中国生物制造产业创新联盟：杨晓骋、孙榕团队
国家生物制造产业创新中心：丛永俭、马迎飞
深圳市星博生辉私募创业投资基金合伙企业（有限合伙）：丛永俭基金团队电子科技大学人文社科高等研究院：雷瑞鹏教授团队复旦大学国际关系与公共事务学院：唐莉教授团队
中国医药设备工程协会合成生物及生物制造专业委员会
白皮书合作企业代表：江苏美尚洁生物科技有限公司、江苏洁维生物设备股份有限公司、江苏仅三生物科技有限公司、上海生合智造生物科技有限公司、安及义实业（上海）有限公司、上海道趣生物科技有限公司、惠思乐健康科技（上海）有限公司。（排名不分先后）
白皮书现场专题解读，共探合成生物产业发展新机遇
大会现场，沙利文中国咨询总监孙榕女士对白皮书进行专题解读，她提到自2025年发布的《上海合成生物与生物制造产业发展白皮书（2025）》以来，全球合成生物与生物制造产业正处于技术范式革新、产业规则重塑、竞争格局重构的关键跃迁期，各国依托自身禀赋走出差异化发展路径，既验证了产业巨大的赋能价值，也暴露了技术转化、合规治理、创新协同等共性行业难题
。因此，本白皮书致力于搭建政策、产业、科研、资本四方互通的专业化共享平台，打破行业信息壁垒，凝聚产业发展共识，推动全链条高效协同衔接。助力中国合成生物与生物制造产业持续释放新动能，在全球生物经济协同竞合格局中抢占未来产业高地，为绿色低碳转型、实体经济升级与新质生产力培育提供核心支撑。
沙利文中国咨询总监 孙榕女士
基于上述研究目标，本次白皮书搭建的研究分析框架，具体如下：
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时代浪潮下的合成生物与生物制造，重构全球产业发展新范式
01
合成生物学与生物制造的定义及逻辑关系合成生物学作为前沿科研新范式，致力于"从0到1"的原始创新，其目标在于设计与重构生命系统，解决合成困难、效率低下、能源消耗、环境污染等问题，更多在于科研层面上的创新。生物制造则作为一种新制造范式，聚焦于"从1到100"的工程实现，目标在于将合成生物学等新技术转化为稳定、高效、可放大的工业化生产过程，这一跃迁需要在科研创新的基础上，突破工艺稳定性、成本控制等工程挑战，还依赖于上下游供应链的整合与优化，更多在于规模生产的实现。因此，合成生物与生物制造构成了从基础研究到产业落地的完整创新链条。
合成生物学通过工程化的理念，可以设计、改造全新的生物系统，直接响应了生物制造4.0对于新产品（人造淀粉、再生药物）、新方式（高效、可持续）、新目标（解决粮食-能源-水资源挑战）的需求。其与代谢工程、体外合成酶系统等技术协同，突破了生物制造前三个阶段依赖天然生物系统的发展局限，因此凭借其颠覆创新的特性成为了该阶段的核心技术之一。
资料来源：文献检索，沙利文分析
02
合成生物与生物制造产业特征及战略意义
合成生物学作为引领生物制造产业变革的颠覆性技术，对全球具有三大核心战略意义：
第一，重构物质生产逻辑，推动全球可持续性发展。
合成生物学融合生物学、工程学等多种学科，在工程学思想的指导下，可将生物系统定向改造成高效细胞系统，从而进行规模化地生产、加工；合成生物学可广泛赋能高能耗、高排放的传统化工工艺流程，以绿色生物制造替代高碳化工模式，推动传统产业实现低碳转型，引领全球工业生产迈入以生物设计、生物合成、绿色制造为核心的全新范式，重塑现代化工与先进制造的底层逻辑，成为全球应对气候危机、推进绿色可持续发展的关键抓手。
第二，突破传统定义边界，保障供应链安全。
合成生物学通过构建高效微生物细胞工厂，以绿色生物合成路径替代高耗能、高污染的传统化学工艺。技术应用不再局限于生命科学范畴，可广泛渗透多元领域，全面拓宽先进制造的产业创新边界；同时，合成生物学可实现关键原料、核心中间体的本地化、规模化绿色生产，降低高端原料进口依赖。在全球贸易格局波动、地缘不确定性加剧的背景下，能够规避外部断供风险，构建自主可控、安全稳定的新型供给体系，持续提升本土产业链、供应链的韧性与抗风险能力。
第三，重塑全球产业版图，抢抓未来全新制高点。赋能多领域转型升级，革新人类开发资源、改造物质的发展模式，推动迈入"遵循自然规律、优化自然过程、创新造物方式"的全新阶段，持续催生新兴产业形态与创新商业模式，深度重塑全球产业发展格局；已被全球主要经济体纳入国家战略，已然成为各国构筑核心产业竞争力的关键抓手，抢先布局可助力掌握国际行业标准话语权、主导新一代全球制造业分工体系，成为引领未来工业范式迭代、抢占未来产业竞争高地的核心引擎。
沙利文中国咨询总监 孙榕女士
基于上述研究目标，本次白皮书搭建的研究分析框架，具体如下：
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时代浪潮下的合成生物与生物制造，重构全球产业发展新范式
01
合成生物学与生物制造的定义及逻辑关系
合成生物学作为前沿科研新范式，致力于"从0到1"的原始创新，其目标在于设计与重构生命系统，解决合成困难、效率低下、能源消耗、环境污染等问题，更多在于科研层面上的创新。生物制造则作为一种新制造范式，聚焦于"从1到100"的工程实现，目标在于将合成生物学等新技术转化为稳定、高效、可放大的工业化生产过程，这一跃迁需要在科研创新的基础上，突破工艺稳定性、成本控制等工程挑战，还依赖于上下游供应链的整合与优化，更多在于规模生产的实现。因此，合成生物与生物制造构成了从基础研究到产业落地的完整创新链条。
合成生物学通过工程化的理念，可以设计、改造全新的生物系统，直接响应了生物制造4.0对于新产品（人造淀粉、再生药物）、新方式（高效、可持续）、新目标（解决粮食-能源-水资源挑战）的需求。其与代谢工程、体外合成酶系统等技术协同，突破了生物制造前三个阶段依赖天然生物系统的发展局限，因此凭借其颠覆创新的特性成为了该阶段的核心技术之一。
