摘要：生物制造是以生物体、细胞或酶系为催化剂，依托合成生物学、代谢工程与智能发酵等关键技术，将可再生生物质原料转化为工业产品的新型生产方式，是继化学制造之后又一具有革命性意义的制造范式。当前，全球新一轮科技革命与产业变革纵深演进，主要经济体纷纷将生物制造上升为国家战略，力图在绿色低碳转型与供应链安全重构中抢占先机。我国'十四五'时期生物制造实现跨越式发展，2025年全国生物制造产业总规模达1.1万亿元，生物发酵产品产量占全球70%以上，氨基酸、有机酸等大宗产品产量稳居世界首位，二氧化碳人工合成淀粉等原创性成果实现国际领跑。与此同时，产业仍面临核心菌种对外依存度高、高端工业酶与高通量反应器装备受制于人、中试平台体系不健全等突出短板。'十五五'时期是我国生物制造由'跟跑并跑'向'并跑领跑'跃升的关键窗口期。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十五个五年规划纲要》将生物制造与量子科技、氢能和核聚变能、脑机接口、具身智能、第六代移动通信并列为未来产业重点领域，并列入109项重大工程项目。本报告系统梳理生物制造的概念内涵、技术体系与产业边界，全面评估'十四五'时期我国发展基础与成就，深入剖析国际竞争格局与短板瓶颈，提出'十五五'时期生物制造发展的总体思路、重点任务与政策保障，为把生物制造打造成为未来产业新引擎、培育壮大新质生产力提供决策参考。

关键词： 生物制造；合成生物学；未来产业；新质生产力；生物经济；绿色低碳；'十五五'规划；产业集群

第一章 引言：研究背景与意义

1.1 生物制造的战略定位：从新兴技术方向到国家未来产业

进入21世纪第三个十年，以生命科学与生物技术为引领的新一轮科技革命正在深刻重塑全球制造业的技术路线与分工格局。生物制造不再被视为传统发酵工业的简单延伸，而是被主要国家普遍定位为重塑工业体系、保障供应链安全、应对气候变化的战略性新兴领域。在我国，生物制造的战略定位经历了从部门性产业方向到国家未来产业重点领域的快速跃升过程。2021年12月，国家发展改革委印发《'十四五'生物经济发展规划》（发改高技〔2021〕1850号），为我国首部生物经济五年规划（数据来源：国家发展改革委，2021年12月）。2025年《政府工作报告》首次提出'积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎'。2026年3月，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十五个五年规划纲要》将生物制造列为未来产业重点领域，并纳入109项重大工程项目（数据来源：全国人民代表大会，2026年3月）。2026年《政府工作报告》进一步提出建立未来产业投入增长和风险分担机制，培育生物制造等未来产业（数据来源：国务院，2026年3月）。生物制造的战略位势持续抬升，已成为'十五五'培育新质生产力的核心抓手之一。

1.2 新一轮科技革命与产业变革背景下的制造范式转换

生物制造的兴起并非孤立现象，而是与合成生物学、人工智能、自动化装备、大数据等多学科交叉融合的技术浪潮密不可分。传统化学工业依赖化石资源作为原料与能源，在提供丰富工业品的同时，也带来了高能耗、高排放、高污染的结构性问题。生物制造以可再生生物质为原料，以生物体内的酶催化反应替代高温高压的化学反应，具有反应条件温和、选择性高、副产物少、碳足迹低等固有优势。全球合成生物学市场规模已从2018年的约53亿美元增长至2023年的171亿美元，预计2028年将达到498亿美元，显著高于全球制造业平均增速，表明生物制造正处于技术成熟度快速提升与产业化加速放量的交汇期（数据来源：CB Insights）。与此同时，人工智能大模型与生物设计软件的结合，正在显著压缩菌种筛选与代谢通路设计的周期，使'设计—构建—测试—学习'（DBTL）闭环从以年为单位缩短至以月甚至周为单位，为生物制造的大规模工业化应用提供了前所未有的技术条件。在这一背景下，谁能够率先突破核心菌种、工业酶、智能发酵装备等关键环节，谁就有望在新一轮全球制造业分工中占据价值链高端。

