以分為四個階段：第一階段（第一階段（2005 年以前）：年以前）：以基因線路在代謝工程領域的應用為代表，這一時期的典型成果是青蒿素前體在大腸桿菌中的合成；第二階段（第二階段（20052011 年）：年）：工程化理念日漸深入，賦能技術平臺得到重視，工程方法和工具不斷積淀；第三階段（第三階段（20112015 年）：年）：基

15、因組編輯的效率大幅提升，合成生物學技術開發和應用領域不斷拓展；第四階段（第四階段（2015 年以后）：年以后）：合成生物學的“設計-構建-測試”循環擴展至“設計-構建-測試-學習”，生物技術與信息技術融合發展的特點愈加明顯。四、四、產業鏈分析產業鏈分析 合成生物學產業生態覆蓋面龐大，不同技術和產業落地方向多元，且都有相當的市場規模?；诓煌驹诤铣缮飳W行業中的作用，可以將整個合成生物學產業分為大致的上、中、下游。10/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 上游是技術型公司，負責使能技術的開發，包括上游是技術型公司，負責使能技術的開發，包括 DN

16、A/RNA 合成、測序、編輯，以及軟件類產品、協合成、測序、編輯，以及軟件類產品、協助工程化平臺構建。助工程化平臺構建。生命活動由核酸進行編碼和控制。DNA/RNA 的編輯、合成和測序技術是合成生物學產業的基礎。目前基因讀寫技術類公司基本已經進入低成本競價階段，但是相關軟件類產品開發公司還處于較早期階段。中游是平臺型公司，負責對人工生命體進行設計、開發，為傳統企業開拓新的價值領域。中游是平臺型公司，負責對人工生命體進行設計、開發，為傳統企業開拓新的價值領域。目前合成生物學整體發展階段仍處于較早期，市場規模還不大，對產品研發的需求并不大，許多下游企業通過與科研機構合作就可以滿足生物基產品的研發需

17、求。而且目前合成生物學在規模放大的產業化過程中仍存在較高失敗風險，也會影響下游企業與平臺型公司合作的意愿。僅依靠平臺為客戶提供研發服務，目前還不足以支撐平臺型公司的發展，因此許多平臺型公司將自己的平臺技術在具體應用場景中延伸，打造落地產品。國外已有多家代表性平臺型公司上市，但是研發服務的盈利模式還未得到完全驗證。隨著合成生物學整體市場規模的增長以及相關技術的突破，未來平臺型公司依靠強大的研發能力有望取得較好的發展前景。11/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 下游是應用型公司，負責各領域產品的開發和落地，應用領域包括化工、醫藥、農業、食品等。下游

18、是應用型公司，負責各領域產品的開發和落地，應用領域包括化工、醫藥、農業、食品等。應用型公司處于快速發展階段，各領域都有代表性上市公司，不少公司都依靠合成生物學產品的節能環保、成本、產量等優勢取得了不錯的業績。五、五、海外企業發展歷史復盤與啟示海外企業發展歷史復盤與啟示 1、Amyris 作為合成生物學產業化的開山鼻祖，Amyris（Nasdaq：AMRS）可謂出道即巔峰：2003 年以加州大學伯克利分校的 Jay Keasling 為代表的幾位頂尖科學家，為了研究利用合成生物學技術生產抗瘧藥物青蒿素及其他萜類化合物，成立了 Amyris。起初作為一家非營利性公司，Amyris 的生物法合成青蒿

19、素無疑是十分重要并吸引市場和學界眼球的，因為青蒿素的規?；慨a無疑會為數百萬飽受瘧疾之苦的患者帶來新的希望。幸運的是，公司在成立第三年便實現了第一個發展里程碑：2005 年公司研發出了能夠產生青蒿酸（Artemisinic acid，合成青蒿素的重要前體）的酵母菌株。隨后 2008 年，公司將這一技術轉讓給了法國制藥巨頭賽諾菲（Sanofi），并憑借持續不斷的融資，開始轉向研發、生產及售賣面向其他 12/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 更廣闊市場的“可持續替代品”。青蒿素的成功使得資本市場對公司的未來充滿期待，2010 年公司在美國納斯達克股

