今年政府工作报告中提及了一些新兴产业，除了氢能、新材料、创新药等等之外，生物制造、低空经济是政府工作报告里首次提到的行业。
“生物制造”并不是一个新概念，中美都很重视这个赛道的巨大潜力，比如美国此前出台过《国家生物技术和生物制造计划》，而中国也出台过《“十四五”生物经济发展规划》等等。
生物制造，往大一些说是“合成生物学”的最重要的应用，自2013年人类发明了基因编辑技术——CRISPR-Cas9之后，就取得了飞速发展。这项获得了诺贝尔化学奖的技术，让人类拥有了“上帝之手”。如果说计算机是由0、1两个指令构成的二进制代码组合，那么合成生物学的底层则是A（腺嘌呤）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）、T（胸腺嘧啶）等碱基，所构成的四进制代码组合。
更进一步，我们可以利用工程学的方法（比如“设计、构建、测试、学习”），寻找到合适的基因片段，将一系列基因组件重新设计和组合，将之放至微生物细胞里，这些微生物就变成了一个个微小的“工厂”，进行独特的生物化学反应，最终高效地代谢出目标产物。
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合成生物学的目标产物包罗万象，包括医药、农业、能源、消费品等领域，既包括了下游的产品公司，也包括了中上游的产业链公司。
合成生物学是一项底层技术，可以跨学科、跨行业，应用场景广泛。所以麦肯锡预测，未来60%的物理实体都可由合成生物制造；波士顿咨询公司（BCG）预测，到本世纪末，合成生物将广泛应用于占全球产出三分之一以上的制造业，按价值计算在30万亿美元量级。
从中国的角度来说，我们所强调的是“生物制造”，它属于合成生物学领域里更偏制造的环节，是更加脚踏实地，利用国内传统发酵的大规模产能和发酵制造功底，升级菌株，生产出附加值更高且盈利的产品。
本文就是更进一步的解释，为什么生物制造在政府工作报告的“新兴产业和未来产业”中，被提到了非常重要的位置？中国公司如何走出一条不同的道路？
政策推动+技术进步，推动产业化进程加速
近年来，合成生物改变了传统的工业生产方式，以更绿色、更高效的方式在医药、能源、材料、化工、农业等领域得到广泛应用，故合成生物也被誉为“第三次生物技术革命”，有望成为新的“黄金赛道”。
从政策端来看，合成生物学作为现代生物前沿技术，已经成为各国必争的技术高地，各国政府政策频出以促进产业快速发展。世界经济合作与发展组织（OECD）2014年发布 《合成生物学政策新议题》认为合成生物学领域前景广阔，建议各国政府把握机遇；美国早在2006年便成立合成生物学工程研究中心，美国白宫、国会、国防部、科学 院、科学基金会等均发布过相关政策支持合成生物学发展；欧盟、德国、英国、日本等发达经济体也陆续发布政策，其中欧盟《战略创新与研究议程2030》提出“2050 年循环生物社会”；中国“973”、“863”等国家重点基础研究发展计划也建立了 合成生物学专项，2022年5月，国家发改委印发《“十四五”生物经济发展规划》，提出在医疗健康、食品消费、绿色低碳、生物安全等重点领域发展生物经济，十四五期间生物经济成为推动高质量发展的强劲动力。为促进合成生物产业发展，中国从中央到地方政府纷纷推出各项扶助计划。
根据麦肯锡分析，未来生物制造的方式有望对传统行业带来巨大影响。专业人士认为，“国家顶层设计上的重视，地方政府的积极响应，都为合成生物行业的发展带来了坚定的信心。政府高度重视合成生物学的发展，并提供了大量的资金和政策支持，推动了该领域的快速发展。”
值得关注的是，以合成生物学为核心的生物制造，正在成为新一轮大国博弈的焦点，中国的合成生物学在全球已经处于相对靠前的有利位置。
从技术端来看，基因检测技术、编辑技术飞速发展。以合成生物学最基础的基因测序为例， 过去20年基因测序的效率大幅提升、成本大幅降低，为合成生物学产业创造了良好 的发展基础。第二代测序技术发展出来之后，基因测序成本开始实现断崖式下降， 即超摩尔定律现象。
