在当今全球科技日新月异的时代背景下，生物制造作为新兴科技与产业变革的重要交汇点，正以前所未有的速度重塑着人类社会的生产生活方式。生物制造，这一融合了生物学、工程学、信息学等多学科交叉领域的先进制造技术，不仅为医疗健康、食品农业、材料科学、环境保护等多个领域带来了革命性的突破，还为实现可持续发展目标、推动经济转型升级提供了强大的动力源泉。

中投产业研究院发布的《生物制造产业发展白皮书2025》旨在全面剖析生物制造产业的发展背景、现状、挑战与机遇，以及未来的发展趋势与政策导向，为政府决策、企业战略规划和社会各界提供参考与借鉴。通过深入解读生物制造的核心价值与未来潜力，将为您呈现一个全面、客观、深入的生物制造产业画卷。

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生物制造产业的发展，如同一场复杂而精妙的交响乐，需要不同领域、不同角色的协同演奏。合作与创新，作为推动产业前进的双轮，正不断打破技术壁垒、整合资源要素，引领生物制造从实验室走向大规模产业化，重塑全球产业格局。

一、产学研合作：打通从实验室到市场的 “最后一公里”

（一）跨学科协作破解技术瓶颈

生物制造的核心技术，如基因编辑、合成生物学等，往往涉及生物学、化学、工程学、计算机科学等多个学科。产学研合作通过整合高校的基础研究能力、科研机构的技术转化能力和企业的产业化经验，形成跨学科协作网络。例如，美国加州大学伯克利分校与 LanzaTech 公司合作，利用合成生物学技术将工业废气转化为乙醇，该项目整合了微生物代谢工程（生物学）、化工工艺优化（工程学）和数据分析（计算机科学），使废气转化率提升至传统工艺的 3 倍，成本降低 40%。

在中国，清华大学与华大集团合作开展的 “人工合成淀粉” 项目，通过生物化学、结构生物学和计算生物学的交叉创新，首次实现了从二氧化碳到淀粉的全合成，使淀粉生产从依赖农业种植转向工业制造，突破了自然光合作用的效率限制，相关成果发表在《科学》杂志上，被誉为 “里程碑式突破”。

（二）产业联盟加速成果转化

产业联盟通过制定行业标准、共享研发资源、联合攻关共性技术，成为产学研合作的重要载体。欧盟 “工业生物技术与生物基产业联盟”（BBI JU）汇聚了 1500 余家企业、高校和科研机构，累计投入 47 亿欧元，重点攻关生物基材料、生物能源等领域的关键技术。其支持的 “生物基塑料循环利用” 项目，通过联合巴斯夫、诺维信等企业与荷兰瓦赫宁根大学，开发出可降解塑料的闭环回收技术，使生物基塑料的回收率从 30% 提升至 75%。

中国 “生物制造产业创新联盟” 则聚焦生物基化学品、生物制药等领域，组织金丹科技、中科合成油等企业与中科院相关院所合作，建立了从菌种筛选、工艺开发到规模化生产的全链条协作。联盟推动的 “生物基尼龙 66” 项目，通过共享基因编辑平台和发酵中试基地，使关键中间体戊二胺的生产成本降低 60%，打破了国外企业对高端尼龙市场的垄断。

（三）新型研发机构模式创新

新型研发机构以市场化机制整合产学研资源，成为技术创新与产业孵化的 “转换器”。深圳先进院与腾讯合作成立的 “合成生物学创新研究院”，采用 “双主任制”（学术主任 + 产业主任），既聚焦基础研究（如人工基因组设计），又面向产业需求（如微生物细胞工厂开发）。该机构开发的 “噬菌体展示技术平台”，为抗体药物研发提供了高通量筛选工具，使新药研发周期从 5 年缩短至 2 年，已孵化出华大合成生物、深信生物等多家企业。