20、票交易所上市。然而，在初涉資本市場歷經短暫的輝煌后，公司股價出現大幅波動，主因是自身經營狀況特別是新產品的大規模生產面臨了困境。自 2011 年上市以來，公司主要經歷了三大發展階段：（1）2012 至 2013 年以生物柴油為產品核心，然而其工業化放大效果不及預期；（2）2014 至 2015 年為業務轉向的關鍵期，公司業務轉向以香精業務為核心發展高附加值產品；（3）2015 年以后，公司不斷擴大品牌戰略，將業務擴展至健康與清潔美容等領域。上市以來，公司三大階段的股價波動皆與較為薄弱的放大生產能力有關，而金融市場受挫又反作用于公司的資金困境，使其規?；a之路雪上加霜。由于不同規模的生物技術以

21、及發酵生產過程的不可預測性，生物技術商業化中最具挑戰性的部分通常是放大和制造階段。公司在 2011 年上市初，曾承諾核心產品生物柴油 Biofene（法尼烯分子，Farnsene）產量在 2011 年將達到 600 萬升至 900 萬升，2012 年將生產 4000 萬升至 5000 萬升，公司股價因此曾一度飆升至 33 美元。然后此后因在巴西設立的工廠的放大規模不及預期，最終年報披露產量只足夠供 400 輛公交車，生物柴油產品業務發展受放大瓶頸的限制從而終止。生物柴油放大的失敗迫使公司依靠法尼烯衍生品將業務核心轉向高附加值、小批量的香精業務。此后，公司的產品組合不斷擴大，依靠優異的高通量菌株

22、篩選平臺所能產出的分子數目不斷增加，但卻始終面臨收入疲軟、運營成本高、債務居高不下帶來的經營虧損的困境。2021 年第三季度公司歸屬普通股東凈虧損為 3.08 億美元，在營收為 2.77 億美元的情況下，營業支出高達 3.26 億美元（其中銷售、行政及一般費用為 1.63 億美元）、非營業支出為 259 萬美元（其中因債務導致的利息支出為 15 萬美元）。實際上如前所述，為了扭轉困境并獲取實際的收益，公司進一步基于其原有的研發基礎和產品線，對產品進行了延伸。例如公司此前的明星產品法尼烯，再經一步簡單的轉化可合成一種叫做角鯊烯的成分，角鯊烯再經去氫處理能夠得到性質更加穩定的角鯊烷（Squalen

23、e）。角鯊烷具有高度的親膚性和穩定性，獲得護膚界的高度青睞，號稱“護膚萬金油”。此外，角鯊烷還廣泛應用于溶劑、聚合物材料和可再生能源等領域，是公司的核心競爭力之一。傳統的角鯊烷從鯊魚的肝臟中提取，每只鯊魚僅能提取出 0.3-0.4kg。公司通過自身研發改造的酵母來大量合成角鯊烷，進而降低了成本，也迎合了生態環保。在該業務線上，公司和歐萊雅、雅詩蘭黛、億帆醫藥等知名廠家都建立了合作。如今公司的定位為一家領先的工業生物技術公司，利用其具有亮點的自動化技術平臺為健康與保健、清潔美容和香精香料市場設計、制造和銷售高性能、天然、可持續采購的產品。截止 2020 年，公司已經成功地利用生物技術推出直接 1

24、3/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 面向消費者的甜味劑品牌 Purecane，Biossance（銷售角鯊烷）品牌護膚品和 Pipette 母嬰護理產品線（現已有七款產品），向香精業務公司供給十種生物分子并與合作伙伴共同生產。目前公司的生產仍較多依賴與外界的合作，尚未成為“一家真正的產品公司”。2020 年底，公司與帝斯曼公司達成戰略交易，公司授權帝斯曼向香料巨頭 Givaudan 供應法尼烯的生產和銷售的權利。實際上此前公司已與帝斯曼建立了戰略合作伙伴關系。2017 年 5 月，帝斯曼對公司進行了 2500 萬美元的初始股權投資，轉換為約

25、12的股權，并在同年收購了公司位于巴西發酵生產法尼烯的工廠，成為 Amyris 背后的大股東之一。雖然和帝斯曼的合作可以為公司提供優質的市場渠道，并為公司的市場開拓提供寶貴的經驗，但是工廠的出售使得公司不再擁有完全獨立的大型生產基地（截止 2021 年底），而新建的巴西生產基地預計將于 2022 年一季度開始生產，此前公司生產主要依靠在巴西、美國和歐洲的合作基地完成。從報表上看，公司營業收入中的關聯方贈款和合作收入占比從 2018 年的 12%上升至 2021 年三季報的 58%，獨立的可再生產品收入占比則從 2018 年的 53%下降至 37%。14/25 2022 年年 10 月月 13

