十五五规划（二十一）：关键核心技术决定性突破——生物制造

添加时间：2026-02-27 点击次数：16

【摘要】

1.十五五规划研究系列之三“十五五规划（三）：未来产业之生物制造”已经从产业发展地角度对生物制造产业进行了梳理和分析。本篇主要从关键核心技术角度进行梳理和分析。

2.十五五以新型举国体制 + 超常规措施推动生物制造从 “规模优势” 转向 “技术引领”，聚焦合成生物学底层技术、核心工程化能力、高端产品替代三大攻坚方向，构建 “设计 - 构建 - 测试 - 放大 - 应用” 全链条创新体系。2030 年目标：核心菌种 / 酶国产化率≥60%、生物法精细化学品占比≥30%、生物制造产业规模突破5 万亿元，国产替代空间超8 倍。投资主线为合成生物学技术突破、工程化能力升级、下游高附加值产品放量，卖铲人企业（中试平台 / 核心设备 / AI 软件）具备最高确定性与穿越周期属性。

一、政策背景与依据（战略升维 + 制度保障）

（一）政策背景：从 “产业配套” 到 “未来产业核心支柱”

  1. 战略定位跃升。十五五首次将生物制造与集成电路、工业母机并列，定位为新质生产力的核心物质引擎，旨在破解资源环境约束、保障生物安全，实现从 “石化路线依赖” 到 “生物基替代” 的决定性转型。
  2. 现实痛点倒逼（2026 年核心数据）
（1）核心技术。高端工业酶制剂、合成生物学底盘细胞国产化率 **<20%，AI 辅助菌种设计能力与国际差距3-5 年 。（2）工程化瓶颈。中试环节缺失，实验室成果到产业化转化率 **<10%，发酵过程放大效率比国际低40%。（3）产品结构。高端生物基材料（如 PHA、生物基聚酰胺）、高附加值医药中间体进口依赖度 >70%，生物法生产化学品占比仅12%。（4）装备短板。高通量生物反应器、自动化分离纯化设备高端市场被海外垄断，国产化率 <15%。
  1. 政策演进脉络
    时间 核心文件 关键表述 阶段特征
    2015 《中国制造 2025》 支持生物制造技术产业化 产业培育
    2021 “十四五” 生物经济规划 建设生物制造创新体系 试点突破
    2023 《生物制造产业高质量发展行动计划》 建成 3 个国家级创新中心、10 个中试平台 工程化攻坚
    2025.10 十五五规划建议 完善新型举国体制，超常规措施全链条攻关 决定性突破

（二）政策依据：三重支撑构建攻坚体系

  1. 1.顶层设计依据十五五规划建议明确 “全链条推动关键核心技术攻关”；《十五五生物制造产业发展规划》部署18 条技术路线图，实行 “揭榜挂帅 + 里程碑 + 赛马制” 管理，重点攻克合成生物学、生物工程化等 “卡脖子” 环节。
  2. 2.制度保障依据（超常规措施）
（1）资金支持。专项基金规模超500 亿元，财政给予30%中试项目资本金补助，首批次应用保险覆盖156 种生物制造产品。（2）协同机制。构建 “国家实验室 + 高校 + 龙头企业 + 中试平台” 四位一体模式，强制央企国企采购国产生物制造关键产品占比不低于30%。（3）产业基础设施。投资200 亿元建设国家级生物铸造厂（BioFoundry），实现菌种设计 - 构建 - 测试全流程自动化，研发周期缩短60%。（4）产业基础依据。我国发酵产能占全球70%，生物制造产业规模达1.1 万亿元，在氨基酸、有机酸等传统领域形成全球竞争力；合成生物学、AI + 生物制造等前沿领域涌现凯赛生物、华恒生物等龙头，具备全链条突破的产业基础。

