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基因合成行業(yè)深度洞察：市場(chǎng)動(dòng)態(tài)、產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)與未來(lái)發(fā)展方向

1、基因合成概覽

基因是生物學(xué)中攜帶遺傳信息的基本功能單位，其分子載體為脫氧核糖核酸（DNA）或核糖核酸（RNA）。因此，基因?qū)嵸|(zhì)上是具有遺傳功能的一段DNA或RNA序列?；蛲ㄟ^(guò)指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來(lái)表現(xiàn)所承載的遺傳信息，進(jìn)而調(diào)控生物個(gè)體的性狀表現(xiàn)?；蚪M是指一個(gè)細(xì)胞或生物體所包含的一整套單倍體序列，既涵蓋全部編碼基因，也包含非編碼序列與間隔序列，代表了單倍體細(xì)胞中所有DNA分子的總和。

對(duì)基因的深入認(rèn)知與研究從根本上推動(dòng)了生命科學(xué)及醫(yī)學(xué)研究的方法與范疇轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了從宏觀現(xiàn)象描述向微觀分子機(jī)制探索的跨越。人工合成基因技術(shù)已廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)的幾乎所有領(lǐng)域，涉及生物制造、農(nóng)業(yè)、食品、環(huán)境等多個(gè)方向的研發(fā)與生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年全球基因合成產(chǎn)品與服務(wù)的市場(chǎng)規(guī)模約為75億美元，而中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模已接近92億元人民幣，預(yù)計(jì)到2030年將以約15.5%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)至約291.6億元人民幣。

基因合成是基于合成基因組學(xué)的一種體外合成技術(shù)，是現(xiàn)代分子生物學(xué)的核心基礎(chǔ)。在該技術(shù)出現(xiàn)之前，研究人員主要依賴PCR或酶切方法從天然基因中獲取基因片段，基因來(lái)源存在較大局限性。自20世紀(jì)60–70年代（寡核苷酸合成技術(shù)于50年代出現(xiàn)，基因片段合成始于60–70年代）人工基因合成方法誕生以來(lái)，研究者已能夠根據(jù)特定需求合成自然界中不存在的核苷酸序列。基因合成涵蓋從寡核苷酸短片段合成到特定基因片段構(gòu)建，再到全基因組合成的完整技術(shù)鏈條，其產(chǎn)物廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究，以及藥品、疫苗和診斷試劑的研發(fā)與生產(chǎn)，應(yīng)用場(chǎng)景十分廣泛。

2、基因合成行業(yè)的特性與特點(diǎn)

（1）多學(xué)科交叉融合，技術(shù)壁壘高

基因合成屬于高端生命科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及生物學(xué)、有機(jī)化學(xué)、材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科的深度交叉，需要復(fù)合型人才與長(zhǎng)期技術(shù)積累作為支撐，同時(shí)依賴在基因合成實(shí)踐中形成的豐富經(jīng)驗(yàn)。

（2）技術(shù)迭代迅速，研發(fā)要求高

基因合成設(shè)備的長(zhǎng)鏈堿基耦合效率、芯片合成技術(shù)（如高通量、高負(fù)載合成能力）、核苷酸與酶等關(guān)鍵原料、長(zhǎng)片段基因合成技術(shù)、動(dòng)植物全基因組合成，以及自動(dòng)化合成設(shè)備與流程控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，均是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量基因合成、支撐下游應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。每一項(xiàng)核心技術(shù)的突破，都需要大量研發(fā)投入與深厚的技術(shù)積淀。國(guó)內(nèi)基因合成設(shè)備供應(yīng)商必須持續(xù)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新與快速迭代，不斷提升合成片段的長(zhǎng)度與質(zhì)量，降低單堿基合成成本，以增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

（3）系統(tǒng)化與工程化的合成體系

基因合成依托系統(tǒng)化的工程設(shè)計(jì)，采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的元件構(gòu)建所需的人工合成體系。通過(guò)工程化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模個(gè)性化定制，推動(dòng)基因合成向遠(yuǎn)程定制、精準(zhǔn)高效與規(guī)?；a(chǎn)的方向發(fā)展。

