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生物制造不僅代表著巨大的商業(yè)潛力，更在糧食、能源乃至國家安全等多個層面扮演著至關(guān)重要的角色。本章節(jié)從國內(nèi)外生物制造發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、全球生物制造關(guān)鍵平臺設(shè)施、中美生物制造領(lǐng)域競爭力比較等方面詳細(xì)論述。
生物制造產(chǎn)業(yè)作為21 世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ膽?zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，正在全球范圍內(nèi)掀起一場產(chǎn)業(yè)革命。這一新興產(chǎn)業(yè)利用生物體或生物系統(tǒng)將可再生生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高附加值的化學(xué)品、材料和能源，不僅展現(xiàn)出巨大的經(jīng)濟(jì)價值，更為解決全球面臨的環(huán)境污染和資源短缺問題提供了創(chuàng)新解決方案。據(jù)統(tǒng)計，目前全球已有超過60 個國家和地區(qū)制定了生物制造或生物經(jīng)濟(jì)相關(guān)戰(zhàn)略政策，世界經(jīng)合組織（OECD）預(yù)測到2030 年，全球35%的化學(xué)品和其他工業(yè)產(chǎn)品將來自生物制造。
一、美國：創(chuàng)新引領(lǐng)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)
美國在基礎(chǔ)研究、技術(shù)創(chuàng)新（基因編輯、AI 制藥等）及產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)方面全球領(lǐng)先。依托波士頓-劍橋、舊金山灣區(qū)等集群，形成“產(chǎn)學(xué)研”深度協(xié)同體系。政府強(qiáng)力支持：2024 年7 月投入5.04 億美元建設(shè)12 個“科技中心”；同年11 月19 日，拜登-哈里斯政府發(fā)布了一份最新報告《建立充滿活力的國內(nèi)生物制造生態(tài)系統(tǒng)》，以推進(jìn)生物技術(shù)和生物制造，作為更廣泛的國家生物經(jīng)濟(jì)實施計劃的一部分。據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）數(shù)據(jù)，其生物制造規(guī)模達(dá)4386 億美元，在專利數(shù)量、研發(fā)投入上全球領(lǐng)先。
二、歐盟：政策驅(qū)動的可持續(xù)發(fā)展
歐盟采取“頂層設(shè)計+系統(tǒng)推進(jìn)”的發(fā)展策略，制定了《工業(yè)生物技術(shù)2025 遠(yuǎn)景規(guī)劃》，提出到2025 年實現(xiàn)生物基化學(xué)品替代傳統(tǒng)化學(xué)品10%-20%，到2030 年將可再生原料使用比例提升至30%的宏偉目標(biāo)。通過“地平線歐洲”計劃等資助機(jī)制，歐盟支持了大量生物制造項目，特別是在合成生物技術(shù)應(yīng)用于能源和氣候解決方案方面取得顯著進(jìn)展。
歐盟還建立了覆蓋全歐洲的中試設(shè)施網(wǎng)絡(luò)（如Pilots4U 項目），有效促進(jìn)了技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。2024 年3 月，歐盟委員會發(fā)布“推進(jìn)生物科技與生物制造”戰(zhàn)略；2025 年1 月新成立的生物技術(shù)和生物制造中心，更是為中小企業(yè)創(chuàng)新提供了重要支持。
三、日韓：特色領(lǐng)域的重點突破
日本政府通過《生物戰(zhàn)略2020》等政策文件，確立了到2030 年實現(xiàn)100 萬億日元生物經(jīng)濟(jì)市場規(guī)模的目標(biāo)。日本在發(fā)酵工程領(lǐng)域具有傳統(tǒng)優(yōu)勢，氨基酸、酶制劑等產(chǎn)品產(chǎn)量全球領(lǐng)先。同時，在細(xì)胞培養(yǎng)肉、微生物蛋白等新興食品領(lǐng)域，明治控股等企業(yè)積極布局。2023年發(fā)布的《生物制造革命推進(jìn)計劃》，重點推動微生物改良和數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用。
韓國則選擇合成生物學(xué)作為突破口，2024 年4 月通過的《合成生物學(xué)促進(jìn)法》是全球首部專門立法。該法案的通過將推動總投資1263億韓元的國家級“生物鑄造工廠”建設(shè)，該設(shè)施借鑒半導(dǎo)體晶圓廠模式，通過AI 技術(shù)實現(xiàn)生物元件設(shè)計—構(gòu)建—測試的全流程自動化，可將生物元件開發(fā)周期縮短80%。韓國目標(biāo)是到2030 年躋身全球前五大技術(shù)強(qiáng)國。
四、中國生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
我國生物制造產(chǎn)業(yè)雖然起步較晚，但發(fā)展勢頭強(qiáng)勁。國家層面高度重視，《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》等一系列政策文件的出臺，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了有力保障。中投產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測2025 年我國生物制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到1.2 萬億元，未來十年有望保持17%的高速增長。
近些年，在政策的大力支持下，我國合成生物制造產(chǎn)業(yè)也快速進(jìn)步和發(fā)展，國內(nèi)一批合成生物學(xué)初創(chuàng)企業(yè)快速發(fā)展。氨基酸、維生素等傳統(tǒng)產(chǎn)品的技術(shù)升級不斷推進(jìn)，在一些重要產(chǎn)品上已經(jīng)能部分繞開專利封鎖。在新產(chǎn)品開發(fā)上，國外有長鏈醇、1,4-丁二醇、對苯二甲酸等一系列重要大宗化學(xué)品的生物制造技術(shù)，而我國科學(xué)家在肌醇、3-羥基丙酸、己二酸等化合物的生物制造技術(shù)上實現(xiàn)世界領(lǐng)先。在新酶設(shè)計、新合成途徑設(shè)計這些最前沿、決定未來產(chǎn)業(yè)布局的研究方向上，保持了與國際并行。
不過與國際先進(jìn)水平相比，我國生物制造產(chǎn)業(yè)仍存在明顯差距：核心產(chǎn)業(yè)增加值僅占工業(yè)增加值的2.4%，遠(yuǎn)低于美國的11%、歐盟的6.2%和日本的3.2%。在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面，高端原料和裝備自給率不足，工業(yè)核心菌種等關(guān)鍵材料仍依賴進(jìn)口，反映出我國在基礎(chǔ)研究和核心技術(shù)上的短板。
隨著技術(shù)創(chuàng)新、政策支持和市場需求的協(xié)同發(fā)力，我國生物制造產(chǎn)業(yè)有望實現(xiàn)跨越式發(fā)展，在全球生物經(jīng)濟(jì)格局中占據(jù)更加重要的位置。未來需要堅持創(chuàng)新驅(qū)動、開放合作的發(fā)展路徑，推動產(chǎn)業(yè)向價值鏈高端邁進(jìn)，為經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展注入新動能。