现阶段合成生物学相关技术的发展逐渐由科研探索驱动开始转为工程能力驱动，赋能传统行业，提供高质量解决方案。目前，通过合成生物制造已经成功实现了一批医药、大宗发酵产品、可再生化学与聚合材料、精细化工品、天然产物、未来农产品等重大产品的生物制造，甲醇、甲酸以及二氧化碳等一碳原料利用方面也不断取得进展。
领先的中国生物制造本质是高端制造业
中国和美国是全世界范围内最重视合成生物的国家，中国在最新的支持政策里更偏向制造端。面对这项“颠覆性科技”（波士顿咨询定义），以及未来60%的物理实体都可能由合成生物制造而成（麦肯锡），大家都不敢怠慢。
中美在合成生物上各有所长，传统意义上来说美国整体的基础研究比中国更早更强，所以在菌种生物学研究上更具优势，通量高、代码库迭代快等，然而过去10年中国在这个领域也迅速发力，尖端科学家发力明显，合成生物学国家级基础设施建设也迅速落地。另一方面，中国的优势则在于发酵产业的基础，成本低。中国是全球发酵大国，在现代生物发酵产品中占全球70%以上份额，全球医药原料85%来自中国，也拥有合成生物学领域全球最大的中间性试验转化平台，供应链更加完整。
相比之下，生物制造环节反而是美国的短板。特别是缺乏发酵工程师，原材料进口依赖度高，且人工成本高，这导致美国合成生物供应链不完整，也是很多企业在最终落地环节出现问题的原因，不得不去巴西或欧洲寻找产能。
但中国生物制造产业的问题在于，虽然产能规模庞大，但普遍品种老化，附加值偏低，产业端面临内卷和亏损等等问题。此时如果能产业升级，逐渐生产更高附加值的产品，这意味着要迭代菌株并提升工艺水平，才能进入2.0时代释放出巨大的市场潜力。
要想实现升级，最重要的是菌种改造。一个优秀的菌株，可以让生产环节不做太大改造的同时，实现从低附加值产品转为高附加值产品。比如同样是一套设备，更新菌株后，可以从生产3-4千元一吨的果葡糖浆，变成2-3万元的阿洛酮糖。
同时，要想突破量产，最核心的是在前期菌株设计中，就要采取“以终为始”的策略。要结合考虑在全球范围内，有哪些可用的工艺流程、设备条件，这样才更具投产的可能。如果仅仅在实验室条件下，其实可以通过很多方式来做出漂亮数据，但这些“华而不实”的手段在最终生产中，一定很难实现量产。
当然，这就对研发的真正实力提出了极高要求，因为很多实验室技术都不能用。谁更有菌株开发经验、有足够的工业化生产经验/know-how积累，有更先进的基因编辑工具和代谢流设计能力等等，谁能构筑新时代的产业壁垒。
总之，生物制造是一个非常有潜力的赛道，而中国在技术端追赶得很快，同时又具备欧美欠缺的成熟产能和生态链，如果能实现产业技术升级，将创造出巨大的产业新效益。
当然，生物制造与传统化工，并不是替代关系，更多是融合。比如最近大火的司美格鲁肽，诺和诺德就是通过生物发酵法与化学合成（固样合成）结合来做。
在如今的大环境下，生物制造的发展方向越来越清晰——这应该是一个接地气的高端制造业，而非只是宏大叙事。再无法依靠通过一个概念，经历多年亏损来换取未来潜在的大爆发。
归根结底，中国的生物制造公司已经不再需要对标美国，现在更需要讨论的是“你的产品、平台，最终能干一些什么事情？选品到底是什么样子的？技术壁垒在哪里？成本优势在哪里？产能如何落地？如何设计产能爬坡的速度？什么时候能有收入和利润？” 在中国做生物制造，最核心的是未来几年整个公司发展落地的确定性，商业化路径是要走得通的。
对于终端产品来说，一个经验法则是新产物需要降低至少20-30%的成本，或者是有新功能，才能令客户有动力从旧有的产品体系中迁移出来，变化越小，新产品替代的速度就越慢。所以回归产品思路，回归商业本质，利用好国内的供应链优势，这不仅是公司自身发展的需要，也是推动整个生物制造行业“弯道超车”的关键。
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