1、 1/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 行业研究报告 慧博智能投研 合成生物学行业深度：市场潜力分析、政策合成生物学行业深度：市场潜力分析、政策资本动向、产业链及相关公司深度梳理资本动向、产业链及相关公司深度梳理 合成生物学（Synthetic Biology）是指采用工程化设计理念，按照一定的规律和已有的知识：改造已有的天然生物系统；设计和建造新的生物元件、装置和系统，来实现构建细胞工厂等目的为人类服务。在目前阶段，合成生物学落地的主要场景即改造微生物来生产产品，通常是具有高附加值、通过传统方高附加值、通过传统方法化学生产成本较高、碳排放较大

2、或难以大量获得的产品法化学生产成本较高、碳排放较大或难以大量获得的产品。利用合成生物学技术，可以改造自然界中微生物的合成能力，甚至创造新的合成途径，从而可以与各个下游领域应用进行结合，应用领域广阔。目前，合成生物学在医药、化工、能源、食品、消费、农业医药、化工、能源、食品、消费、农业等众多领域均已有众多应用案例，部分公司已部分公司已实现商业化。实现商业化。合成生物学有哪些优势？应用领域都有哪些？市场空间如何？政策和资本有什么动向？国外公司的经历合成生物学有哪些优势？应用领域都有哪些？市场空间如何？政策和资本有什么动向？国外公司的经历对我们有什么启发？产业链上有哪些环节和公司？对我们有什么启发？

3、产业链上有哪些环节和公司？下面我们来逐一分析。一、一、合成生物学具有多种优势，未来市场广阔合成生物学具有多种优势，未来市场广阔 1、制造业革命，实现制造业革命，实现“替代替代+创新创新+循环循环”合成生物学正在推动一场制造业革命，探索替代原料和原有生产工艺，并进一步延伸到性能更好的产品开发。由合成生物学驱动的下一代生物制造带来新的优势：1）替代原有制造路线（化学合成或者天然提取），提高生产效率和经济效益；2）创造疗效更好的药品、性能优越的化学品或材料等新产品的潜力；2/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 3）实现可持续的“循环”生产模式，使用可再

4、生生物质原料，显著减少对化石燃料的依赖。2、绿色环保、能耗少成本低绿色环保、能耗少成本低（1）以可再生资源作为原料，反应条件温和以可再生资源作为原料，反应条件温和 合成生物学主要以可再生资源作为原料，包括淀粉等粮食原料、秸秆等农业废弃物以及 CO2、CH4 等含碳气体，符合可持续发展理念，且能使得原材料成本占比降低，产业链长度以及生产周期缩短。相较于化学反应，合成生物学大部分反应在微生物或酶的作用下进行，反应条件更温和，减少副产物和三废生成，实现高效、环保生产。（2）合成生物学有助于减少能耗、降低成本合成生物学有助于减少能耗、降低成本 世界经济合作组织发表的报告表明合成生物制造可以降低工业过程

5、能耗、物耗，减少废物排放与空气、水及土壤污染，以及大幅度降低生产成本，提升产业竞争力。研究数据表明，生物技术的应用可以降低工业过程能耗 15-80%，原料消耗 35%-75%；减少空气污染 50%-90%，水污染 33%-80%；降低生产成本 9%-90%。据 OECD 预测，到 2030 年 35%的化学品及相关产品将通过生物技术制造。据世界自然基金会（WWF）估测，到 2030 年，工业生物技术每年将降低 10 亿至 25 亿吨二氧化碳排放。3/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 3、应用范围不断拓宽，市场空间广阔应用范围不断拓宽，市场空间广

6、阔 随着合成生物学在理论和技术上不断取得突破，叠加其绿色环保、能耗少成本低等优势，合成生物学的应用范围不断拓宽，对医疗健康、科研、化学品、食品和饮料、环境监控及农业等领域产生深远影响。根据 CB Insights 分析数据显示，全球合成生物学市场规模 2019 年为 53 亿美元，预计到 2024 年将达189 亿美元，年复合增长率为 28.8%。医疗健康领域市场规模最大，预计将由 2017 年 17 亿美元增长至2024 年 50 亿美元，年复合增长率为 18.9%。随着全国科研投入的不断加大以及 DNA 测序等技术成本降低，合成生物学科研领域市场规模不断扩大，2017-2024 年合成生物