1.3 国家重大战略需求：粮食安全、'双碳'目标与供应链自主可控

生物制造的战略价值，深刻体现在对国家重大战略需求的支撑能力上。在粮食安全领域，生物制造以二氧化碳、秸秆等为原料合成淀粉、油脂、蛋白，从根本上改变'从土地到餐桌'的逻辑。中科院天津工生所2021年实现二氧化碳到淀粉从头合成（发表于《科学》），2026年产量较2021年提高10倍以上（数据来源：中国科学院，2026年3月）。在'双碳'领域，生物基材料可显著降低碳排放，2025年市场预计突破1200亿元，非粮原料替代率提升至40%（数据来源：湖北日报，2025年12月16日）。在供应链安全领域，构建自主可控的生物制造体系对破解高端酶制剂、稀有糖等'卡脖子'问题具有突出紧迫性。

1.4 研究意义：为'十五五'规划编制与产业政策制定提供学理支撑

本报告的研究意义体现在理论与实践两个层面。从理论层面看，当前国内关于生物制造的研究多散见于合成生物学、发酵工程、生物经济等单一学科领域，缺乏将技术体系、产业边界、区域集群、国际竞争与政策工具贯通起来的系统性研究。从实践层面看，工业和信息化部已于2025年12月宣布将编制发布'十五五'生物制造发展规划，十部门联合印发的《医药工业发展'十五五'规划》（工信部联规〔2026〕210号）提出到2030年生物医药产业加速成为国家新兴支柱产业的目标（数据来源：工业和信息化部，2025年12月18日；工业和信息化部等十部门，2026年9月18日）。本报告基于'十四五'实证数据识别阶段性特征与结构性矛盾，可为上述规划落地实施提供决策参考。

第二章 生物制造的概念内涵、技术体系与产业边界

2.1 生物制造的定义与内涵：与广义生物经济、生物医药的口径区分

准确界定生物制造的概念边界，是开展产业研究与政策设计的前提。在国内外文献与政策文本中，'生物制造'（biomanufacturing）一词存在狭义与广义两种理解。狭义的生物制造，指利用生物体系（包括微生物细胞、动物细胞、植物细胞、酶系等）作为生产工具，通过发酵、酶催化、细胞培养等过程，规模化生产工业化学品、材料、燃料、食品添加剂、医药中间体等产品的制造活动，其核心特征是以'生物催化剂'替代'化学催化剂'，以'可再生生物质原料'替代'化石原料'。广义的生物制造则进一步涵盖以生物体系为手段生产各类高附加值产品的全部活动，包括重组蛋白药物、抗体药物、疫苗、细胞与基因治疗产品等生物医药制造环节。

生物制造与'生物经济'并非同一概念：生物经济是覆盖需求侧、供给侧、资源侧的宏观经济形态，而生物制造是其在生产制造环节的核心载体（数据来源：国家发展改革委，2021年12月）。生物制造与'生物医药'也存在口径差异：生物医药聚焦健康相关产品，而生物制造产品范围更宽广，涵盖生物化工、生物食品、农业生物、生物基材料、生物能源等。本报告采用'以工业过程为核心、涵盖生物医药制造相关环节'的中口径界定。

2.2 生物制造的技术体系

生物制造是一个多学科交叉、多技术耦合的复杂技术体系。从研发与生产的全链条看，可以将其划分为上游构建、中游放大、下游加工三个相互衔接的环节，并以合成生物学、工业酶、微生物制造、生物基材料、细胞与基因相关制造等作为核心技术模块。

2.2.1合成生物学。 合成生物学是生物制造的使能技术底座，通过基因编辑、人工基因组合成、代谢流调控等工具重构代谢通路。我国论文与专利全球占比均超20%，市场规模从2022年的约67.36亿元增长至2024年的约105.16亿元（数据来源：经济日报，2025年12月22日；中商产业研究院，2024年）。

2.2.2工业酶与酶催化技术。 工业酶是生物制造的核心催化剂，通过酶分子改造与固定化技术提升催化效率。目前高端工业酶制剂市场仍由海外巨头主导（详见第四章）。

2.2.3微生物发酵与智能发酵技术。 微生物发酵是生物制造最具规模的生产方式，智能发酵可大幅提升效价与生产强度。中科院天津工生所研发的平行生物反应器可一人同时操作12个反应罐，效率提升3倍（数据来源：中科院天津工生所，2025年）。

2.2.4生物基材料与生物基化学品制造。 该方向以可再生生物质生产可降解塑料、生物基纤维等产品，是替代石油基材料的重要路径。2025年市场预计突破1200亿元，可降解塑料总产能约196万吨（数据来源：湖北日报，2025年12月；王江平，2025年3月）。

