生物制造領域正在步入一個全新的發(fā)展階段，2024年被視為生物制造的元年，而緊接著的2025年，則預示著該領域?qū)⒂瓉硇乱惠喌脑鲩L高潮。技術的不斷革新和市場需求的持續(xù)增長，正合力將生物制造推向經(jīng)濟發(fā)展的新前沿。
然而，生物制造產(chǎn)業(yè)鏈上的各個環(huán)節(jié)并非一帆風順，它們正面臨著諸多亟待解決的核心問題。從原材料供應、生產(chǎn)技術到產(chǎn)品應用和市場拓展，每一個環(huán)節(jié)都充滿了挑戰(zhàn)。針對這些問題，本報告進行了深入剖析，旨在為行業(yè)從業(yè)者提供有價值的參考。
在生物制造5.0時代，人工智能、機器學習和智能制造等智能技術與合成生物學的深度融合，成為了推動生物制造全面轉(zhuǎn)型的關鍵。尤其是BT生物技術合成生物學與IT信息技術人工智能的融合，為生物制造帶來了前所未有的變革。通過AI技術，合成生物學在探索合成路線、發(fā)掘新酶以及改造酶的過程中，已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化的應用。以香蘭素的研發(fā)為例，AI技術的加入使得研發(fā)周期和產(chǎn)業(yè)化周期顯著縮短，同時降低了研發(fā)成本和終端產(chǎn)品的成本，極大地提升了制造競爭力。
在蛋白質(zhì)設計領域，也取得了突破性的進展。科學家首次使用生成式人工智能從頭設計出了全新的抗體，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領域得到廣泛應用。這些創(chuàng)新不僅拓寬了生物制造的應用范圍，也為相關產(chǎn)業(yè)的升級提供了有力支持。
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，糧食原料的需求量變得十分龐大，已經(jīng)無法滿足生物基產(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、有機生活垃圾以及氣體類原料等。盡管非糧原料的應用在一定程度上能夠降低成本，但目前仍處于商業(yè)化應用的初期階段，仍需進一步的技術突破和成本優(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)化過程中的關鍵瓶頸。中試階段往往面臨著反應器傳熱傳質(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)科學算法和先進的傳感系統(tǒng)，實現(xiàn)分析、反饋和執(zhí)行的自動化。同時，將技術、工藝和產(chǎn)業(yè)串聯(lián)起來的人才也是突破這一瓶頸的關鍵驅(qū)動力之一。
在尋找生物制造“爆品”的過程中，精準定位產(chǎn)品賽道至關重要。根據(jù)終端產(chǎn)品需求體量和單位價值，生物制造產(chǎn)品可以分為低量高價、中量中價和高量低價三類。不同品類產(chǎn)品具有不同的特點、商業(yè)化程度及面臨的挑戰(zhàn)。因此，在選擇細分領域時，需要綜合考慮市場需求、技術壁壘、市場競爭等因素。
對于低量高價產(chǎn)品而言，主要面向高端市場，擁有較大的利潤空間。然而，這類產(chǎn)品對創(chuàng)新技術和研發(fā)經(jīng)費的要求極高，且市場容量相對有限。因此，更適合那些擁有強大品牌影響力和技術壁壘的企業(yè)。中量中價產(chǎn)品涉及的領域廣泛，市場競爭較為激烈。企業(yè)需要具備較強的市場敏感性，能夠及時做出調(diào)整。而高量低價產(chǎn)品則對成本控制和產(chǎn)業(yè)化能力提出了極高的要求，一旦取得技術突破，往往很快會被行業(yè)龍頭企業(yè)所壟斷。