26、日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2、Novozymes 自 2000 年作為獨立的酶業務企業從 Novo Terapeutisk Laboratorium 公司分拆以來，Novozymes（諾維信，Nasdaq：NVZMY）一直有著明確的市場定位世界上最大的酶制造商，公司酶業務的市占率一直維持在 50%左右。從 1945 年第一個酶產品胰蛋白酶的推出到 2010 年，公司用時 65 年時間完成現有業務板塊的構建。1983 年公司推出第一個微生物發酵生產的洗滌劑酶 Alcalas，2001 年公司開始涉足生物燃料催化酶業務，2005 年公司推出第一款生物發酵產聚合物產品（后續公司在中

27、國透明質酸市場投資不斷，該業務卻始終未能為公司貢獻可觀營收），2010 年公司第一款商業化生物燃料催化酶推出。自 2000 年上市以來，公司業務發展可分為以下三個階段：（1）2000 年至 2006 年，作為一家新興公司業績增長較為乏力，年復合增長率為 5.15%；（2）2007 年，公司開始進軍革命性產品生物燃料乙醇相關酶的研發，這類產品后續為公司貢獻了約 20%左右的營收。直至 2015 年，公司業績增長處于高速期，年復合增長率達 8.15%，且公司股價在這一期間增速稍快于納斯達克指數。（3）2015 年以后，公司發展進入平臺期。2020 年受疫情影響較大，2015 年至 2020 年年復

28、合增長率僅為 0.01%。通常情況下公司股價走勢與納斯達克指數走勢十分接近，這與公司所涉足的業務類型有關。15/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 公司業務與生活必需品緊密相連，營收結構穩固。公司每年推出 6-10 款新型酶產品，但新產品本身通常并不具有革命性，而是建立在往年產品的基礎上在性能上有所改進。公司主營業務為五大部分：家庭護理（占比 33%），主要產品為洗滌劑酶；食品飲料（占比 27%），主要產品為用于面包發酵等食品生產過程；生物燃料（占比 18%），主要產品用于生物質轉化產生乙醇燃料過程；農業飼料（14%），主要產品為農作物生產過程中

29、所使用的酶產品；工業與醫藥（10%），主要產品用于污水處理，藥物生產過程。公司所參與生產的市場終端產品與生活聯系緊密，其多為快速消費品（2016 年公司被評為寶潔最佳業務合作伙伴），某種程度上公司營收增長速度全面反映了當期國民生活狀態。公司是售賣“專一高效催化劑”的平臺型公司。Novozymes 的主營產品酶本身并不直接面向消費者，而是作為加速生產過程或是改善產品品質的“高效催化劑”添加至消費品的生產過程中。本質上，Novozymes 的“消費者”是眾多下游生產廠家，例如寶潔、巴斯夫等知名化工企業。據公司 2019 年年報披露，公司在全球擁有 16 家生產酶和微生物的工廠。雖然公司并未公布產能

30、，但是作為催化劑酶在反應中所需量通常很小。作為生產解決方案的提供者，公司向外源源不斷的輸出本質上更接近一種技術。16/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3、對國內相關企業和投資的啟示對國內相關企業和投資的啟示 從幾家頭部及熱門合成生物學公司的發展歷程和股價走勢看，由于生物生產過程存在的諸多不確定性，以及從實驗室轉戰規?；唐肥袌龅牟煌偁幐窬?，合成生物學企業有時會無法恰當評估規?；a的難度，抑或是做出不合公司實際發展情況的錯誤決策或承諾，最終反映為公司經營和業績的不及預期，而在資本市場上則直接體現為投資人的信心缺失和股價的劇烈波動。17/25

31、 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 首先我們可以確認的是，合成生物學是一個首先我們可以確認的是，合成生物學是一個“長坡厚雪長坡厚雪”的賽道，無論是從碳中和的角度看，還是從制造的賽道，無論是從碳中和的角度看，還是從制造業本身的角度，它業本身的角度，它都正在推動一場革命都正在推動一場革命，體現在探索替代原料和生產工藝，并進一步延伸到性能更好的產品開發，用以解決能源緊缺、環境污染、醫療健康、全球可持續發展等多方面的問題。而對比海外，中國在合成生物學后端生物生產環節具備天然的產業基礎和成本優勢，同時前端的科研能力不輸于海外、科研落地水平甚至更勝一籌。其次，公