2.2.5细胞与基因相关制造。 该方向包括细胞与基因治疗、核酸药物、抗体药物等规模化生产，是技术密集度最高的板块。'十五五'规划纲要专节部署其研发应用（数据来源：全国人民代表大会，2026年3月）。

2.3 产业边界与分类

基于上述技术体系与产品形态，可以将我国生物制造产业划分为五大细分领域：生物制药、生物食品、生物化工、农业生物、生物基材料与生物能源。各细分领域的内涵与2024年规模如表2-1所示。

表2-1 我国生物制造产业细分领域及2024年规模

注：2024年细分数据合计约9550亿元；生物基材料与生物能源产业规模相对较小，未单独列示于人民日报披露口径中。（数据来源：人民日报《生物制造产业化的'势'与'为'》，2026年6月18日）

生物制造向上游衔接生物资源与科研仪器产业，向下游延伸至消费品、医药、化工、材料等终端行业，具有跨学科渗透特征。其'原料—过程—产品'均具有可循环、低碳排放属性，既是未来产业的重要组成，也是传统制造业绿色化改造的关键技术供给。

第三章 '十四五'时期我国生物制造发展基础与成就

3.1 产业总体规模：五年跨越万亿台阶

'十四五'时期（2021—2025年）是我国生物制造从技术积累期迈向产业爆发期的关键五年。在政策引导、技术突破与市场需求扩张的共同驱动下，我国生物制造产业规模实现连续跨越。根据2025生物制造大会披露的数据，2025年全国生物制造产业总规模达到1.1万亿元，标志着我国生物制造正式迈入万亿级产业集群行列（数据来源：工业和信息化部，2025年12月18日，重庆）。从细分结构看，食品及添加剂、生物制药两个细分领域年产值均已超过4000亿元，成为支撑万亿规模的两大支柱；氨基酸、有机酸等大宗发酵产品产量稳居世界首位，淀粉糖产量位居世界第二；我国生物发酵产品产量占全球70%以上，在全球发酵工业体系中具有举足轻重的地位（数据来源：证券时报，2026年3月13日）。

从研发投入与知识产出看，我国生物制造领域的创新活跃度显著提升。截至'十四五'末，我国在生物制造领域的论文发文量、专利申请量全球占比均超过20%，成为全球生物制造知识生产的重要一极（数据来源：经济日报，2025年12月22日）。从资本市场表现看，截至2026年6月，国内合成生物学领域累计完成融资约218亿元，共有110家公司获得301笔融资，早期融资占比达68%（数据来源：36氪/IT桔子，2026年6月）。投融资在经历2022年热度峰值后有所回调，促使市场从概念炒作回归技术与产业化本身。

3.2 细分领域发展格局

3.2.1 生物制药：规模最大的细分板块

生物制药是规模最大的细分领域，2024年总规模达4850亿元（数据来源：人民日报，2026年6月18日）。规模以上医药制造业2025年营业收入24870.0亿元、利润总额3490.0亿元（同比增长2.7%），盈利质量边际改善（数据来源：国家统计局，2026年1月27日）。十部门联合印发的《医药工业发展'十五五'规划》（工信部联规〔2026〕210号）提出到2030年生物医药产业加速成为国家新兴支柱产业（数据来源：工信部等十部门，2026年9月18日）。

3.2.2 生物食品与生物化工：传统优势板块的升级

生物食品与生物化工是传统优势领域，2024年规模分别达2200亿元和1400亿元（数据来源：人民日报，2026年6月18日）。味精、柠檬酸、赖氨酸等大宗产品长期占据全球主导地位，透明质酸实现并跑领跑。乳酸、聚乳酸等生物基单体产业化能力持续提升，2025年生物降解塑料购物袋产量预计55万吨，产能增速连续突破20%（数据来源：中国经济网，2026年1月20日）。

3.2.3 农业生物与生物基材料：潜力板块蓄势待发

农业生物2024年总规模约1100亿元（数据来源：人民日报，2026年6月18日）。生物基材料与生物能源增长强劲，2025年市场预计突破1200亿元，非粮原料替代率提升至40%，正从'粮化竞争'向'非粮替代'转型（数据来源：湖北日报，2025年12月16日）。

3.3 重大技术突破：从跟跑到并跑领跑的标志性成果

'十四五'时期最具代表性的原创性成果是二氧化碳人工合成淀粉技术。2021年9月，中科院天津工业生物技术研究所在《科学》发表论文，国际上首次实现二氧化碳到淀粉从头合成；2026年初产量较2021年提高10倍以上，为中试放大奠定基础（数据来源：中国科学院，2026年3月16日）。该所研发的平行生物反应器效率较传统设备提升3倍。我国在大宗发酵产品领域已形成系统优势，在二氧化碳人工合成淀粉等前沿领域实现并跑领跑，但高端工业酶、高通量反应器等底层工具仍存短板。