二、产业链协同：构建生物制造产业生态

（一）上下游企业的垂直整合

生物制造产业链涵盖上游的菌种研发、中游的发酵生产和下游的产品应用，各环节的协同效率决定了产业竞争力。美国 Ginkgo Bioworks 公司构建的 “Foundry” 平台，整合了 DNA 合成（上游）、菌株筛选（中游）、工艺模拟（下游）等模块，客户只需提交目标分子结构，即可在 12 周内获得从基因设计到小规模生产的完整方案。这种 “端到端” 整合模式，使研发效率提升 30 倍，已为拜耳、欧莱雅等企业开发出 100 余种生物基产品。

在中国，中粮集团与中科院微生物所合作，构建了 “玉米种植 — 淀粉加工 — 微生物发酵 — 聚乳酸（PLA）生产” 的垂直产业链。通过优化糖化酶和乳酸脱氢酶的基因表达，使乳酸产率从 120g/L 提升至 180g/L，同时利用玉米芯等农业废弃物生产膳食纤维，使原料综合利用率提升至 95%，形成 “零废弃” 生产模式，PLA 成本从 3 万元 / 吨降至 1.8 万元 / 吨。

（二）跨界融合催生新业态

生物制造与信息技术、绿色能源等产业的跨界融合，正在创造新的经济增长点。丹麦诺维信与微软合作开发的 “酶工程云平台”，利用 AI 算法分析酶蛋白结构数据，预测酶的催化活性和稳定性，使新酶开发周期从 18 个月缩短至 6 个月。该平台已为食品、纺织等行业提供了 500 余种定制化酶解决方案，帮助客户降低 15% 的能耗和 20% 的污染物排放。

在生物能源领域，日本住友商事与美国 LanzaTech 合作，将钢厂废气处理与生物乙醇生产相结合。通过部署移动生物反应器，将钢铁厂排放的一氧化碳和氢气转化为乙醇，每吨乙醇可减少 3 吨二氧化碳排放，同时为钢铁企业创造额外收益。这种 “工业废气治理 + 生物燃料生产” 的跨界模式，已在日本新日铁、美国伯利恒钢铁等企业落地，年减排二氧化碳超 10 万吨。

（三）区域产业集群的协同效应

全球已形成三大生物制造产业集群，通过地理集聚实现资源共享和协同创新：

北美集群：以波士顿（基因编辑）、圣地亚哥（合成生物学）为核心，聚集了 Ginkgo、Amyris 等龙头企业，占全球生物制造专利的 45%。波士顿地区的高校（哈佛、MIT）与企业共建 “生物制造共享实验室”，共享价值数千万美元的高通量筛选设备，使初创企业的研发成本降低 70%。

欧洲集群：以德国路德维希港（化工生物转型）、丹麦哥本哈根（酶工程）为中心，生物基化学品产量占全球 32%。路德维希港的巴斯夫生物制造园区，整合了 20 余家企业和科研机构，形成从生物催化剂开发到生物基聚氨酯生产的完整链条，园区内企业间物流成本降低 25%，技术合作效率提升 50%。

东亚集群：中国长三角（上海、苏州）、日本东京湾（武田制药、三菱化学）、韩国世宗市（CJ 生物），在生物制药、可降解材料领域快速崛起。上海张江生物制造园区通过 “研发飞地” 模式，吸引苏州、杭州等地的企业入驻，共享动物房、中试车间等基础设施，使企业研发投入平均减少 40%。

三、国际合作：在开放中提升全球竞争力

（一）跨国企业的技术合作

跨国企业通过联合研发、技术许可等方式，加速生物制造技术的全球化布局。诺华与 Codexis 合作开发的 “生物催化制药工艺”，利用定向进化技术优化酶的催化性能，使某抗生素中间体的生产成本降低 50%，生产周期缩短 70%。该技术已在诺华位于瑞士、美国的工厂落地，并通过技术许可授权给印度 Dr. Reddy's 实验室，实现全球产业化。

中国药明康德与德国拜耳达成的 “合成生物学联合研发协议”，双方共享菌种库和工艺数据，共同开发用于糖尿病治疗的新型胰岛素生产工艺。通过合作，拜耳的研发成本降低 30%，药明康德则借此进入欧洲生物制药市场，实现技术与市场的双向赋能。