32、司經營及股價出現波動，可能主要歸結于合成生物學產業領域的兩方面底層難題：選品難題和其次，公司經營及股價出現波動，可能主要歸結于合成生物學產業領域的兩方面底層難題：選品難題和工藝放大難題。工藝放大難題。對于選品問題對于選品問題，由于合成生物學從新產品開發到最終落地差不多需要 5 年左右甚至更長的時間以及千萬元級別的投入，因此如果產品選錯，例如產品的周期性較強，或是風靡幾年后就會被市場迭代淘汰的產品，則會產生巨大損失。因此，對于合成生物學領域的初創企業來講，在注重自身科研成果的延伸落地的同時，還要同時將實際市場需求和空間、以及產品經濟性等多種因素考慮進去。1）從市場需求角度，“剛性需求”是十分重要

33、的，即站在 10 年或更長的維度是否有強有力的底層邏輯去驅動需求持續提升，以及是否緊密圍繞社會最迫切的需求，代表性方面如可降解塑料。2）從研發的底層科學性角度，企業需要判斷此改造是否符合生物自身的生命規律，例如想要通過微生物發酵得到的物質，是否處于或影響整個代謝通路中重要的物質能量節點（如果是，則想實現量產需要進行的工作就很多，同時隱含較大難度和不確定性），同時理性評估目標產品通過生物合成路徑對比其他合成路徑的效率和效益等。例如 Amyris 憑借成功產業化青蒿素起家并上市，然而隨著大量非洲農民利用傳統種植手段生產出青蒿素，其市場價值迅速降低，研發的成功不代表商業化選品的成功。3）企業是否具備

34、足夠的技術壁壘及未來持續研發的能力。4）從經濟性角度，則不可避免要考慮工藝放大問題，即利用規模效應降本。對于工藝放大問題對于工藝放大問題，除去工藝開發本身確實面臨的諸多難點，企業在工藝放大方面的產業化經驗不足也是一大痛點。對于這一問題，合成生物學領域未來可能會借鑒制藥領域對于新藥開發的發展模式，即初創企業或高校研究所憑借自己長年的積累開發出一條高效的代謝通路或高產菌株，后續發酵、純化、材料合成及改性等需要大量資本開支的過程則交給成熟的、具備充足產品工藝放大經驗的公司進行開發，即行業業態將發展為上下游各自具備核心優勢，充分合作與綁定。當然行業龍頭一定會擁有自己的核心菌株和產品，也會憑借多年積累的

35、生產放大、成本控制和市場推廣經驗，不斷拓展產品版圖。六、六、國內相關公司國內相關公司 1、華恒生物華恒生物 華恒生物是丙氨酸龍頭企業，其發酵法生產 L-丙氨酸技術全球領先。除丙氨酸類產品外，在-熊果苷、D-泛酸鈣等領域也有布局。18/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 受益于歐盟環保政策，環保離子螯合劑需求穩步增長，拉動公司主營產品，公司高速擴張。公司主營產品 L-丙氨酸目前約 50%銷售給巴斯夫生產環保離子螯合劑 MGDA。由于歐盟將于 2023 年中完全禁止傳統離子螯合劑的使用，MGDA 需求將穩步增長，進而拉動公司主營產品 L-丙氨酸需求，

36、目前公司已有丙氨酸產能 2.65 萬噸/年，在建 2 萬噸/年，處于高速擴張階段。布局 L-纈氨酸、L-丙氨酸柔性生產，綢繆生物基轉型。公司 IPO 項目交替年產 2.5 萬噸丙氨酸、纈氨酸項目規劃有 1 萬噸/年纈氨酸產能和 1.5 萬噸/年丙氨酸產能，兩種產品共用生產線，可以依據市場供需格局切換產品。公司這種戰略布局，有助于在生物基轉型的時代背景中依時放量，柔性調度，提升盈利能力。注重技術創新，-丙氨酸實現技術突破，全球領先。公司生產-丙氨酸的工藝為生物法，不同于傳統化學法，其條件溫和，轉化效率高。目前經過兩次技術迭代，已經實現由丙烯酸和氨水，經丙烯酸氨氧化酶催化，直接生產-丙氨酸，經濟效

