生物制造作为以工业生物技术为核心的先进生产方式，正在迅速渗透到食品、医药、材料、化工及能源等国民经济的重要领域，被认为具有引领“第四次工业革命”的潜力。在新一轮科技革命和产业变革的背景下，生物制造已成为大国竞争的前沿阵地。2022年国家发展改革委发布的《“十四五”生物经济发展规划》明确将生物制造列为重点发展的战略性新兴产业。2024年，“生物制造”首次被纳入“两会”政府工作报告中，显示出其在提升国家制造业竞争力、培育新兴产业和加快形成新质生产力中的重要地位。本文将全面概述生物制造的概念、产业链、全球发展态势及我国尤其是武汉市的现状与发展策略，探讨其在未来经济中的关键作用。

一、生物制造概述

（一）概念内涵

生物制造通常指以工业生物技术为核心的先进生产方式，即基于基因工程、合成生物学等前沿生物技术，利用菌种、细胞、酶等生命体的生理代谢机能或催化功能，通过工业发酵工艺规模化生产目标产物的制造过程。不同于传统的化学合成或机械加工，生物制造充分利用生物体的代谢能力和自我组织能力，将生物功能与工业生产相结合，实现高效、精准、绿色的生产过程。

生物制造不仅是制造领域的一次重大突破，还为解决资源、能源、环境等全球性挑战提供了新思路，同时为人类健康、材料创新等领域带来了革命性机遇。具体到产业层面，生物制造是一种制造模式，其本质在于通过生物技术的方法生产产品，涵盖从原料获取、生产过程到最终产品的全生命周期管理。

（二）产业链分析

生物制造产业链正在向多元化原料利用、高效化生物转化体系和高价值产品方向发展，构建了从可再生原料到制成终端产品的全产业链。

产业上游:原材料。原材料是生物制造的基础。中国第一代生物制品以淀粉和脂肪为代表，已达到完善商品化阶段并占据主导地位。第二代生物质制造原材料主要是木质纤维素，逐渐进入生产中试和工业化示范阶段。第三代生命制造关键路线以超临界二氧化碳为原料的生物转化技术，解决了前两代原料供应不足的问题。

产业中游：工业生物核心技术。工业生物核心技术是支撑生物制造发展的关键。基因编辑、合成生物学、细胞培养和发酵等技术的广泛应用推动了生物制造产业的快速发展。目前，工业生物酶和菌种研发技术仍是我国的技术短板，需要进一步突破。

产业下游：产品加工与市场应用。主要包括产品加工和市场应用，涵盖生物医药、生物材料、生物能源等多个方向。随着技术进步和市场需求增长，生物制造的下游应用领域将不断拓展，促使重要行业生产向环保低碳、安全低毒转变，为经济社会的可持续发展做出更大贡献。

表1 生物制造主要应用领域

（三）政策梳理

1.国家层面。我国政府高度重视生物制造产业的发展，发布了一系列政策文件，为生物制造产业提供了明确的市场前景和发展方向。

2022年5月：国家发改委印发《“十四五”生物经济发展规划》，在生物制造领域树立了新的里程碑，明确了其在未来五年乃至更长时间内的战略地位和发展方向。

2023年7月：工信部等三部门印发《轻工业稳增长工作方案（2023—2024年）》，强调加快生物制造产业发展的整体规划和布局，提升其在我国轻工业及国民经济中的地位和影响力。

2024年1月：工信部等七部门印发《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，明确提出前沿部署生物制造等未来制造新赛道。

2024年3月：政府工作报告中首次提到积极打造生物制造、商业航天、低空经济等产业，作为经济新增长引擎。

2.地方层面。各地政府因地制宜打出“政策组合拳”，持续加快释放生物制造产业发展潜力。

深圳市：2022年6月发布《关于发展壮大战略性新兴产业集群和培育发展未来产业的意见》，前瞻布局8大未来产业，其中生物制造位列首位。

上海市：2023年9月发布《上海市加快合成生物创新策源打造高端生物制造产业集群行动方案（2023―2025年）》，将合成生物技术视为高端制造业发展的关键引擎。

杭州市：2023年9月发布《支持合成生物产业高质量发展的若干措施》，明确“打造合成生物领域的产业集群创新高地”。

合肥市：2024年5月发布《合肥市推进生物制造产业高质量发展行动方案（2024-2026）》，明确十项任务，力争到2026年生物制造产业集群产值规模突破300亿元。

3.武汉市。武汉市聚焦自身特点和优势，加快布局生物制造产业新赛道。2024年4月，武汉市委市政府正式发布《武汉市促进未来产业创新发展实施方案》，明确武汉将围绕6大方向13个细分领域，发展未来产业。其中，“未来健康”方向包括“生物制造”领域，指出拓展生物制造在食品、生物化工、生物制药、生物基材料等领域的创新和应用。