7、学科研市场需求预计持续稳居第二位。食品和饮料、农业领域增长速度最快，2019 年-2024 年年复合增长率预计分别为 64.6%和 64.2%。（1）医疗医学领域医疗医学领域 1）合成生物学应用于天然药物、抗生素等的人工合成潜力合成生物学应用于天然药物、抗生素等的人工合成潜力已经得到证明已经得到证明 化学法生产化学品大多集中于结构清晰、简单的化学物质，而对于天然药物等大分子化合物大多只能来源于植物、动物、真菌细菌等自然来源的提取。但由于其提取工艺能耗大、提取率低，目前大部分仅能通过全合成或半合成的方式制得，这成为制约天然药物价格的重要原因之一。通过合成生物学手段，将产生这些代谢产物的基因簇进行

8、异源表达并利用发酵工程进行大规模制备，将成为解决药品供应和价格昂贵问题的方法之一。目前，利用重组大肠杆菌细胞工厂合成体紫杉二烯，重组酵母细胞工厂生产青蒿酸和人参皂苷等，都已经打通合成路线或即将达到产业化水平。抗氧化作用显著的白藜芦醇（resveratrol）、具心血管保健作用的柚皮素（naringenin）、抗病毒和凝血作用显著的咖啡酸（caffeic acid）等也有较长的研究历史，在酿酒酵母和大肠杆菌中均已构建工程菌。2）合成生物学可提升疫苗研制效率合成生物学可提升疫苗研制效率 当前全球疫情仍在肆虐，且病毒持续变异，给疫苗开发带来巨大难度。合成生物学则可使疫苗开发模块化，不同病原微生物的保

9、护性抗原对应可变模块，根据中和性抗体来设计并合成与之相对应的保护性抗原，即可快速制造适应新疫情的病毒疫苗。在疫情突发时，合成生物学技术可以根据病原基因组序列进行迅速分析，并快速人工合成保护性抗原基因，大大提升疫苗的研制效率。3）此外，合成生物学在干细胞与再生医学、药物载体的靶向递送和治疗等领域均在发挥重要此外，合成生物学在干细胞与再生医学、药物载体的靶向递送和治疗等领域均在发挥重要作用。作用。4/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 （2）化学工业领域化学工业领域 1）有望助力解决化工原料及能源问题有望助力解决化工原料及能源问题 例如某些经过合成生

10、物学方法改造过的光合藻类富含大量的脂质，被人们称为“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，微生物还能通过糖酵解等过程为我们提供丁醇、乳酸、甲烷等工业原料，进一步还可从中获取甘油、丙酮酸、氨基酸等具有工业价值的原料，这一过程绕开了传统石油化工必需的原油、烯烃等原材料，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）在部分化学品的生产上已体现出成本优势在部分化学品的生产上已体现出成本优势 成本方面，受益于规模效应，目前经由合成生物学手段可大规模生产的化学品如己二酸（ADA）、1,4-丁二醇（BDO）、L-丙氨酸等已经可以达到低于石油基路径的生产成本。同时由

11、于其不依赖于原油，故盈利水平相对较为稳定。具备成本优势的合成生物学途径化学品可以以更低的价格切入市场，同时保持更高的利润水平。以华恒生物的生物法 L-丙氨酸为例，其平均售价为 1.6 万元/吨，毛利率为 45%左右；对比本公司酶法生产的 L-丙氨酸，平均售价为 2 万元/吨，毛利率在 10%-25%之间波动。5/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 二、二、政策大力支持、资本快速涌入政策大力支持、资本快速涌入 1、政策：全球各国加快合成生物学的战略部署和政策支持政策：全球各国加快合成生物学的战略部署和政策支持 美国：美国：2006 年，由美国国家科

12、学基金会(NSF)向新成立的合成生物学研究中心（SYNBERC）提供为期十年共 3900 万美元的资助，为美国的合成生物学研究领域奠定了基础。欧洲：欧洲：顶层设计布局始于 2009 年，英国、德国、法国研究学院分别发表在合成生物学行业研究报告或设立研发中心，旨在提升行业发展优先级以及指定本国未来行业发展目标。6/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 中国：中国：从“十三五”开始，合成生物学被列为战略前瞻性重大科学问题和前沿共性生物技术，国家出台了一系列政策支持合成生物学的发展。“十四五”生物经济发展规划专门强调合成生物学，推动合成生物学技术创新，突