3.4 区域产业集群：多点布局、特色鲜明

'十四五'时期，我国生物制造区域集群初步呈现'长三角引领、环渤海与珠三角支撑、中西部特色基地协同'的格局。长三角创新资源最密集：上海构建'一核两翼'布局，闵行企业数量年均增长20%；苏州集聚企业近200家，规上产值超400亿元，约占全国4%，2026年9月入选首批国家新兴产业发展示范基地（数据来源：上海市政府，2026年6月；苏州市工信局，2026年5月；工信部，2026年9月）。环渤海以天津（中科院天津工生所）、北京为核心；珠三角以广州（6500多家生物医药企业）、深圳为龙头；中西部常德（酶制剂、甾体原料药）等地形成特色基地。总体看区域集群仍处成长初期，需加强统筹避免低水平重复建设。

3.5 政策体系建设：从顶层设计到部门协同

'十四五'时期，我国生物制造政策体系逐步完善：国家层面有《'十四五'生物经济发展规划》（发改高技〔2021〕1850号）顶层设计；2025年和2026年《政府工作报告》连续部署；工信部宣布编制'十五五'生物制造发展规划；十部门印发《医药工业发展'十五五'规划》（工信部联规〔2026〕210号）；上海、苏州等地出台专项行动方案，形成国家与地方联动的良好局面。

3.6 国际比较：相对优势与差距并存

从全球竞争格局看，主要经济体均在'十四五'时期加速布局生物制造。美国于2022年9月签署EO 14081行政令，2024年11月发布本土生物制造产能报告，2025年5月签署EO 14292强化生物研究安全监管；欧盟于2024年3月发布COM(2024)0137通讯，2025年7月欧洲议会通过决议将生物技术和生物制造列为欧洲十大战略技术领域之一，并提出《European Biotech Act》立法提案（数据来源：美国白宫，2022—2025年；欧盟委员会，2024年3月；欧洲议会，2025年7月）。与欧美相比，我国的相对优势在于全球最大的发酵工业产能与应用市场、完整的产业链配套以及二氧化碳人工合成淀粉等前沿领域的并跑领跑。但在核心菌种、高端酶制剂、高通量装备、底层软件等方面仍存在明显差距（详见第四章第四节短板分析）。

表3-1 '十四五'时期我国生物制造发展主要成就概览

（数据来源：综合工业和信息化部、国家统计局、人民日报、经济日报等公开资料整理，2025—2026年）

第四章 发展环境与形势分析

'十五五'时期是我国生物制造由技术跟随、局部并跑迈向系统布局、重点领跑的关键跃升期，也是全球主要经济体围绕生物经济主导权展开战略卡位的深度博弈期。准确研判外部竞争格局、技术演进方向以及内部机遇与瓶颈，是谋划生物制造中长期发展的基本前提。本章从全球政策与产业竞争态势、技术发展趋势、我国面临的战略机遇与挑战以及突出短板瓶颈四个维度展开分析，力求客观呈现生物制造发展所处的历史方位。

4.1全球竞争格局：主要经济体加速战略布局

4.1.1美国：以行政命令和国家级计划重塑生物制造产能

美国是生物制造竞争的先发者。2022年9月拜登政府签署EO 14081，将生物技术与生物制造上升为国家战略；2024年11月白宫发布本土生物制造产能报告；2025年5月特朗普政府签署EO 14292，政策重心转向生物安全与研究监管再平衡。尽管执政理念切换，将生物制造视为国家竞争力核心维度的战略共识未变。4.1.2欧盟：以立法协调和战略技术定位追赶产业浪潮

4.1.2欧盟于2024年3月发布COM(2024)0137通讯，2025年7月欧洲议会通过决议将生物技术和生物制造列为欧洲十大战略技术领域之一，并提出《European Biotech Act》立法提案以简化转化流程。欧盟以统一立法和绿色新政为依托，将生物制造与循环经济、碳中和深度绑定，侧重以规则标准抢占治理话语权。