37、益明顯。產業鏈向下游延伸，-丙氨酸到衍生物，發揮上下游協同效應。公司目前有在建項目“年產 7000 噸 beta丙氨酸衍生物生產線”，以-丙氨酸為原料，生產氨基酸衍生品，將獲取產業鏈協同優勢。2、凱賽生物凱賽生物 公司是生物基聚酰胺龍頭企業。生物基聚酰胺產業可分為三部分：二元酸、二元胺、聚酰胺。二元酸方面，公司于 2003 年開始產業化布局，目前已有長鏈二元酸產能 7.5 萬噸/年，占據全球 80%以上市場份額，在建癸二酸產能 4 萬噸/年，預計將于 2022 年 7 月投產。二元胺方面，生物基戊二胺工藝于 2014 19/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究

38、報告研究報告 年完成中試，現有產能 5 萬噸/年，在建產能 50 萬噸/年，預計將于 2023 年投產。聚酰胺方面，公司于2014 年完成中試，主要有 PA513 和 PA56 兩種產品?，F有產能 10.3 萬噸/年，在建產能 92 萬噸/年，預計 2023 年建成投產。在建項目于 2023 年投產后，公司將具有超過 100 萬噸/年的生物基聚酰胺生產能力。3、嘉必優嘉必優 嘉必優是生物發酵營養素龍頭，擁有 ARA 油脂產能 420 噸/年、藻油 DHA 產能 105 噸/年，微膠囊產能 1000 噸/年。公司作為國內 ARA 產業早期的培育者和領軍企業，在菌種選育、發酵、分離純化、微膠囊包埋

39、、產品應用及檢測等方面已掌握核心技術，并形成知識產權。1999 年，公司引進中科院高產高山被孢霉菌株，并于 2003 年打破國際壟斷，實現 ARA 產業化生產。隨后，通過不斷開發新技術實現毛油含磷量從 1000ppm 降至 380ppm 以下，ARA 油脂提取率從 86.3%提高到 91.46%、產品 ARA 含量42%。形成極高技術壁壘，于 2016 年授予國家科學技術進步二等獎。2019 年公司 IPO 募投微生物油脂擴建二期工程項目和多不飽和脂肪酸油脂微膠囊生產線擴建項目，預計自 2022 年底陸續投產，屆時 ARA 油脂產能增至 570 噸/元，藻油 DHA 產能增至 555 噸/元，

40、微膠囊產能增至 2500 噸。此外嘉必優 2017 年收購中科光谷，2018 年以來公司 SA 燕窩酸產能逐步釋放后毛利率不斷提升，2021 年 SA 業務毛利率達 65%。根據 2021 年財報，公司 OPO、巖藻糖基乳糖等產品已完成中試研究，開始產業化推動，高產蝦青素、EPA、唾液酸乳糖等優勢菌株的構建已開始。20/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 4、新和成新和成 新和成是醫藥化工龍頭企業，近年來公司正在積極布局生物發酵領域，以實現化學法和生物法的互補結合。2018 年公司全資子公司黑龍江新和成生物科技有限公司在黑龍江綏化，依托當地玉米資

41、源，投資建設生物發酵項目。項目規劃一期投資 36 億元，設計產能主要包括葉紅素 0.05 萬 t/a、己糖酸 3 萬 t/a、淀粉乳折純 14.67萬 t/a、葡萄糖折純 15.51 萬 t/a、山梨醇（含量 70%）6 萬 t/a。二期投資 10 億元，生產淀粉乳 39.66萬 t/a；葡萄糖 15.51 萬 t/a；麥芽糖漿 4333t/a；己糖酸 3 萬 t/a；山梨醇 6 萬 t/a，核黃素 0.3 萬 t/a；鈷胺素 3000t/a（1%含量）。2020 年 10 月，該項目一期已經順利結項投產，二期正在建設中。未來公司維生素生產有望兼具化學合成技術和生物合成技術。5、梅花生物梅花生

42、物 梅花生物是氨基酸龍頭企業，具備基因組編輯到產品落地全鏈條生產能力。公司主要產品包括動物營養氨基酸類產品、食品味覺性狀優化產品、人類醫用氨基酸類和膠體多糖類產品等。2021 年公司生物發酵產品實現營收 215.46 億元，占營業總收入比重 94.35%。根據公司 2021 年財報，公司自十年前開始自主采用合成生物學技術重設計系列氨基酸菌種，現實現以大腸桿菌、谷氨酸棒桿菌、芽胞桿菌等多種工業生產菌株為底盤細胞的微生物細胞工廠理性重構。其中，2021 年公司維生素 B2 技改項目投產，成為為數不多的以發酵法生產維生素 B2 的企業。同時，公司與上海工業生物技術研究中心等國內一流高校、科研院所建立