3、基因合成市場(chǎng)概況

（1）全球基因合成市場(chǎng)

現(xiàn)代人工基因合成技術(shù)已在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域催生出基因合成產(chǎn)品與服務(wù)的專業(yè)市場(chǎng)。根據(jù)客戶類型的不同，該市場(chǎng)可進(jìn)一步劃分為科研端和工業(yè)端兩大板塊?？蒲卸耸袌?chǎng)主要服務(wù)于科研院校、研究型醫(yī)院等研究機(jī)構(gòu)，這類客戶通常需要合成寡核苷酸（Oligo）、基因片段或基因組以推動(dòng)前沿技術(shù)研究，其研究?jī)?nèi)容多處于探索階段，目標(biāo)多為優(yōu)化現(xiàn)有臨床技術(shù)。工業(yè)端市場(chǎng)則主要面向制藥企業(yè)、疫苗公司、體外診斷（IVD）企業(yè)及合同研究組織（CRO）等生產(chǎn)型客戶，其在研發(fā)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)均有合成需求，尤其對(duì)已進(jìn)入實(shí)際臨床階段的產(chǎn)品，存在規(guī)?；铣尚枨?。隨著科研水平的提升及基因組學(xué)研究的不斷深入，基因合成在科研端的項(xiàng)目與資金投入預(yù)計(jì)將持續(xù)增長(zhǎng)，科研端的成果也將逐步轉(zhuǎn)化為工業(yè)端的臨床應(yīng)用及其他生命科學(xué)相關(guān)用途，從而進(jìn)一步拓展基因合成的應(yīng)用范圍。

基因合成市場(chǎng)涵蓋寡核苷酸合成、基因片段組裝、基因組合成以及合成驗(yàn)證測(cè)序等相關(guān)產(chǎn)品與服務(wù)。2023年，全球基因合成（含合成測(cè)序）產(chǎn)品與服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模約為82億美元。隨著人類對(duì)人工合成基因研究與應(yīng)用需求的持續(xù)擴(kuò)大，預(yù)計(jì)到2030年，該市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至約162億美元，期間年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)為10.1%。

2020-2030E年全球基因合成產(chǎn)品與服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模

資料來(lái)源：普華有策

全球基因合成產(chǎn)品與服務(wù)的主要供應(yīng)商包括ThermoFisher、Twist、IDT、Agilent、Eurofins、擎科生物、金斯瑞、金唯智及生工生物等企業(yè)。由于該行業(yè)技術(shù)壁壘較高，目前合成方法仍以化學(xué)合成中的柱式合成和芯片合成技術(shù)為主，而酶促合成等生物合成方法仍處于技術(shù)探索與驗(yàn)證階段。全球基因合成市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)格局較為激烈。

（2）中國(guó)基因合成市場(chǎng)

中國(guó)基因合成市場(chǎng)可劃分為科研端與工業(yè)端兩大領(lǐng)域，涵蓋寡核苷酸合成、基因片段組裝、基因組合成以及合成驗(yàn)證測(cè)序等相關(guān)產(chǎn)品與服務(wù)。2023年，中國(guó)基因合成產(chǎn)品與服務(wù)的市場(chǎng)規(guī)模約為103.4億元人民幣，預(yù)計(jì)到2030年將以約14.4%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，達(dá)到約265.0億元人民幣。

2020-2030E年中國(guó)基因合成產(chǎn)品與服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模