资料来源：文献检索，沙利文分析
02
合成生物与生物制造产业特征及战略意义
合成生物学作为引领生物制造产业变革的颠覆性技术，对全球具有三大核心战略意义：
第一，重构物质生产逻辑，推动全球可持续性发展。合成生物学融合生物学、工程学等多种学科，在工程学思想的指导下，可将生物系统定向改造成高效细胞系统，从而进行规模化地生产、加工；合成生物学可广泛赋能高能耗、高排放的传统化工工艺流程，以绿色生物制造替代高碳化工模式，推动传统产业实现低碳转型，引领全球工业生产迈入以生物设计、生物合成、绿色制造为核心的全新范式，重塑现代化工与先进制造的底层逻辑，成为全球应对气候危机、推进绿色可持续发展的关键抓手。
第二，突破传统定义边界，保障供应链安全。合成生物学通过构建高效微生物细胞工厂，以绿色生物合成路径替代高耗能、高污染的传统化学工艺。技术应用不再局限于生命科学范畴，可广泛渗透多元领域，全面拓宽先进制造的产业创新边界；同时，合成生物学可实现关键原料、核心中间体的本地化、规模化绿色生产，降低高端原料进口依赖。在全球贸易格局波动、地缘不确定性加剧的背景下，能够规避外部断供风险，构建自主可控、安全稳定的新型供给体系，持续提升本土产业链、供应链的韧性与抗风险能力。
第三，重塑全球产业版图，抢抓未来全新制高点。赋能多领域转型升级，革新人类开发资源、改造物质的发展模式，推动迈入"遵循自然规律、优化自然过程、创新造物方式"的全新阶段，持续催生新兴产业形态与创新商业模式，深度重塑全球产业发展格局；已被全球主要经济体纳入国家战略，已然成为各国构筑核心产业竞争力的关键抓手，抢先布局可助力掌握国际行业标准话语权、主导新一代全球制造业分工体系，成为引领未来工业范式迭代、抢占未来产业竞争高地的核心引擎。
资料来源：沙利文分析
03
合成生物与生物制造产业核心技术体系
在合成生物与生物制造领域，DBTL（设计(Design) - 构建(Build) - 测试(Test) - 学习(Learn)）循环是一套标准化迭代研发范式，用于生物系统的设计、构建与性能评估，并依托内置的反馈机制，基于实验数据持续优化设计方案。相关理论框架虽易于阐述，但落地实施难度较高，整套流程需要依托一系列合成生物学使能技术支撑，落地过程面临多重挑战。
在系统研发流程中，"设计"阶段明确概念框架，阐述达成预期目标的技术路径，并运用建模工具开展推演；"构建"阶段作为DBTL循环的关键环节，实现数字模型向实体实验方案的转化；"测试"阶段用于评估人工生物系统的实际表现是否符合设计预期；"学习"阶段提取"构建"与"测试"环节中产生的数据，反向指导方案迭代，推动技术持续优化与知识积累。每个阶段均环环相扣，前一阶段的经验成果将指导下一阶段的设计，从而形成持续优化与改进的良性循环。
资料来源：沙利文分析
04
合成生物与生物制造产业链图谱
合成生物与生物制造产业链上游为原料与工具层，包含原材料、工艺装备、底盘细胞三大板块。原材料形成三代并行路线：粮食基原料、非粮生物质原料、一碳化合物原料，为生物制造提供碳源基础；工艺装备覆盖研发到量产全流程，是技术从实验室走向工业化生产的硬件载体；底盘细胞包含细菌、酵母、植物、动物、微藻、丝状真菌等类型，底盘性能直接决定产物生产效率与经济性，需要经过遗传改造以满足工业化生产的多项性能指标。底盘细胞是代谢反应发生的宿主细胞，是将合成的功能化元件、线路和途径等系统置入其中达到理性设计目的的重要合成生物学反应平台。其性能直接决定了目标产物的生产效率与经济性，是承载人工设计基因回路、代谢途径和各类生物模块的"硬件基础"。
中游为平台与产品层，是衔接上游技术创新与下游场景应用的核心枢纽，涵盖细胞工厂、类细胞、酶工程、生物铸造厂、无细胞、数据与AI、工艺工程七大技术平台。凭借自动化、模块化、智能化集成体系，既提供标准化工具与服务支撑，又能显著提升研发向规模化应用转化的效率。近年，许多平台型企业开始向下游延伸，对终端产品进行布局，利用高效且可复用的技术平台加速终端产品开发速度。
产业链下游分为生物医药、消费品、农业、先进材料、能源及环保六大应用场景。其中，合成生物学在生物医药领域可提升疫苗、原料药生产效能，加速天然产物开发；在消费品领域助力原料合成突破与精准营养产品迭代；农业领域实现作物抗逆提升、病虫害防控、降本增效；先进材料领域实现高效生产，匹配高端差异化场景；环保领域支撑生物传感、生物降解剂研发；能源领域推动生物燃料研发与规模化落地。
资料来源：沙利文分析
05
产业对标 —— 美国、中国欧盟及英国合成生物与生物制造产业
美国合成生物与生物制造产业：美国市场现已构建起覆盖研发、生产监管至终端应用的全链条体系，但在针对AI设计、无细胞平台等新兴技术领域，缺乏精准适配的政策引导，监管规则更新速度明显滞后于技术迭代节奏，难以充分匹配行业创新发展需求。从融资结构来看，美国合成生物与生物制造产业的投融资生态呈现出"中后期大额融资集中、财务资本与产业资本深度绑定"的鲜明特征。全产业链布局资金消耗大、迭代周期长，企业在工艺优化、产线搭建、合规认证等环节需要长期大额资金支撑，推动中后期项目单笔融资规模持续走高。同时，头部生物风投、医药及化工产业基金纷纷聚焦优质标的，与优势企业建立长期合作关系，依托自身产业资源、渠道资源与行业研判能力，赋能企业技术迭代、管线落地与商业化拓展，实现资本与产业的双向赋能。
