生物制造領域正在步入一個全新的發展階段，2024年被視為生物制造的元年，而緊接著的2025年，則預示著該領域將迎來新一輪的增長高潮。技術的不斷革新和市場需求的持續增長，正合力將生物制造推向經濟發展的新前沿。
然而，生物制造產業鏈上的各個環節并非一帆風順，它們正面臨著諸多亟待解決的核心問題。從原材料供應、生產技術到產品應用和市場拓展，每一個環節都充滿了挑戰。針對這些問題，本報告進行了深入剖析，旨在為行業從業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、發掘新酶以及改造酶的過程中，已經實現了產業化的應用。以香蘭素的研發為例，AI技術的加入使得研發周期和產業化周期顯著縮短，同時降低了研發成本和終端產品的成本，極大地提升了制造競爭力。
在蛋白質設計領域，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、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。這些創新不僅拓寬了生物制造的應用范圍，也為相關產業的升級提供了有力支持。
然而，生物制造在原料方面的挑戰同樣不容忽視。隨著生物制造產業化需求的不斷增長，糧食原料的需求量變得十分龐大，已經無法滿足生物基產業大規模發展的需求。因此，發展非糧原料，拓寬原料范圍，成為了生物制造的必經之路。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，但目前仍處于商業化應用的初期階段，仍需進一步的技術突破和成本優化。
在生物制造過程中，發酵優化放大環節被視為商業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效率下降、過程數據采集和處理困難等問題。為了解決這些問題，需要借助數據科學算法和先進的傳感系統，實現分析、反饋和執行的自動化。同時，將技術、工藝和產業串聯起來的人才也是突破這一瓶頸的關鍵驅動力之一。
在尋找生物制造“爆品”的過程中，精準定位產品賽道至關重要。根據終端產品需求體量和單位價值，生物制造產品可以分為低量高價、中量中價和高量低價三類。不同品類產品具有不同的特點、商業化程度及面臨的挑戰。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，這類產品對創新技術和研發經費的要求極高，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。中量中價產品涉及的領域廣泛，市場競爭較為激烈。企業需要具備較強的市場敏感性，能夠及時做出調整。而高量低價產品則對成本控制和產業化能力提出了極高的要求，一旦取得技術突破，往往很快會被行業龍頭企業所壟斷。