二、全球生物制造发展态势

一是各国政府高度重视，积极布局。截至目前，全球有超过60个国家和地区已经发布了发展生物制造或生物经济的相关政策，包括美国、中国、欧盟、英国、日本、加拿大等主要经济体。美国《国家生物经济蓝图》强调通过增加科研投入，推动基因工程、合成生物学、蛋白质组学等关键技术突破；欧盟《工业生物技术远景规划》明确生物制造技术的主要研究与发展方向，提出在2030年将生物基产品或可再生原料在相关领域的替代份额增加到25%；日本《生物战略2019》提出要推动生物制造技术与信息技术的深度融合，形成“生物+IT”创新模式。

二是市场规模不断扩大，应用前景广阔。《生物革命The Bio Revolution》指出，全球经济中多达60%实物资源，可通过生物方式生产。目前全球生物制药市场规模已超过4000亿美元，年复合增长率保持在10%以上；生物材料虽然目前规模较小，但增速较快，被视为未来生物制造产业发展的重点方向；生物能源是应对气候变化、实现能源转型的重要选择。OECD预测，2030年，将有35%化学品与其它工业产品来自生物制造，生物制造在生物经济中贡献率将达39%。

三是技术创新不断涌现，推动产业发展。受益DNA测序、编辑、合成等生物学前沿技术进步，合成生物学研发与应用成本快速降低，生物制造潜力迅速打开。与此同时，随着AI大模型激发新一轮技术革命，AI正在渗透与重塑生物制造的各个环节，加速生物制造数字化与智能化，全面提升生物制造的研发效率与成功率，推动生物制造发展步入崭新的阶段。

三、我国生物制造发展情况

（一）总体情况

我国生物制造业起步较晚，但近年来发展迅速，凭借低成本、规模化生产等优势，在部分大宗化学品的产量和规模上取得了市场优势。在生物经济新路线的创制和传统化工产业技术升级的应用研究方面，已具备一定基础。在关键产业领域的生物炼制技术成熟度方面，我国已走在世界前列。

根据赛迪研究院发布的《2024年中国生物制造产业创新与投资趋势》，从市场规模来看，中国生物制造市场规模突破万亿元，同比增长14.8%；生物制药、生物材料、生物能源、生物化工、新型食品制造等重点领域发展步伐加快，发展潜力巨大。其中，生物制药持续占据中国生物制造市场的最大份额。从区域布局来看，长三角地区是生物制造相关重点企业聚集最多的地区；北京、广东等地区依托科研、人才等要素，在原始技术创新领域占有优势，聚集了一批行业重点企业；河北、湖北、安徽等华北、华中地区省份骨干企业数量较多，具有良好发展潜力；西部地区以特色天然产物生物制造、食品配料的生物科技企业为主。

根据众诚智库发布《2022年中国生物经济城市百强榜》，可将我国生物制造产业城市划分为三个梯队，见表1。

表2 国内生物制造重点城市梯队

（二）主要城市发展情况

上海是国内合成生物学发源地，产业布局全面。上海市以生物医药为三大先导产业之一，在合成生物学领域拥有多个“第一”。其中，2008年成立的中科院合成生物学重点实验室是我国第一个合成生物学重点实验室，2015年上海成立国内首个合成生物学创新战略联盟，2020年我国首家合成生物学企业凯赛生物登陆科创板。上海市以浦东新区创新突破为核心，以金山区和宝山区制造承载为两翼，打造“一核两翼”的合成生物产业空间布局。

北京市发展生物制造的创新资源丰富，规划政策加快出台。北京市生物制造以昌平区和北京经开区为重点发展地区，2023年起陆续出台了《昌平生物制造产业发展行动计划》《北京市加快合成生物制造产业创新发展行动计划（2024-2026年）》等规划政策。2024年1月，北京市合成生物制造技术创新中心和中关村合成生物制造产业集聚区揭牌并启动建设，将打造具有全球影响力的合成生物制造产业创新策源地和产业创新高地。

合肥加快布局生物制造产业，发展势头强劲。合肥在生物制造科研领域具有一定基础，中国科大、安徽农业大学、中国科学院合肥物质科学研究院等高校院所均有科研团队长期从事生物制造研究。高新区科大硅谷集聚了合肥近50%的生物制造企业，包括华恒生物、安科生物、恒鑫生活、和晨生物等。2024年5月，《合肥市推进生物制造产业高质量发展行动方案（2024-2026）》发布，力争到2026年生物制造产业集群产值规模突破300亿元。

四、武汉市生物制造发展情况

（一）基础现状

一是产业发展基础良好。目前，武汉市生物制造产业整体规模达150亿元左右，核心重点企业已有60余家，聚集了嘉必优生物、远大弘元、新华扬、禾元生物、华大智造等研发生产实力较强的企业，形成了较为完整的生物制造产业链，涵盖从上游原材料供应到下游产品应用的各个环节。尤其在生物医药、生物材料等领域，武汉市已具备一定的产业规模和市场竞争力。

二是科研创新资源丰富。武汉市拥有大健康和生物技术产业重要创新资源345个，以及武汉大学、华中科技大学等众多高校，在生物制造领域具备深厚的研究基础和丰富的人才储备。近年来，武汉市在生物制造领域取得了一系列创新成果，如禾元生物拥有全球首创的植物源重组人血清白蛋白核心技术，被业内称为“稻米造血”技术；嘉必优生物拥有以合成生物学技术为核心的生物制造技术链。