（二）国际组织的协同创新

国际组织在生物制造领域的标准制定、技术转移和能力建设中发挥着重要作用。联合国工业发展组织（UNIDO）发起的 “全球生物制造伙伴关系”（GBMP），已吸引 50 余个国家和地区参与，建立了生物制造技术转移中心网络，累计促成技术合作项目 200 余个。其支持的 “非洲生物基产业发展计划”，在肯尼亚、埃塞俄比亚等国建设生物乙醇示范项目，通过转让中国的秸秆发酵技术，帮助当地减少对进口石油的依赖，同时创造就业岗位超 1 万个。

经济合作与发展组织（OECD）发布的《生物制造技术路线图》，提出了 “到 2030 年实现生物制造占全球制造业产出 10%” 的目标，并建立了跨成员国的技术指标体系，涵盖生物基含量、碳足迹、水耗等 12 项关键指标，为各国政策制定和企业技术升级提供了参考框架。

（三）“一带一路” 沿线的合作实践

“一带一路” 倡议为生物制造国际合作提供了重要平台。中国与东盟国家合作开展的 “生物制造创新走廊” 项目，在泰国、越南建设生物基材料产业园，输出中国的 PLA 生产技术和菌种资源，利用当地丰富的甘蔗、木薯等生物质资源，开发可降解餐具、农业地膜等产品。该项目已吸引中粮生化、金丹科技等企业投资，预计 2025 年实现年产 PLA 50 万吨，满足东盟市场 40% 的需求。

在非洲，中国企业与南非开普敦大学合作建立的 “中非生物制药联合实验室”，针对非洲高发的疟疾、艾滋病，开发基于合成生物学的快速诊断试剂和低成本疫苗。实验室开发的 “青蒿素合成微生物工厂”，使青蒿素生产成本降低 80%，已在坦桑尼亚、尼日利亚等国的医疗机构应用，年惠及患者超百万。

四、未来展望：合作与创新的深化方向

（一）技术合作的智能化升级

AI、大数据和物联网技术将深度融入生物制造合作场景。例如，基于区块链的 “全球菌种共享平台”，可实现菌种知识产权的可信登记和交易，解决产学研合作中的数据共享与利益分配问题；数字孪生技术将用于跨国合作项目的工艺模拟，使不同地区的研发团队能够实时协同优化发酵参数，预计合作效率提升 60%。

（二）产业生态的可持续重构

生物制造合作将更注重环境效益与社会效益的平衡。欧盟《新工业战略》提出的 “生物制造循环经济标准”，要求合作项目必须满足 “原料 100% 生物基、生产过程碳中和、产品 100% 可回收” 的要求；中国 “十四五” 规划强调的 “生物制造绿色供应链”，鼓励企业与供应商合作开发低碳工艺，如通过光伏制氢为生物反应器提供能源，使整体碳足迹降低 70%。

（三）全球治理的协同机制

随着生物制造技术的快速发展，生物安全、伦理审查等全球性问题需要加强国际协作。《合成生物学全球治理倡议》提出的 “技术开发与风险评估并行” 原则，已得到 30 余个国家的响应；世界卫生组织（WHO）正在建立的 “生物制造伦理审查联盟”，将制定基因编辑疗法、人工合成生命等领域的全球伦理标准，确保技术创新符合人类共同价值观。

生物制造产业的发展历程表明，合作与创新是推动技术突破和产业升级的永恒主题。从跨学科的实验室协作到全球产业链的协同创新，从区域产业集群的资源共享到 “一带一路” 的国际合作，每一次合作模式的创新都在加速技术商业化进程，每一次技术突破都在拓展产业应用边界。正如全球生物经济峰会的共识所言：“没有任何一个国家或企业能够独自掌握生物制造的全部钥匙，唯有通过开放合作与协同创新，才能共同开启这个万亿级产业的未来。” 在这个充满变革的时代，生物制造正以合作与创新为双翼，引领人类走向更可持续、更具韧性的产业文明新时代。