43、密切聯系，共同進行合成生物學高性能菌種開發工作，投資入股德國生物技術企業Sense-Up 公司，利用其高通量設備快速進化、迭代氨基酸菌種。根據公司戰略，未來公司構建多糖與苷類產品如腺苷、鳥苷與肌苷的新一代生產菌株，進一步覆蓋到其他醫藥中間體、功能食品、功能糖等合成生物學應用新領域。21/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 6、星湖科技星湖科技 星湖科技是生物發酵食品添加劑細分龍頭企業。前身創辦于 1964 年的農業微生物藥廠。截止 2021 年財報，現有呈味核苷酸二鈉產能 1.77 萬噸，功能糖漿產能 3 萬噸，藥物中間體年產量達 5052 噸，

44、覆蓋食品、醫藥兩大業務領域。2022 年，公布收購伊品生物預案。伊品生物成立于 2003 年，主要產品包括L-賴氨酸、L-蘇氨酸在內的各類動物營養氨基酸和味精等，并通過對廢水、廢氣及廢渣進行回收和綜合利用生產出有機肥和其他副產品，與星湖科技同屬屬于生物發酵行業不同細分領域。公司主要原材料為玉米淀粉，依靠酶法清潔生產呈味核苷酸二鈉等產品，未來公司有望切入生物合成賽道，打造新競爭優勢。22/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 7、弈柯萊弈柯萊 合成生物學“研發+產業化”領跑者。弈柯萊生物公司是一家以合成生物學技術為核心，從事生物合成技術和工藝研發，并

45、致力于將其應用于規?；a的合成生物學平臺型企業。作為一家合成生物學平臺型企業，弈柯萊生物擁有豐富的產品管線，目前已將合成生物學技術廣泛應用于生物醫藥、綠色農業、營養健康等多個領域，實現了合成生物學技術的產業化落地?；陂L期的技術積累和研發創新，公司擁有酶、基因元件以及底盤細胞等豐富的生物資源儲備，建立了“智能設計”、“酶工程”、“基因工程”和“細胞鑄造”4 個實驗室技術創新平臺，以及“發酵工程”、“生物反應工程”、“分離工程”和“物質合成”4 個產業化技術創新平臺，保障了公司新產品能夠走出實驗室、走向市場。目前，公司主要產品管線已達 20 余種。通過合成生物學技術創新已實現了西他列汀中間體、

46、度魯特韋中間體、手性酯、NMN 原料等多種產品的產業化?；诔掷m的研發創新與工藝改進，公司已有帕羅韋德中間體、D-乙酯、人乳寡糖等數項產品管線完成研發即將進入產業化生產階段。23/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 8、華東醫藥華東醫藥 開拓工業微生物新藍海，前瞻布局新業態板塊。華東醫藥在工業微生物領域深耕 40 余年，目前擁有中美華東、琿達生物和琿益生物三個微生物研發平臺，杭州祥符橋、錢塘新區、江蘇九陽、美琪健康、美 24/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 華高科五個產業基地，已形成微生物項目研

47、發、中試、商業化生產、工程和公用系統保障的完整制造體系。公司以國際化發展為基礎，緊跟全球工業微生物及合成生物學新技術發展趨勢，通過打造“工業化、規?；?、國際化”的工業微生物產業集群，致力于成為工業微生物領域的行業領先者。七、參考研報七、參考研報 1.中金公司-醫療健康行業：合成生物，引領未來 2.中信建投-醫藥生物行業 2022 年中期投資策略報告：歷經風雨，回歸常態 3.中信建投-醫藥生物行業合成生物學月報：行業蓬勃發展，多領域企業積極布局 4.華泰證券-基礎材料行業中期策略：高油價有望延續，下游關注需求復蘇 5.華泰證券-華恒生物-688639-丙氨酸全球領先，合成生物未來遠大 6.天風證券-醫藥生物行業投資策略：合成生物學，未來已來，開啟“造物”時代 7.西部證券-化工行業合成生物學專題報告之一：革故鼎新，方興未艾 25/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 8.廣發證券-基礎化工行業：合成生物學創造美好生活 免責聲明：以上內容僅供學習交流，不構成投資建議?；鄄┗鄄┕倬W官網：https:/https:/ 電話：電話：400400-806806-18661866 郵箱：郵箱：