中国合成生物与生物制造产业："十五五"规划及多部委文件已将合成生物列为战略新兴产业重点方向，但大规模产业化仍面临政策缺位问题，具体表现为产业标准与法规体系不完善，中试放大、工艺验证环节缺乏统一支持平台，市场准入与监管机制尚未成熟。未来若能补齐产业链中下游的标准制定、应用推广及监管透明度短板，将进一步释放科研创新向产业动能转化的潜力。当前，中国合成生物领域的投融资市场呈现出"融资轮次多元、产业集群扩容"的发展特征。2026年1月至7月，年内已发生26起融资事件。伴随底层技术持续迭代、中试放大能力不断成熟以及相关产业政策持续加持，资本更加看重企业产业化兑现能力，赛道长期发展动力充足。各地产业资本、专业生物创投持续加码赛道，资金重点投向技术平台、医药原料、生物基新材料等方向。此外，各类资本通过股权投资提前绑定菌株技术、中试产能与下游渠道，是布局生物制造长期增量市场的常规产业投资动作。
欧盟合成生物与生物制造产业：欧盟合成生物与生物制造市场正通过顶层战略的制定、研发投入加大、监管改革加速、市场准入简化与人才建设力度加大的系列组合拳，系统性推进合成生物与生物制造产业发展。依托成熟的法规体系与权责清晰的监管架构，欧盟在合成生物与生物制造领域形成"顶层统一规则 + 成员国属地执行"双层监管体系，实行以终端产品用途为基础、风险评估为核心的分类监管模式。融资层面，欧盟合成生物与生物制造领域融资呈现"专业VC负责技术筛选、产业资本负责需求验证、公共资本负责风险分担、债务资金支持资产放大"的多层融资体系，正从"技术验证"向"产业化落地"加速过渡，资本对具备规模化产能、明确下游客户及差异化技术壁垒的项目青睐度极高。
英国合成生物与生物制造产业：英国正通过"顶层愿景 + 研发支持 + 风险监管 + 市场准入"的政策组合拳，系统性加速合成生物与生物制造产业商业化进程。这套政策体系也因自身设计复杂、执行推进滞后，以及英国各地区法规不统一等问题，面临诸多现实挑战。融资层面，英国合成生物与生物制造投融资市场正逐步形成"公共资金孕育技术、专业资本筛选平台、长期资本推动商业扩张"的结构。资本的核心评判标准并非企业是否拥有合成生物学概念标签，而是能否将科研优势转化为标准化细胞、DNA、蛋白、工程酶、作物性状等产品，实现面向多类客户的持续稳定供应。
06
定量合成生物学持续演进，AI4S与AI4I构建双向协同模式
当前，提升理性设计能力是合成生物学面临的核心挑战之一。唯有实现设计与合成能力协同，依靠合成验证设计、设计指导合成，形成DBTL闭环，方可高效构建高复杂度的精密生物系统。为此，合成生物学需要完备的理论方法支撑，向定量合成生物学方向演进。为搭建完备的系统化研究范式，定量合成生物学可归纳为三类研究框架：原理驱动设计、自下而上层级构建、人工智能辅助设计。
白箱模式与黑箱模式的深度融合，是构成定量合成生物学的核心实现路径，也是合成生物学摆脱"经验试错"、迈入理性设计新阶段的全新学科范式，该研究方向归属于AI for Science（AI4S）范畴。定量合成生物学的完整产业化落地，必须配套搭建AI for Industry（AI4I）产业智能体系，覆盖工艺放大、生产调控、成本优化全链条的工况数据建模。AI4S科研端、AI4I产业端双向数据协同联动，是生物制造行业长期核心发展趋势：科研端输出可预测的菌株、线路设计方案，产业端持续积累工业化真实数据，海量产业数据回流迭代优化AI预测模型，打通从分子理性设计到商业化量产的全链条，完整释放定量合成生物学的产业价值。
资料来源：沙利文分析
07
合成生物学治理：伦理框架与政策体系构建
当前的中国合成生物学治理政策体系虽已形成多层级制度框架，2020-2026年国家先后出台《生物安全法》《关于加强科技伦理治理的意见》《科技伦理审查办法（试行）》、十五五规划纲要、2026年政府工作报告等多层级文件，搭建起防控风险与产业培育协同联动的完整治理框架，统筹平衡技术安全约束与生物制造创新发展需求。但当前仍缺少适配行业专属风险的细分专项法规，规则落地细则仍需进一步完善，潜藏着监管适配滞后的制度风险。
从产业治理研究视角来看，五层金字塔架构构建了一套具备本土适配性的立体化全链条治理体系，区别于部分海外治理体系中分散于科研资助、行业自律、出口管制、实验室安全和产品监管等环节的多点治理模式，实现价值导向、理论工具、法规体系、落地执行、内外联动的层级传导，形成闭环治理逻辑，有效兼顾生物安全风险约束与生物制造产业长期发展诉求。但各层级衔接配套细则仍存在落地断层，产学研监管转化通道尚不顺畅，潜藏体系协同不足的执行风险。海外单一监管范式长期主导全球治理话语体系，进一步凸显搭建本土伦理基准、输出特色治理方案的现实必要性。
Source: Institute of Humanities and Social Sciences, University of Electronic Science and Technology; School of International Relations and Public Affairs, Fudan University; Frost & Sullivan Analysis
08
AI empowers process innovation, and synthetic biology research development moves toward a new LDBT paradigm