資料來(lái)源：普華有策

4、基因合成行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

（1）基因合成成本與應(yīng)用轉(zhuǎn)化率提升

成本隨通量增加、自動(dòng)化提升呈下降趨勢(shì)（類似基因測(cè)序的摩爾定律），但當(dāng)前單堿基成本比測(cè)序高4-5個(gè)量級(jí)，制約應(yīng)用轉(zhuǎn)化；核心挑戰(zhàn)是技術(shù)突破（如酶法合成未成熟，當(dāng)前主流為化學(xué)法），未來(lái)高通量/自動(dòng)化技術(shù)優(yōu)化將推動(dòng)成本持續(xù)下降，預(yù)計(jì)2030年人工基因合成需求達(dá)480億堿基，驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)發(fā)展；目前國(guó)內(nèi)供應(yīng)商自動(dòng)化合成儀以192通道為主，產(chǎn)能仍有提升空間。

（2）科研發(fā)展驅(qū)動(dòng)需求

中國(guó)科研經(jīng)費(fèi)（2017-2021年1.8萬(wàn)億→2.8萬(wàn)億，增速10%-15%）、研究生規(guī)模（2017-2021年80.6萬(wàn)→117.7萬(wàn)）增長(zhǎng)，科研經(jīng)費(fèi)自主權(quán)增強(qiáng)（外包無(wú)額度上限），疊加政策支持（“十四五”提合成生物學(xué)），帶動(dòng)基因組學(xué)研究對(duì)基因合成的需求逐年上升。

（3）下游應(yīng)用場(chǎng)景催生需求

基因合成是編寫(xiě)基因、改造生物基因等基因工程的基礎(chǔ)，是合成生物學(xué)的上游模塊，隨著基因合成技術(shù)路徑的發(fā)展以及基因合成下游業(yè)務(wù)研究進(jìn)展的部分業(yè)務(wù)商業(yè)化，將使基因合成在下游應(yīng)用場(chǎng)景得到拓展。未來(lái)隨著基因合成下游應(yīng)用場(chǎng)景的拓展，對(duì)基因合成的需求量將不斷提升，需求的類型也將持續(xù)豐富，從而推動(dòng)基因合成行業(yè)的進(jìn)一步高速發(fā)展。

（4）自動(dòng)化技術(shù)助力發(fā)展

基因合成向“設(shè)備自動(dòng)化”（合成儀、移液/質(zhì)檢設(shè)備）和“流程整合自動(dòng)化”（機(jī)械臂、流水線、軟件管理）發(fā)展；國(guó)內(nèi)頭部企業(yè)單設(shè)備自動(dòng)化較強(qiáng)，全流程自動(dòng)化是方向；自動(dòng)化可提效率、擴(kuò)規(guī)模、降成本、減誤差、防污染，是行業(yè)重點(diǎn)趨勢(shì)。

5、基因合成產(chǎn)業(yè)鏈概況

基因合成產(chǎn)業(yè)鏈上游為生產(chǎn)基因合成儀器、試劑耗材（包括分子試劑、化學(xué)試劑等）和單體等設(shè)備及原材料的供應(yīng)，主要參與者包括ThermoFisher、Cytiva、Biolytic、IDT和擎科生物等，因關(guān)鍵儀器比如合成儀以及高純?cè)噭┘夹g(shù)門(mén)檻較高，相關(guān)市場(chǎng)參與者具有深厚的技術(shù)積累和市場(chǎng)品牌知名度，因此上游供應(yīng)商短期內(nèi)難以被復(fù)制或超越。

處于產(chǎn)業(yè)鏈中游的為基因合成服務(wù)提供商，其在生產(chǎn)服務(wù)方面，根據(jù)下游客戶需求，為客戶提供基因合成產(chǎn)品/服務(wù)，通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)工藝，采用集成化、自動(dòng)化產(chǎn)線，降低合成成本，提高合成準(zhǔn)確率和交付效率。因此，合成服務(wù)商是加速下游客戶成果轉(zhuǎn)化或產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)重要力量。