4.1.3全球市场规模与经济影响预期

从市场总量看，全球合成生物学产业正处于高速扩张通道。据CB Insights数据，全球合成生物学市场规模由2018年的约53亿美元增长至2023年的171亿美元，年均复合增长率约27%，预计到2028年将达到498亿美元，未来五年年均复合增长率仍将保持在约24%的较高水平（数据来源：CB Insights）。麦肯锡全球研究院的研究则给出了更具想象力的长期判断：到2030—2040年，合成生物学每年带来的直接经济影响可能高达1.8万亿至3.6万亿美元，渗透范围涵盖医药健康、食品农业、化学品、材料和能源等多个万亿级行业（数据来源：麦肯锡全球研究院）。这意味着生物制造并非单一赛道的成长，而是一场可能重构化工、农业、能源等基础产业成本曲线与排放曲线的通用性技术革命。

表4-1 全球主要经济体生物制造战略布局概览

4.2技术发展趋势：多学科汇聚与工程化提速

生物制造正经历从'经验试错'向'理性设计'的范式转换。基因测序编辑成本指数级下降与AI生物设计深度融合，显著压缩菌种选育周期；我国二氧化碳人工合成淀粉产量2026年较2021年提高10倍以上（数据来源：中国科学院，2026年3月）。工程装备并行化、自动化是另一重要趋势，AI辅助菌株设计、生物铸造厂模式等正成为竞争新焦点，技术竞争已上升为'设计—构建—测试—学习'闭环平台能力的竞争。

4.2.1战略机遇与现实挑战

从机遇看，我国发展生物制造具备独特的综合优势。其一，产业规模与制造基础雄厚，2025年总规模达1.1万亿元，发酵产品产量占全球70%以上，大宗产品产量稳居世界首位（数据来源：工业和信息化部，2025年12月）。其二，创新供给快速积累，论文与专利全球占比均超20%，部分前沿领域实现并跑领跑（数据来源：经济日报，2025年12月22日）。其三，超大规模市场与完整产业体系为生物基替代提供了真实应用场景。

从挑战看，生物制造面临技术成熟度与商业化节奏的双重约束。合成生物学领域投融资在经历2022年热度峰值后显著回调，2024年融资金额同比减少60.3%，2025年有所回暖；截至2026年6月累计融资约218亿元，早期融资占比高达68%（数据来源：H-Tech Data/36氪，2026年；36氪/IT桔子，2026年6月），提示大量项目尚未跨过中试与商业化死亡谷。

4.2.2突出短板与瓶颈制约

尽管我国生物制造总量可观，但在产业链关键环节仍存在明显短板，部分环节受制于人风险突出。

一是核心菌种源头受制于人。 据湖北大学相关研究测算，我国约80%的工业核心菌种源头依赖进口，高端特种菌种与底层工具的'卡脖子'风险尤为突出（数据来源：湖北大学相关研究测算，转引自金融界，2026年5月）。菌种是生物制造的'芯片'，源头受制于人意味着产业增值的关键环节利润与安全可控性不足。

二是高端酶制剂海外垄断。 全球高端工业酶制剂市场超过七成份额由诺维信、杜邦、Codexis等海外巨头把持；虽然我国酶制剂整体进口依存度已降至5.5%，但高端专用酶种仍依赖进口（数据来源：湖北大学相关研究测算，转引自金融界，2026年5月）。这一'总量自主、高端缺失'的结构，与高端芯片领域的处境具有相似性。

三是高端装备与分析仪器存在空白。 高通量生物反应器国内基本处于空白，进口24联高通量反应器系统售价高达千万元级别；高端拉曼光谱仪、气质联用仪等关键分析仪器同样依赖进口（数据来源：中科院天津工业生物技术研究所夏建业，动脉网，2025年11月）。装备短板直接制约了菌株筛选与发酵优化的通量和精度。

四是底层工具软件与数据库自主化不足。 我国菌种设计仍以迭代改良为主，基础数据库、生物设计工业软件自主化程度不高，底层工具链存在对外依赖（数据来源：江南大学康振教授，人民网，2026年8月）。

五是中试平台与转化体系不健全。 中试服务平台体系建设仍需完善，实验室成果向规模化生产放大的中间环节薄弱，是制约转化率的重要结构性因素（数据来源：工业和信息化部消费品工业司司长何亚琼，2025年10月）。

六是审评审批效率有待提升。 基因工程菌种制造的新产品准入审批速度较慢，与快速迭代的技术节奏不相匹配，在一定程度上延缓了产业化进程（数据来源：央广网，2025年11月）。