Traditional DBTL represents a classic R&D cycle in synthetic biology, but the learning phase is placed later, relying on multiple live organism experiments for trial and error, resulting in a long cycle and a high proportion of ineffective builds. In contrast, the new LDBT paradigm utilizes large biological models and cell-free high-throughput platforms to move the learning phase forward, thereby redefining the underlying processes of the industry. This transformation has clear academic and industrial support. From a three-level progression logic, bio-AI, automated casting plants, and standardized biological datasets are the underlying drivers of this paradigm shift. LDBT first uses models such as ESM and Protein MPNN to extract sequence, structure, and evolutionary data, completing zero-shot predictions to select high-quality改造 plans, replacing manual design based on experience. Then, through cell-free systems and liquid robots, high-throughput construction and parallel phenotype detection are achieved, with test data continuously feeding back into the model for iteration, creating a self-growing data flywheel that significantly reduces the number of cycles. Compared to traditional DBTL, LDBT transforms trial-and-error R&D into predictive engineering development, significantly improving the success rate of each R&D cycle.
Source: Literature search, Frost & Sullivan analysis
In general, the global synthetic biology and biomanufacturing industry is in a critical transition period marked by technological paradigm innovation, reshaping of industrial rules, and reconfiguration of competitive landscapes. It represents a key intersection point between a new round of scientific and technological revolution and green industry transformation. Currently, China’s industry has entered a new stage of high-quality development characterized by accelerated scientific breakthroughs, established platform systems, and expanded market scenarios. With a robust industrial foundation, continuous strengthening of research capabilities, multi-level pilot-scale conversion systems, and strong policy support, China remains a core global industrial growth hub. However, it is also necessary to recognize that there are still areas for improvement in engineering support capabilities, modern regulatory systems, high-level interdisciplinary talent, and the autonomy of core software and hardware. For the long-term development of the industry, the sector should focus on deploying in high-barrier areas to avoid homogenized competition, rely on a predictable regulatory system to support long-term innovation, utilize engineering pilot-scale platforms to overcome barriers to product conversion.AI for ScienceFrost & Sullivan Frost & Sullivan China leads a two-way collaboration to reshape the R&D and