13、破生物制造菌种计算设计、高通量筛选、高效表达、精准调控等关键技术，有序推动在新药开发、疾病治疗、农业生产、物质合成、环境保护、能源供应和新材料开发等领域应用。7/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 2、资本：全球合成生物学融资快速增长资本：全球合成生物学融资快速增长 SynbioBeta 数据显示，近十年全球合成生物学领域的融资规模大幅增加，从 2011 年的 4 亿美元增长至 2021 年的 180 亿美元，年复合增长率达 46%。2018 年以来，中国的合成生物学迎来了新一波融资高潮，标的覆盖产业上中下游以及各大应用领域。智研咨询数据显示，2

14、021 年，中国合成生物融资金额达到 23 亿元。8/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 9/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 三、三、历史发展阶段历史发展阶段 合成生物学的发展可以分为四个阶段：第一阶段（第一阶段（2005 年以前）：年以前）：以基因线路在代谢工程领域的应用为代表，这一时期的典型成果是青蒿素前体在大肠杆菌中的合成；第二阶段（第二阶段（20052011 年）：年）：工程化理念日渐深入，赋能技术平台得到重视，工程方法和工具不断积淀；第三阶段（第三阶段（20112015 年）：年）：基

15、因组编辑的效率大幅提升，合成生物学技术开发和应用领域不断拓展；第四阶段（第四阶段（2015 年以后）：年以后）：合成生物学的“设计-构建-测试”循环扩展至“设计-构建-测试-学习”，生物技术与信息技术融合发展的特点愈加明显。四、四、产业链分析产业链分析 合成生物学产业生态覆盖面庞大，不同技术和产业落地方向多元，且都有相当的市场规模。基于不同公司在合成生物学行业中的作用，可以将整个合成生物学产业分为大致的上、中、下游。10/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 上游是技术型公司，负责使能技术的开发，包括上游是技术型公司，负责使能技术的开发，包括 DN

16、A/RNA 合成、测序、编辑，以及软件类产品、协合成、测序、编辑，以及软件类产品、协助工程化平台构建。助工程化平台构建。生命活动由核酸进行编码和控制。DNA/RNA 的编辑、合成和测序技术是合成生物学产业的基础。目前基因读写技术类公司基本已经进入低成本竞价阶段，但是相关软件类产品开发公司还处于较早期阶段。中游是平台型公司，负责对人工生命体进行设计、开发，为传统企业开拓新的价值领域。中游是平台型公司，负责对人工生命体进行设计、开发，为传统企业开拓新的价值领域。目前合成生物学整体发展阶段仍处于较早期，市场规模还不大，对产品研发的需求并不大，许多下游企业通过与科研机构合作就可以满足生物基产品的研发需

17、求。而且目前合成生物学在规模放大的产业化过程中仍存在较高失败风险，也会影响下游企业与平台型公司合作的意愿。仅依靠平台为客户提供研发服务，目前还不足以支撑平台型公司的发展，因此许多平台型公司将自己的平台技术在具体应用场景中延伸，打造落地产品。国外已有多家代表性平台型公司上市，但是研发服务的盈利模式还未得到完全验证。随着合成生物学整体市场规模的增长以及相关技术的突破，未来平台型公司依靠强大的研发能力有望取得较好的发展前景。11/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 下游是应用型公司，负责各领域产品的开发和落地，应用领域包括化工、医药、农业、食品等。下游

18、是应用型公司，负责各领域产品的开发和落地，应用领域包括化工、医药、农业、食品等。应用型公司处于快速发展阶段，各领域都有代表性上市公司，不少公司都依靠合成生物学产品的节能环保、成本、产量等优势取得了不错的业绩。五、五、海外企业发展历史复盘与启示海外企业发展历史复盘与启示 1、Amyris 作为合成生物学产业化的开山鼻祖，Amyris（Nasdaq：AMRS）可谓出道即巅峰：2003 年以加州大学伯克利分校的 Jay Keasling 为代表的几位顶尖科学家，为了研究利用合成生物学技术生产抗疟药物青蒿素及其他萜类化合物，成立了 Amyris。起初作为一家非营利性公司，Amyris 的生物法合成青蒿

19、素无疑是十分重要并吸引市场和学界眼球的，因为青蒿素的规模化量产无疑会为数百万饱受疟疾之苦的患者带来新的希望。幸运的是，公司在成立第三年便实现了第一个发展里程碑：2005 年公司研发出了能够产生青蒿酸（Artemisinic acid，合成青蒿素的重要前体）的酵母菌株。随后 2008 年，公司将这一技术转让给了法国制药巨头赛诺菲（Sanofi），并凭借持续不断的融资，开始转向研发、生产及售卖面向其他 12/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 更广阔市场的“可持续替代品”。青蒿素的成功使得资本市场对公司的未来充满期待，2010 年公司在美国纳斯达克股