三是产业集聚效应明显。武汉光谷生物城位列全国生物医药产业集群第一方阵，是中国光谷以“千亿产业”思路建设的第二个国家级产业基地。该区域重点围绕生物医药、生物医学工程、生物农业、精准诊疗、智慧医疗、生物服务等领域，已建成生物创新园、生物医药园、生物农业园、医疗器械园、医学健康园和智慧健康园，聚集各类生物企业3000余家，形成了明显的产业集聚效应。

（二）存在的问题

一是政策支持力度有待加强。与北京、上海、杭州、合肥等城市相比，武汉市生物制造产业政策措施不够丰富、针对性不足。多数城市出台了生物制造专项政策，如《上海市加快合成生物创新策源 打造高端生物制造产业集群行动方案（2023―2025年）》和《合肥市推进生物制造产业高质量发展行动方案（2024-2026年）》，而武汉市仅针对未来产业、生命健康产业等出台了相关政策，尚未出台专门的生物制造专项政策。

二是技术创新水平有待提高。武汉市生物制造产业仍存在关键核心技术和前瞻技术储备不足、核心装备研发落后等短板。一些生物核心部件的先进技术较依赖国外，关键元件多采用进口产品。此外，武汉市在获批Ⅰ类新药数量和医疗器械占比方面也存在不足，2018-2022年武汉市有5款Ⅰ类新药获批上市，少于上海（15个）；2022年全国三类医疗器械获批总量1825个，武汉市仅有21个，占全国1.15%。

三是产业链建设有待完善。2023年，湖北省内首个合成生物产业园在宜昌揭牌，形成了以安琪酵母、安琪酶制、美琪健康、微琪生物为主要环节的产业链条。然而，武汉市生物制造存在产业链完整性不足、各环节联系不够紧密、产业协同效应有待提高等问题。目前，武汉市生物医药及医疗器械营收占全市生命健康产业比重仅为19.5%，产业规模不大，上游生物质等原材料供应过度依赖外部采购，缺乏稳定可靠的本地供应链。

五、武汉市发展生物制造的相关建议

一是加强顶层设计与政策支持，打造良好产业生态。制定生物制造产业发展规划，明确产业发展目标、重点领域和阶段性任务，推动产业向高端化、智能化、绿色化方向发展。加强政策扶持力度，出台一系列支持生物制造产业发展的政策，包括财政补贴、税收优惠、金融支持等，打造良好产业生态，推动生物制造产业集群集聚发展。加大生物制造人才引培力度，构建多层次、多类型的人才体系，为产业发展提供人才保障。强化多元化资金保障，设立生物制造产业发展专项资金，对重大项目建设、关键技术研发、创新平台搭建等给予资金支持；引导金融机构创新金融产品和服务，为生物制造企业提供贷款、担保、股权投资等多元化的融资渠道。

二是加快关键核心技术攻关，提升原始创新能级。加大对生物制造领域基础研究的投入，支持武汉大学、华中科技大学等高校在合成生物学、基因编辑、生物信息学等领域开展前沿技术研究，为产业发展提供理论支撑和技术储备。鼓励高校、科研机构和企业积极承接国家重大科技战略任务，围绕合成生物学基因编辑技术、底盘细胞的设计与构建、应用研发、新型碳源利用等环节，开展关键核心技术攻关。鼓励重大科技基础设施向本市生物制造创新链和产业链的主体开放。支持龙头企业牵头建设一批联合实验室、新型研发机构和应用研发推广中心，以“揭榜挂帅”形式开展生物制造产业技术攻关。

三是加大市场主体培育力度，推动产业协同发展。支持引进凯赛生物、华恒生物等生物制造领域头部企业，持续培育嘉必优生物、远大弘元等本地企业，谋划招引一批有潜力的科创型企业。鼓励企业在细分领域精耕细作，培育出一批细分领域高新技术企业、专精特新企业、“独角兽”企业、“瞪羚”企业和单项冠军企业。支持企业积极开拓市场、塑造品牌，引导生产企业和用户单位组建产用联合体，加强科普宣传、提高生物产品市场认可度。支持光谷生物城围绕生物医药和医疗器械打造世界一流的特色园区，高水平建设光谷国际医学创新中心。支持龙头企业牵头建设创新平台、深化产学研用融合，推动产业链上下游企业融通发展。

四是聚焦重点领域，拓宽应用场景。深入分析生物制造的关键应用领域，重点拓展智能制造、智慧医疗、生物能源、生物化工、新型食品制造及生物基材料等方向。在智能制造领域，推动生物制造技术与自动化生产线的融合，支持人机协作和智能装配系统的开发。在智慧医疗领域，促进个性化医疗、生物制药及医疗器械的创新应用，提升医疗服务质量和效率。在生物能源领域，支持生物燃料和生物电池的研发与产业化，推动能源结构优化和绿色转型。生物化工领域，推动环保型生物催化剂和生物基化学品的生产，提升传统化工产业的可持续发展，减少环境污染。在新型食品制造领域，支持人造肉和功能性食品的研发与生产，满足市场对健康、环保食品的需求，推动食品产业绿色升级。