总体而言，我国生物制造'大而不强、全而不优'的特征明显：大宗产品优势稳固，但高附加值、高壁垒环节薄弱；产能规模领先，但源头创新、装备工具、转化平台和制度供给仍存短板。这既是'十五五'时期必须集中攻坚的痛点，也是政策发力可以释放巨大增量的空间所在。

第五章 '十五五'时期总体思路、发展目标与战略定位

5.1总体思路

'十五五'时期（2026—2030年）是生物制造由培育期进入成长期的战略窗口期。总体思路应坚持以发展新质生产力为主线，把生物制造作为培育未来产业的重要抓手，坚持'四个面向'：面向世界科技前沿攻坚底层技术，面向经济主战场推动规模化替代，面向国家重大需求保障供应链安全，面向人民生命健康服务食品医药农业现代化。路径上统筹创新链、产业链、资金链、人才链深度融合，强化'底层工具—中试放大—规模产业化'全链条布局，统筹发展与安全。

5.2战略定位

'十五五'规划纲要对生物制造赋予了明确而突出的战略地位。2026年3月，第十四届全国人民代表大会第四次会议审查批准《中华人民共和国国民经济和社会发展第十五个五年规划纲要》，将生物制造与量子科技、氢能和核聚变能、脑机接口、具身智能、第六代移动通信并列为重点培育的未来产业领域，提出'推动量子科技、生物制造、氢能和核聚变能、脑机接口、具身智能、第六代移动通信等成为新的经济增长点'（数据来源：全国人民代表大会《中华人民共和国国民经济和社会发展第十五个五年规划纲要》，2026年3月）。尤为重要的是，生物制造被列为引领新质生产力发展方面的109项重大工程项目之一，体现了国家层面对其战略牵动作用的高度重视。

规划纲要还专节部署生物制造关键技术攻关与产业化方向，明确提出'突破酶制剂、生物种质智能设计、智能发酵等关键技术，推进生物育种、生物化工、生物医药、生物能源等技术创新应用。加快细胞和基因治疗药物、抗体药物、核酸药物、放射性药物等研发应用'（数据来源：全国人民代表大会《中华人民共和国国民经济和社会发展第十五个五年规划纲要》，2026年3月）。2026年《政府工作报告》进一步提出'建立未来产业投入增长和风险分担机制，培育发展未来能源、量子科技、生物制造、具身智能、脑机接口、6G等未来产业'（数据来源：2026年《政府工作报告》，2026年3月5日）；而2025年《政府工作报告》已率先提出'积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎'。从'新增长引擎'到'未来产业重点领域'再到'重大工程'，生物制造的战略定位在近两年间持续升格。

基于上述顶层设计，'十五五'时期生物制造的战略定位可概括为四个维度：一是培育新质生产力的核心引擎，以通用性生物技术改造传统制造体系；二是建设现代化产业体系的关键底座，为化工、材料、能源、农业、医药提供绿色替代路线；三是保障产业链供应链安全的战略支点，破解核心菌种、高端酶、高端装备对外依赖；四是参与全球生物经济治理竞争的前沿阵地，在标准、规则和产业生态上争取主动权。

5.3发展目标

'十五五'发展目标应坚持定性引导为主、量化指标审慎的原则，与工信部正在编制的专项规划相衔接。从定性方向看，'十五五'末应力争实现：创新能力显著增强，核心菌种、高端酶、高通量反应器等短板领域取得突破；产业化步伐加快，中试平台体系基本健全；产业生态完善，形成若干具有国际竞争力的集群；制度环境优化，审评审批效率提升。具体量化指标应以国家正式发布的专项规划为准。

表5-1 生物制造战略定位升格脉络

5.4与'十四五'时期的衔接

'十四五'时期是我国生物经济谋篇布局的奠基阶段。2021年12月，经国务院批复同意，国家发展改革委印发《'十四五'生物经济发展规划》（发改高技〔2021〕1850号），这是我国首部生物经济五年规划，明确生物经济'以生命科学和生物技术的发展进步为动力，以保护开发利用生物资源为基础，以广泛深度融合医药、健康、农业、林业、能源、环保、材料等产业为特征'（数据来源：国家发展改革委《'十四五'生物经济发展规划》，发改高技〔2021〕1850号，2021年12月）。这一界定为后续生物制造政策奠定了概念基础。