20、票交易所上市。然而，在初涉资本市场历经短暂的辉煌后，公司股价出现大幅波动，主因是自身经营状况特别是新产品的大规模生产面临了困境。自 2011 年上市以来，公司主要经历了三大发展阶段：（1）2012 至 2013 年以生物柴油为产品核心，然而其工业化放大效果不及预期；（2）2014 至 2015 年为业务转向的关键期，公司业务转向以香精业务为核心发展高附加值产品；（3）2015 年以后，公司不断扩大品牌战略，将业务扩展至健康与清洁美容等领域。上市以来，公司三大阶段的股价波动皆与较为薄弱的放大生产能力有关，而金融市场受挫又反作用于公司的资金困境，使其规模化生产之路雪上加霜。由于不同规模的生物技术以

21、及发酵生产过程的不可预测性，生物技术商业化中最具挑战性的部分通常是放大和制造阶段。公司在 2011 年上市初，曾承诺核心产品生物柴油 Biofene（法尼烯分子，Farnsene）产量在 2011 年将达到 600 万升至 900 万升，2012 年将生产 4000 万升至 5000 万升，公司股价因此曾一度飙升至 33 美元。然后此后因在巴西设立的工厂的放大规模不及预期，最终年报披露产量只足够供 400 辆公交车，生物柴油产品业务发展受放大瓶颈的限制从而终止。生物柴油放大的失败迫使公司依靠法尼烯衍生品将业务核心转向高附加值、小批量的香精业务。此后，公司的产品组合不断扩大，依靠优异的高通量菌株

22、筛选平台所能产出的分子数目不断增加，但却始终面临收入疲软、运营成本高、债务居高不下带来的经营亏损的困境。2021 年第三季度公司归属普通股东净亏损为 3.08 亿美元，在营收为 2.77 亿美元的情况下，营业支出高达 3.26 亿美元（其中销售、行政及一般费用为 1.63 亿美元）、非营业支出为 259 万美元（其中因债务导致的利息支出为 15 万美元）。实际上如前所述，为了扭转困境并获取实际的收益，公司进一步基于其原有的研发基础和产品线，对产品进行了延伸。例如公司此前的明星产品法尼烯，再经一步简单的转化可合成一种叫做角鲨烯的成分，角鲨烯再经去氢处理能够得到性质更加稳定的角鲨烷（Squalen

23、e）。角鲨烷具有高度的亲肤性和稳定性，获得护肤界的高度青睐，号称“护肤万金油”。此外，角鲨烷还广泛应用于溶剂、聚合物材料和可再生能源等领域，是公司的核心竞争力之一。传统的角鲨烷从鲨鱼的肝脏中提取，每只鲨鱼仅能提取出 0.3-0.4kg。公司通过自身研发改造的酵母来大量合成角鲨烷，进而降低了成本，也迎合了生态环保。在该业务线上，公司和欧莱雅、雅诗兰黛、亿帆医药等知名厂家都建立了合作。如今公司的定位为一家领先的工业生物技术公司，利用其具有亮点的自动化技术平台为健康与保健、清洁美容和香精香料市场设计、制造和销售高性能、天然、可持续采购的产品。截止 2020 年，公司已经成功地利用生物技术推出直接 1

24、3/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 面向消费者的甜味剂品牌 Purecane，Biossance（销售角鲨烷）品牌护肤品和 Pipette 母婴护理产品线（现已有七款产品），向香精业务公司供给十种生物分子并与合作伙伴共同生产。目前公司的生产仍较多依赖与外界的合作，尚未成为“一家真正的产品公司”。2020 年底，公司与帝斯曼公司达成战略交易，公司授权帝斯曼向香料巨头 Givaudan 供应法尼烯的生产和销售的权利。实际上此前公司已与帝斯曼建立了战略合作伙伴关系。2017 年 5 月，帝斯曼对公司进行了 2500 万美元的初始股权投资，转换为约

