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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重要的角色。本章節(jié)從國內外生物制造發(fā)展現狀、發(fā)展趨勢、全球生物制造關鍵平臺設施、中美生物制造領域競爭力比較等方面詳細論述。
生物制造產業(yè)作為21 世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ膽?zhàn)略性新興產業(yè)之一，正在全球范圍內掀起一場產業(yè)革命。這一新興產業(yè)利用生物體或生物系統(tǒng)將可再生生物質轉化為高附加值的化學品、材料和能源，不僅展現出巨大的經濟價值，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濟相關戰(zhàn)略政策，世界經合組織（OECD）預測到2030 年，全球35%的化學品和其他工業(yè)產品將來自生物制造。
一、美國：創(chuàng)新引領的產業(yè)生態(tài)
美國在基礎研究、技術創(chuàng)新（基因編輯、AI 制藥等）及產業(yè)生態(tài)建設方面全球領先。依托波士頓-劍橋、舊金山灣區(qū)等集群，形成“產學研”深度協(xié)同體系。政府強力支持：2024 年7 月投入5.04 億美元建設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生物制造生態(tài)系統(tǒng)》，以推進生物技術和生物制造，作為更廣泛的國家生物經濟實施計劃的一部分。據美國國家標準與技術研究院（NIST）數據，其生物制造規(guī)模達4386 億美元，在專利數量、研發(fā)投入上全球領先。
二、歐盟：政策驅動的可持續(xù)發(fā)展
歐盟采取“頂層設計+系統(tǒng)推進”的發(fā)展策略，制定了《工業(yè)生物技術2025 遠景規(guī)劃》，提出到2025 年實現生物基化學品替代傳統(tǒng)化學品10%-20%，到2030 年將可再生原料使用比例提升至30%的宏偉目標。通過“地平線歐洲”計劃等資助機制，歐盟支持了大量生物制造項目，特別是在合成生物技術應用于能源和氣候解決方案方面取得顯著進展。
歐盟還建立了覆蓋全歐洲的中試設施網絡（如Pilots4U 項目），有效促進了技術產業(yè)化。2024 年3 月，歐盟委員會發(fā)布“推進生物科技與生物制造”戰(zhàn)略；2025 年1 月新成立的生物技術和生物制造中心，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100 萬億日元生物經濟市場規(guī)模的目標。日本在發(fā)酵工程領域具有傳統(tǒng)優(yōu)勢，氨基酸、酶制劑等產品產量全球領先。同時，在細胞培養(yǎng)肉、微生物蛋白等新興食品領域，明治控股等企業(yè)積極布局。2023年發(fā)布的《生物制造革命推進計劃》，重點推動微生物改良和數字化技術應用。
韓國則選擇合成生物學作為突破口，2024 年4 月通過的《合成生物學促進法》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，該設施借鑒半導體晶圓廠模式，通過AI 技術實現生物元件設計—構建—測試的全流程自動化，可將生物元件開發(fā)周期縮短80%。韓國目標是到2030 年躋身全球前五大技術強國。
四、中國生物制造產業(yè)發(fā)展現狀
我國生物制造產業(yè)雖然起步較晚，但發(fā)展勢頭強勁。國家層面高度重視，《“十四五”生物經濟發(fā)展規(guī)劃》等一系列政策文件的出臺，為產業(yè)發(fā)展提供了有力保障。中投產業(yè)研究院預測2025 年我國生物制造產業(yè)規(guī)模將達到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業(yè)也快速進步和發(fā)展，國內一批合成生物學初創(chuàng)企業(yè)快速發(fā)展。氨基酸、維生素等傳統(tǒng)產品的技術升級不斷推進，在一些重要產品上已經能部分繞開專利封鎖。在新產品開發(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品的生物制造技術，而我國科學家在肌醇、3-羥基丙酸、己二酸等化合物的生物制造技術上實現世界領先。在新酶設計、新合成途徑設計這些最前沿、決定未來產業(yè)布局的研究方向上，保持了與國際并行。
不過與國際先進水平相比，我國生物制造產業(yè)仍存在明顯差距：核心產業(yè)增加值僅占工業(yè)增加值的2.4%，遠低于美國的11%、歐盟的6.2%和日本的3.2%。在產業(yè)結構方面，高端原料和裝備自給率不足，工業(yè)核心菌種等關鍵材料仍依賴進口，反映出我國在基礎研究和核心技術上的短板。
隨著技術創(chuàng)新、政策支持和市場需求的協(xié)同發(fā)力，我國生物制造產業(yè)有望實現跨越式發(fā)展，在全球生物經濟格局中占據更加重要的位置。未來需要堅持創(chuàng)新驅動、開放合作的發(fā)展路徑，推動產業(yè)向價值鏈高端邁進，為經濟高質量發(fā)展注入新動能。