產(chǎn)業(yè)鏈下游是基因合成的場(chǎng)景應(yīng)用，主要使用者根據(jù)客戶的類型的差異細(xì)分為科研端和工業(yè)端市場(chǎng)?？蒲卸说南掠沃饕强蒲性盒?、研發(fā)型醫(yī)院等研究機(jī)構(gòu)，是需要Oligo、長(zhǎng)片段基因或基因組來(lái)進(jìn)行前沿技術(shù)研究的客戶，這部分的技術(shù)大多都處于研究階段，主要用于改進(jìn)臨床已應(yīng)用的技術(shù)；工業(yè)端的下游主要是制藥企業(yè)、疫苗企業(yè)、IVD企業(yè)和CRO公司等生產(chǎn)端客戶，在研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中均有需求，對(duì)于已經(jīng)投入了實(shí)際臨床應(yīng)用的相關(guān)產(chǎn)品，在生產(chǎn)過(guò)程中有規(guī)?；枨蟆?/span>

6、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局

在基因合成科研服務(wù)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)主要市場(chǎng)參與者包括擎科生物、生工生物、金斯瑞、金唯智等企業(yè)；而國(guó)外市場(chǎng)則以Twist、IDT等公司為主要代表。然而，在基因合成設(shè)備方面，大部分市場(chǎng)份額仍由國(guó)外供應(yīng)商主導(dǎo)，僅少數(shù)國(guó)內(nèi)企業(yè)成功躋身行業(yè)前列。

在基因檢測(cè)的Sanger測(cè)序科研服務(wù)領(lǐng)域，頭部企業(yè)如擎科生物、生工生物和金唯智等，具備行業(yè)領(lǐng)先的規(guī)模和服務(wù)能力。Sanger測(cè)序行業(yè)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)相對(duì)集中，頭部企業(yè)約占據(jù)整體市場(chǎng)規(guī)模的50%。測(cè)序網(wǎng)點(diǎn)覆蓋與設(shè)備數(shù)量構(gòu)成廠商的核心競(jìng)爭(zhēng)力。由于Sanger測(cè)序技術(shù)成熟度高、發(fā)展歷程較長(zhǎng)，當(dāng)前服務(wù)內(nèi)容已趨于標(biāo)準(zhǔn)化，客戶需求主要聚焦于服務(wù)質(zhì)量與響應(yīng)速度。因此，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)一方面依賴于測(cè)序網(wǎng)點(diǎn)的布局與測(cè)序通量的擴(kuò)大，另一方面則需通過(guò)優(yōu)化測(cè)序工藝，提升測(cè)序質(zhì)量并降低成本。

行業(yè)內(nèi)主要企業(yè)TWIST、IDT、生工生物、金斯瑞、金唯智等。

行業(yè)內(nèi)主要企業(yè)介紹

資料來(lái)源：普華有策

《2025-2031年基因合成行業(yè)細(xì)分市場(chǎng)分析投資前景專項(xiàng)報(bào)告》涵蓋行業(yè)全球及中國(guó)發(fā)展概況、供需數(shù)據(jù)、市場(chǎng)規(guī)模，產(chǎn)業(yè)政策/規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)、競(jìng)爭(zhēng)格局、上游原料情況、下游主要應(yīng)用市場(chǎng)需求規(guī)模及前景、區(qū)域結(jié)構(gòu)、市場(chǎng)集中度、重點(diǎn)企業(yè)/玩家，企業(yè)占有率、行業(yè)特征、驅(qū)動(dòng)因素、市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)，投資策略、主要壁壘構(gòu)成、相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)等內(nèi)容。同時(shí)北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場(chǎng)專項(xiàng)調(diào)研項(xiàng)目、產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、項(xiàng)目可行性研究報(bào)告、專精特新小巨人認(rèn)證、市場(chǎng)占有率報(bào)告、十五五規(guī)劃、項(xiàng)目后評(píng)價(jià)報(bào)告、BP商業(yè)計(jì)劃書(shū)、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、藍(lán)白皮書(shū)、國(guó)家級(jí)制造業(yè)單項(xiàng)冠軍企業(yè)認(rèn)證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務(wù)。（PHPOLICY:GYF）