25、12的股权，并在同年收购了公司位于巴西发酵生产法尼烯的工厂，成为 Amyris 背后的大股东之一。虽然和帝斯曼的合作可以为公司提供优质的市场渠道，并为公司的市场开拓提供宝贵的经验，但是工厂的出售使得公司不再拥有完全独立的大型生产基地（截止 2021 年底），而新建的巴西生产基地预计将于 2022 年一季度开始生产，此前公司生产主要依靠在巴西、美国和欧洲的合作基地完成。从报表上看，公司营业收入中的关联方赠款和合作收入占比从 2018 年的 12%上升至 2021 年三季报的 58%，独立的可再生产品收入占比则从 2018 年的 53%下降至 37%。14/25 2022 年年 10 月月 13

26、日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 2、Novozymes 自 2000 年作为独立的酶业务企业从 Novo Terapeutisk Laboratorium 公司分拆以来，Novozymes（诺维信，Nasdaq：NVZMY）一直有着明确的市场定位世界上最大的酶制造商，公司酶业务的市占率一直维持在 50%左右。从 1945 年第一个酶产品胰蛋白酶的推出到 2010 年，公司用时 65 年时间完成现有业务板块的构建。1983 年公司推出第一个微生物发酵生产的洗涤剂酶 Alcalas，2001 年公司开始涉足生物燃料催化酶业务，2005 年公司推出第一款生物发酵产聚合物产品（后续公司在中

27、国透明质酸市场投资不断，该业务却始终未能为公司贡献可观营收），2010 年公司第一款商业化生物燃料催化酶推出。自 2000 年上市以来，公司业务发展可分为以下三个阶段：（1）2000 年至 2006 年，作为一家新兴公司业绩增长较为乏力，年复合增长率为 5.15%；（2）2007 年，公司开始进军革命性产品生物燃料乙醇相关酶的研发，这类产品后续为公司贡献了约 20%左右的营收。直至 2015 年，公司业绩增长处于高速期，年复合增长率达 8.15%，且公司股价在这一期间增速稍快于纳斯达克指数。（3）2015 年以后，公司发展进入平台期。2020 年受疫情影响较大，2015 年至 2020 年年复

28、合增长率仅为 0.01%。通常情况下公司股价走势与纳斯达克指数走势十分接近，这与公司所涉足的业务类型有关。15/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 公司业务与生活必需品紧密相连，营收结构稳固。公司每年推出 6-10 款新型酶产品，但新产品本身通常并不具有革命性，而是建立在往年产品的基础上在性能上有所改进。公司主营业务为五大部分：家庭护理（占比 33%），主要产品为洗涤剂酶；食品饮料（占比 27%），主要产品为用于面包发酵等食品生产过程；生物燃料（占比 18%），主要产品用于生物质转化产生乙醇燃料过程；农业饲料（14%），主要产品为农作物生产过程中

29、所使用的酶产品；工业与医药（10%），主要产品用于污水处理，药物生产过程。公司所参与生产的市场终端产品与生活联系紧密，其多为快速消费品（2016 年公司被评为宝洁最佳业务合作伙伴），某种程度上公司营收增长速度全面反映了当期国民生活状态。公司是售卖“专一高效催化剂”的平台型公司。Novozymes 的主营产品酶本身并不直接面向消费者，而是作为加速生产过程或是改善产品品质的“高效催化剂”添加至消费品的生产过程中。本质上，Novozymes 的“消费者”是众多下游生产厂家，例如宝洁、巴斯夫等知名化工企业。据公司 2019 年年报披露，公司在全球拥有 16 家生产酶和微生物的工厂。虽然公司并未公布产能

30、，但是作为催化剂酶在反应中所需量通常很小。作为生产解决方案的提供者，公司向外源源不断的输出本质上更接近一种技术。16/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 3、对国内相关企业和投资的启示对国内相关企业和投资的启示 从几家头部及热门合成生物学公司的发展历程和股价走势看，由于生物生产过程存在的诸多不确定性，以及从实验室转战规模化商品市场的不同竞争格局，合成生物学企业有时会无法恰当评估规模化生产的难度，抑或是做出不合公司实际发展情况的错误决策或承诺，最终反映为公司经营和业绩的不及预期，而在资本市场上则直接体现为投资人的信心缺失和股价的剧烈波动。17/25