'十四五'期间，我国生物制造产业规模由小到大，2025年总规模突破1.1万亿元，论文与专利全球占比均超20%，二氧化碳人工合成淀粉等原创成果跻身世界前列。但同时也应看到，'十四五'期间更多解决的是'有没有''大不大'的问题，菌种、酶、装备等深层短板尚未根本扭转。'十五五'时期的衔接逻辑，就是要在'十四五'奠定的产业规模和创新供给基础上，转向'强不强''安全不安全'的质量跃升：从鼓励产业规模扩张转向攻坚关键核心技术，从单点示范转向全链条生态构建，从被动跟随国际规则转向主动参与全球治理。此外，2026年9月十部门联合印发的《医药工业发展'十五五'规划》（工信部联规〔2026〕210号）提出，到2030年生物医药研发应用稳居世界前列，重点领域关键核心技术实现系统性突破，生物医药产业加速成为国家新兴支柱产业（数据来源：工业和信息化部等十部门《医药工业发展'十五五'规划》，工信部联规〔2026〕210号，2026年9月18日）。这与生物制造专项规划形成上下游呼应，共同构成'十五五'生物领域的政策矩阵。

第六章 重点任务与重点赛道

'十五五'时期生物制造的重点任务，应围绕'补短板、强底座、拓场景、建生态'四条主线展开，系统部署八大重点赛道。本章逐一阐述各赛道的发展基础、突破方向与战略价值，并在末尾以表格汇总。

6.1生物基材料与化工替代

生物基材料是以可再生生物质为原料，通过生物制造或生物—化学耦合路线生产的材料，是替代传统石化路线、降低化工领域碳排放的核心方向。我国生物基材料产业正处于快速扩张期，2025年市场规模预计突破1200亿元，年增速18.7%，非粮原料替代率提升至40%；可降解塑料总产能约196万吨，2024年产量约40万吨（数据来源：湖北日报，2025年12月16日；全国政协委员王江平，2025年3月）。

重点任务：聚焦PLA、PHA、丁二酸等关键单体突破高效菌株与低成本工艺；推动非粮原料替代缓解'与粮争地'；健全标准认证与回收体系，扩大在包装、纺织、汽车等领域的替代规模。生物路线一旦在成本上逼近石化路线，将对石化产业链形成结构性重塑。

6.2生物能源

生物能源是生物制造与能源革命交汇的关键赛道，涵盖生物燃料、生物天然气、微藻固碳与生物电合成等方向。当前我国生物基材料和生物能源产业规模相对较小（数据来源：人民日报《生物制造产业化的'势'与'为'》，2026年6月18日），但战略潜力巨大。在'双碳'目标与能源安全双重压力下，以非粮生物质为原料的先进生物燃料、航空可持续燃料（SAF）、生物航煤等，难以被光伏、风电等电力替代方式覆盖，是难减排交通领域脱碳的现实选择。

重点突破高产油脂微藻、工程酵母等高效转化体系，二氧化碳—生物电合成耦合路线，以及完善绿色标准与市场化机制。生物能源短期内仍是补充角色，价值更多体现在碳减排与农林废弃物资源化。

6.3食品与农业生物制造

食品与农业是生物制造最贴近民生、市场规模最现实的赛道之一。2024年我国生物食品总规模约2200亿元，农业生物产品总规模约1100亿元（数据来源：人民日报《生物制造产业化的'势'与'为'》，2026年6月18日）。以合成生物学生产的人造蛋白、稀有糖物、功能食品添加剂、微生物蛋白（替代蛋白）等正在从概念走向货架；农业领域则涵盖生物育种、生物农药、生物肥料、微生物菌剂等方向。'十五五'规划纲要明确将生物育种列为重点推进方向。

重点任务：发展细胞培养肉、微生物蛋白等替代蛋白技术；突破稀有糖、天然色素等高附加值食品配料合成路线；推动生物育种与合成生物结合；加快生物农药、生物肥料产业化。食品与农业生物制造涉及食品安全，须在严格安全评估下推进。

6.4医药与健康

医药与健康是生物制造技术密度最高、附加值最大的赛道，也是我国产业基础最为雄厚的领域之一。2024年我国生物制药总规模达4850亿元（数据来源：人民日报，2026年6月18日）。规模以上医药制造业2025年营业收入24870.0亿元、利润总额3490.0亿元，利润端韧性较强，结构性创新升级仍是主线（数据来源：国家统计局，2026年1月27日）。