manufacturing paradigm, comprehensively improving the entire chain ecosystem of 'basic research - technology development - pilot scale production - industrial implementation - compliance regulation'. In the future, as technological innovation chains and market industry chains become deeply integrated, and the collaborative system among academia, industry, research institutions, capital, and services continues to evolve, China’s synthetic biology and biomanufacturing industry will continue to overcome development barriers and unleash new productive forces. It will consistently provide Chinese technology, models, and experiences in the global green and low-carbon transformation and bioeconomy competition, achieving high-quality and sustainable long-term development for the biomanufacturing industry.
Major Official Announcement
Following the release of the "Global and China Synthetic Biology and Biomanufacturing Industry Development White Paper (2026)", Frost & Sullivan will begin the preparation of the "Greater Bay Area Synthetic Biology and Biomanufacturing Industry Development White Paper (2026)". As an important hub for the synthetic biology industry in China, the Greater Bay Area attracts numerous innovative companies, research institutions, and industrial capital. It possesses unique geographical advantages in terms of policy support, industrial infrastructure, and end-market applications, while also facing challenges such as regional coordination, technology transfer, and talent supply. In the next phase, Frost & Sullivan's research team will conduct in-depth research in the Greater Bay Area, analyze the current state of regional industry development, identify key challenges and opportunities, explore benchmark cases, and assess future development paths. The goal is to deliver comprehensive research findings that align with the actual conditions of the Greater Bay Area, providing decision-making insights for local governments, industry organizations, and investors, and contributing to the development of the synthetic biology cluster in the region. We look forward to continued attention from all sectors in the industry.
Participating in collaboration
Please contact us
Frost & Sullivan China
Senior Partner and Managing Director Yang Xiaoceng
Email: jacky.yang@frostchina.com
Frost & Sullivan China
Consulting Director Sun Rong
Email: skyler.sun@frostchina.com
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