31、 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 首先我们可以确认的是，合成生物学是一个首先我们可以确认的是，合成生物学是一个“长坡厚雪长坡厚雪”的赛道，无论是从碳中和的角度看，还是从制造的赛道，无论是从碳中和的角度看，还是从制造业本身的角度，它业本身的角度，它都正在推动一场革命都正在推动一场革命，体现在探索替代原料和生产工艺，并进一步延伸到性能更好的产品开发，用以解决能源紧缺、环境污染、医疗健康、全球可持续发展等多方面的问题。而对比海外，中国在合成生物学后端生物生产环节具备天然的产业基础和成本优势，同时前端的科研能力不输于海外、科研落地水平甚至更胜一筹。其次，公

32、司经营及股价出现波动，可能主要归结于合成生物学产业领域的两方面底层难题：选品难题和其次，公司经营及股价出现波动，可能主要归结于合成生物学产业领域的两方面底层难题：选品难题和工艺放大难题。工艺放大难题。对于选品问题对于选品问题，由于合成生物学从新产品开发到最终落地差不多需要 5 年左右甚至更长的时间以及千万元级别的投入，因此如果产品选错，例如产品的周期性较强，或是风靡几年后就会被市场迭代淘汰的产品，则会产生巨大损失。因此，对于合成生物学领域的初创企业来讲，在注重自身科研成果的延伸落地的同时，还要同时将实际市场需求和空间、以及产品经济性等多种因素考虑进去。1）从市场需求角度，“刚性需求”是十分重要

33、的，即站在 10 年或更长的维度是否有强有力的底层逻辑去驱动需求持续提升，以及是否紧密围绕社会最迫切的需求，代表性方面如可降解塑料。2）从研发的底层科学性角度，企业需要判断此改造是否符合生物自身的生命规律，例如想要通过微生物发酵得到的物质，是否处于或影响整个代谢通路中重要的物质能量节点（如果是，则想实现量产需要进行的工作就很多，同时隐含较大难度和不确定性），同时理性评估目标产品通过生物合成路径对比其他合成路径的效率和效益等。例如 Amyris 凭借成功产业化青蒿素起家并上市，然而随着大量非洲农民利用传统种植手段生产出青蒿素，其市场价值迅速降低，研发的成功不代表商业化选品的成功。3）企业是否具备

34、足够的技术壁垒及未来持续研发的能力。4）从经济性角度，则不可避免要考虑工艺放大问题，即利用规模效应降本。对于工艺放大问题对于工艺放大问题，除去工艺开发本身确实面临的诸多难点，企业在工艺放大方面的产业化经验不足也是一大痛点。对于这一问题，合成生物学领域未来可能会借鉴制药领域对于新药开发的发展模式，即初创企业或高校研究所凭借自己长年的积累开发出一条高效的代谢通路或高产菌株，后续发酵、纯化、材料合成及改性等需要大量资本开支的过程则交给成熟的、具备充足产品工艺放大经验的公司进行开发，即行业业态将发展为上下游各自具备核心优势，充分合作与绑定。当然行业龙头一定会拥有自己的核心菌株和产品，也会凭借多年积累的

35、生产放大、成本控制和市场推广经验，不断拓展产品版图。六、六、国内相关公司国内相关公司 1、华恒生物华恒生物 华恒生物是丙氨酸龙头企业，其发酵法生产 L-丙氨酸技术全球领先。除丙氨酸类产品外，在-熊果苷、D-泛酸钙等领域也有布局。18/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 受益于欧盟环保政策，环保离子螯合剂需求稳步增长，拉动公司主营产品，公司高速扩张。公司主营产品 L-丙氨酸目前约 50%销售给巴斯夫生产环保离子螯合剂 MGDA。由于欧盟将于 2023 年中完全禁止传统离子螯合剂的使用，MGDA 需求将稳步增长，进而拉动公司主营产品 L-丙氨酸需求，

36、目前公司已有丙氨酸产能 2.65 万吨/年，在建 2 万吨/年，处于高速扩张阶段。布局 L-缬氨酸、L-丙氨酸柔性生产，绸缪生物基转型。公司 IPO 项目交替年产 2.5 万吨丙氨酸、缬氨酸项目规划有 1 万吨/年缬氨酸产能和 1.5 万吨/年丙氨酸产能，两种产品共用生产线，可以依据市场供需格局切换产品。公司这种战略布局，有助于在生物基转型的时代背景中依时放量，柔性调度，提升盈利能力。注重技术创新，-丙氨酸实现技术突破，全球领先。公司生产-丙氨酸的工艺为生物法，不同于传统化学法，其条件温和，转化效率高。目前经过两次技术迭代，已经实现由丙烯酸和氨水，经丙烯酸氨氧化酶催化，直接生产-丙氨酸，经济效