二、核心技术突破总览（三大维度 + 量化目标）

十五五核心目标：2027 年突破万吨级生物基材料、高端医药中间体工程化技术；2030 年核心技术达到国际先进水平，生物制造成为主导产业之一。

核心维度 突破重点 当前差距 十五五目标
共性基础技术 合成生物学底盘细胞（微生物 / 酵母）、AI-DBTL 循环、非粮原料（CO₂/ 纤维素）利用、基因编辑工具 底盘细胞设计效率低 80%，非粮原料利用率 < 20% 建成自主底盘细胞库，AI 设计覆盖 80% 研发，非粮原料利用率≥50%
核心工程技术 高效生物催化（酶定向进化）、发酵过程放大与控制、生物分离纯化（连续层析 / 膜分离）、生物反应器智能化 放大效率低 40%，分离收率低 15-20 个百分点 实现 1000 倍高效放大，分离收率≥95%，生物反应器国产化率≥60%
前沿引领技术 合成生物固碳（CO₂合成淀粉 / 蛋白）、细胞工厂智能化、生物制造与化工融合、生物基可降解材料 固碳效率低，智能化水平不足 固碳效率达国际先进，建成 10 条智能化生物制造示范线

三、核心细分方向拆解与企业筛选（截至2026 年 2 月）

按底层技术、核心材料、精细化学品、工业酶、医用制品、生物固碳六大细分，筛选优秀上市公司、高成长性潜力公司、卖铲人企业三类标的，数据以东方财富、行业公告为基准。

细分 1：合成生物学底层技术（全产业链核心）

  • 1.核心突破。底盘细胞构建、AI 辅助菌种设计、基因编辑工具、高通量筛选（HTS）、生物铸造厂（BioFoundry）。
  • 2.技术壁垒。生物元件库积累、AI 算法精度、高通量自动化平台、知识产权布局。
企业类型 企业名称（代码） 核心优势 成长逻辑
优秀上市公司 凯赛生物（688065） 合成生物学龙头，自主底盘细胞 + 万吨级工程化能力 生物基聚酰胺放量，海外市场拓展，毛利率超 50%

华恒生物（688639） 丙氨酸全球龙头，AI 辅助菌种设计领先 高端氨基酸、生物基材料布局，产能持续扩张
高成长潜力 金斯瑞生物（01548.HK） 基因合成龙头，子公司蓬勃生物提供合成生物 CDMO 合成生物学研发需求爆发，CDMO 订单增长 60%

蓝晶微生物（未上市） PHA 生物基材料龙头，完成万吨级中试 双碳政策驱动，拟 IPO 融资扩产，替代石化塑料
卖铲人 分子之心（未上市） AI 蛋白设计龙头，覆盖菌种设计全流程 合成生物学研发提速，AI 软件需求持续增长

细分 2：生物基先进材料（双碳核心替代）

  • 1.核心突破。生物基聚酰胺（PA56/PA1010）、聚羟基脂肪酸酯（PHA）、生物基聚酯（PLA）、生物基橡胶、可降解医用材料。
  • 2.技术壁垒。万吨级发酵控制、产物提取纯度、成本控制（目标低于石化路线 80%）。
企业类型 企业名称（代码） 核心优势 成长逻辑
优秀上市公司 凯赛生物（688065） 生物基 PA56 龙头，应用于汽车 / 纺织领域 大车企定点采购，产能释放，替代进口尼龙 66

金丹科技（300829） 生物基 PLA 龙头，产能全球第一 限塑令升级，可降解材料需求爆发，毛利率提升
高成长潜力 中粮科技（000930） 生物基乳酸、PLA 全产业链布局 央企背景，政策扶持，生物基材料产能扩张

微构工场（未上市） 合成生物学 PHA 龙头，获盖茨基金会投资 生物基塑料替代空间大，工业化量产在即
卖铲人 东富龙（300171） 生物基材料发酵设备龙头 材料企业扩产带动设备需求，订单饱满

细分 3：生物制造精细化学品（高端替代空间大）