37、益明显。产业链向下游延伸，-丙氨酸到衍生物，发挥上下游协同效应。公司目前有在建项目“年产 7000 吨 beta丙氨酸衍生物生产线”，以-丙氨酸为原料，生产氨基酸衍生品，将获取产业链协同优势。2、凯赛生物凯赛生物 公司是生物基聚酰胺龙头企业。生物基聚酰胺产业可分为三部分：二元酸、二元胺、聚酰胺。二元酸方面，公司于 2003 年开始产业化布局，目前已有长链二元酸产能 7.5 万吨/年，占据全球 80%以上市场份额，在建癸二酸产能 4 万吨/年，预计将于 2022 年 7 月投产。二元胺方面，生物基戊二胺工艺于 2014 19/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究

38、报告研究报告 年完成中试，现有产能 5 万吨/年，在建产能 50 万吨/年，预计将于 2023 年投产。聚酰胺方面，公司于2014 年完成中试，主要有 PA513 和 PA56 两种产品。现有产能 10.3 万吨/年，在建产能 92 万吨/年，预计 2023 年建成投产。在建项目于 2023 年投产后，公司将具有超过 100 万吨/年的生物基聚酰胺生产能力。3、嘉必优嘉必优 嘉必优是生物发酵营养素龙头，拥有 ARA 油脂产能 420 吨/年、藻油 DHA 产能 105 吨/年，微胶囊产能 1000 吨/年。公司作为国内 ARA 产业早期的培育者和领军企业，在菌种选育、发酵、分离纯化、微胶囊包埋

39、、产品应用及检测等方面已掌握核心技术，并形成知识产权。1999 年，公司引进中科院高产高山被孢霉菌株，并于 2003 年打破国际垄断，实现 ARA 产业化生产。随后，通过不断开发新技术实现毛油含磷量从 1000ppm 降至 380ppm 以下，ARA 油脂提取率从 86.3%提高到 91.46%、产品 ARA 含量42%。形成极高技术壁垒，于 2016 年授予国家科学技术进步二等奖。2019 年公司 IPO 募投微生物油脂扩建二期工程项目和多不饱和脂肪酸油脂微胶囊生产线扩建项目，预计自 2022 年底陆续投产，届时 ARA 油脂产能增至 570 吨/元，藻油 DHA 产能增至 555 吨/元，

40、微胶囊产能增至 2500 吨。此外嘉必优 2017 年收购中科光谷，2018 年以来公司 SA 燕窝酸产能逐步释放后毛利率不断提升，2021 年 SA 业务毛利率达 65%。根据 2021 年财报，公司 OPO、岩藻糖基乳糖等产品已完成中试研究，开始产业化推动，高产虾青素、EPA、唾液酸乳糖等优势菌株的构建已开始。20/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 4、新和成新和成 新和成是医药化工龙头企业，近年来公司正在积极布局生物发酵领域，以实现化学法和生物法的互补结合。2018 年公司全资子公司黑龙江新和成生物科技有限公司在黑龙江绥化，依托当地玉米资

41、源，投资建设生物发酵项目。项目规划一期投资 36 亿元，设计产能主要包括叶红素 0.05 万 t/a、己糖酸 3 万 t/a、淀粉乳折纯 14.67万 t/a、葡萄糖折纯 15.51 万 t/a、山梨醇（含量 70%）6 万 t/a。二期投资 10 亿元，生产淀粉乳 39.66万 t/a；葡萄糖 15.51 万 t/a；麦芽糖浆 4333t/a；己糖酸 3 万 t/a；山梨醇 6 万 t/a，核黄素 0.3 万 t/a；钴胺素 3000t/a（1%含量）。2020 年 10 月，该项目一期已经顺利结项投产，二期正在建设中。未来公司维生素生产有望兼具化学合成技术和生物合成技术。5、梅花生物梅花生

42、物 梅花生物是氨基酸龙头企业，具备基因组编辑到产品落地全链条生产能力。公司主要产品包括动物营养氨基酸类产品、食品味觉性状优化产品、人类医用氨基酸类和胶体多糖类产品等。2021 年公司生物发酵产品实现营收 215.46 亿元，占营业总收入比重 94.35%。根据公司 2021 年财报，公司自十年前开始自主采用合成生物学技术重设计系列氨基酸菌种，现实现以大肠杆菌、谷氨酸棒杆菌、芽胞杆菌等多种工业生产菌株为底盘细胞的微生物细胞工厂理性重构。其中，2021 年公司维生素 B2 技改项目投产，成为为数不多的以发酵法生产维生素 B2 的企业。同时，公司与上海工业生物技术研究中心等国内一流高校、科研院所建立

43、密切联系，共同进行合成生物学高性能菌种开发工作，投资入股德国生物技术企业Sense-Up 公司，利用其高通量设备快速进化、迭代氨基酸菌种。根据公司战略，未来公司构建多糖与苷类产品如腺苷、鸟苷与肌苷的新一代生产菌株，进一步覆盖到其他医药中间体、功能食品、功能糖等合成生物学应用新领域。21/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 6、星湖科技星湖科技 星湖科技是生物发酵食品添加剂细分龙头企业。前身创办于 1964 年的农业微生物药厂。截止 2021 年财报，现有呈味核苷酸二钠产能 1.77 万吨，功能糖浆产能 3 万吨，药物中间体年产量达 5052 吨，

44、覆盖食品、医药两大业务领域。2022 年，公布收购伊品生物预案。伊品生物成立于 2003 年，主要产品包括L-赖氨酸、L-苏氨酸在内的各类动物营养氨基酸和味精等，并通过对废水、废气及废渣进行回收和综合利用生产出有机肥和其他副产品，与星湖科技同属属于生物发酵行业不同细分领域。公司主要原材料为玉米淀粉，依靠酶法清洁生产呈味核苷酸二钠等产品，未来公司有望切入生物合成赛道，打造新竞争优势。22/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 7、弈柯莱弈柯莱 合成生物学“研发+产业化”领跑者。弈柯莱生物公司是一家以合成生物学技术为核心，从事生物合成技术和工艺研发，并

45、致力于将其应用于规模化生产的合成生物学平台型企业。作为一家合成生物学平台型企业，弈柯莱生物拥有丰富的产品管线，目前已将合成生物学技术广泛应用于生物医药、绿色农业、营养健康等多个领域，实现了合成生物学技术的产业化落地。基于长期的技术积累和研发创新，公司拥有酶、基因元件以及底盘细胞等丰富的生物资源储备，建立了“智能设计”、“酶工程”、“基因工程”和“细胞铸造”4 个实验室技术创新平台，以及“发酵工程”、“生物反应工程”、“分离工程”和“物质合成”4 个产业化技术创新平台，保障了公司新产品能够走出实验室、走向市场。目前，公司主要产品管线已达 20 余种。通过合成生物学技术创新已实现了西他列汀中间体、

46、度鲁特韦中间体、手性酯、NMN 原料等多种产品的产业化。基于持续的研发创新与工艺改进，公司已有帕罗韦德中间体、D-乙酯、人乳寡糖等数项产品管线完成研发即将进入产业化生产阶段。23/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 8、华东医药华东医药 开拓工业微生物新蓝海，前瞻布局新业态板块。华东医药在工业微生物领域深耕 40 余年，目前拥有中美华东、珲达生物和珲益生物三个微生物研发平台，杭州祥符桥、钱塘新区、江苏九阳、美琪健康、美 24/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 华高科五个产业基地，已形成微生物项目研

47、发、中试、商业化生产、工程和公用系统保障的完整制造体系。公司以国际化发展为基础，紧跟全球工业微生物及合成生物学新技术发展趋势，通过打造“工业化、规模化、国际化”的工业微生物产业集群，致力于成为工业微生物领域的行业领先者。七、参考研报七、参考研报 1.中金公司-医疗健康行业：合成生物，引领未来 2.中信建投-医药生物行业 2022 年中期投资策略报告：历经风雨，回归常态 3.中信建投-医药生物行业合成生物学月报：行业蓬勃发展，多领域企业积极布局 4.华泰证券-基础材料行业中期策略：高油价有望延续，下游关注需求复苏 5.华泰证券-华恒生物-688639-丙氨酸全球领先，合成生物未来远大 6.天风证券-医药生物行业投资策略：合成生物学，未来已来，开启“造物”时代 7.西部证券-化工行业合成生物学专题报告之一：革故鼎新，方兴未艾 25/25 2022 年年 10 月月 13 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 8.广发证券-基础化工行业：合成生物学创造美好生活 免责声明：以上内容仅供学习交流，不构成投资建议。慧博慧博官网官网：https:/https:/ 电话：电话：-18661866 邮箱：邮箱：