'十五五'规划纲要专节部署'加快细胞和基因治疗药物、抗体药物、核酸药物、放射性药物等研发应用'。2026年9月，工业和信息化部等十部门联合印发《医药工业发展'十五五'规划》（工信部联规〔2026〕210号），提出到2030年生物医药研发应用稳居世界前列，重点领域关键核心技术实现系统性突破，生物医药产业加速成为国家新兴支柱产业（数据来源：工业和信息化部等十部门，2026年9月18日）。重点任务：强化哺乳动物细胞培养、病毒载体与核酸药物GMP生产等高端制造能力；推动细胞基因治疗、mRNA药物等领域规模化降本；突破一次性生物反应器、高品质培养基等制药关键耗材装备的进口替代。

6.5合成生物平台

合成生物平台是支撑上述各赛道的共性使能层，其竞争力直接决定整个生物制造体系的效率上限。我国合成生物学市场已从2022年的约67.36亿元增长至2024年的约105.16亿元，截至2026年6月累计融资约218亿元（数据来源：中商产业研究院，2024年；36氪/IT桔子，2026年6月）。

重点任务：建设DBTL闭环的生物铸造厂平台，发展自主可控的基因合成编辑装备与生物设计工业软件；建设国家级和区域性中试平台；推动AI大模型与生物数据融合，把'试错式育种'升级为'理性设计育种'。

6.6绿色低碳工艺

绿色低碳工艺是生物制造价值兑现的重要场景，也是其相对石化路线的核心比较优势所在。传统化工过程高温高压、高能耗高排放，而生物催化通常在常温常压下进行，反应选择性高、副产物少，可显著降低单位产品能耗与碳排放。本赛道聚焦以生物催化替代化学催化、以发酵路线替代化学合成路线，在大宗化学品、精细化工、纺织印染、制革、造纸等流程工业中推广酶法工艺。

重点任务：发展定向进化酶、级联催化等高效生物催化技术；在大宗产品中推广生物—化学耦合工艺；建立碳减排核算方法学，使绿色属性转化为可交易的市场价值。绿色工艺推广是成本曲线、碳价信号和标准体系共同作用的系统工程。

6.7装备与底层技术

装备与底层技术是我国生物制造最突出的短板领域，也是'十五五'必须举全国之力攻坚的'卡脖子'环节。如前所述，高通量生物反应器国内基本空白，核心菌种约80%源头受制于人，高端工业酶制剂超七成市场由海外巨头把持，生物设计工业软件自主化不足（数据来源：综合湖北大学、中科院天津工生所、江南大学相关研究，2025—2026年）。

重点任务：开展高性能生物反应器揭榜挂帅；实施核心菌种自主可控工程，建设国家级菌种资源库；攻关高端酶制剂实现进口替代；发展生物设计EDA工业软件和多组学数据库。底层技术一旦突破，将产生撬动整个产业的杠杆效应。

6.8产业集群与区域布局

生物制造具有强空间集聚特征，'十五五'时期应在全国范围内构建特色鲜明、分工协作的产业集群网络。从现有基础看，苏州集聚企业近200家、规上产值超400亿元，2026年9月入选首批国家新兴产业发展示范基地；上海形成'一核两翼'布局，闵行企业数量年均增长20%；广州集聚6500多家生物医药企业；天津以中科院天津工生所为核心形成完整链条；北京、深圳、杭州、常德等地各具特色（数据来源：苏州市工信局，2026年5月；上海市政府，2026年6月；中国经济网，2025年5月）。

表6-1 我国生物制造重点区域布局特征

重点任务：支持苏州、上海、天津等建设世界级集群；引导中西部依托生物质资源布局资源加工型项目；健全大中小企业融通机制；在集群内布局开放共享中试基地，打通'最后一公里'。

第七章 政策保障与实施路径

生物制造作为典型的技术密集型、资本密集型与长周期产业，其从实验室基础研究到工业化规模生产的跨越，高度依赖系统性、协同性的政策保障体系。'十四五'时期，我国已初步构建起以《'十四五'生物经济发展规划》为统领、以地方行动方案为支撑的政策框架，但在创新链条衔接、投融资长效机制、监管准入效率、生物安全伦理治理等方面仍存在明显短板。'十五五'时期，应围绕《中华人民共和国国民经济和社会发展第十五个五年规划纲要》关于将生物制造列为未来产业重点领域、并将其纳入109项重大工程项目的战略部署，以及2026年《政府工作报告》提出的'建立未来产业投入增长和风险分担机制'的明确要求，加快构建覆盖创新、资本、人才、监管、开放、安全六位一体的政策保障体系，推动生物制造由'跟跑并跑'向'并跑领跑'跃升。

7.1 构建多层次实验室与工程化创新体系

7.1.1 国家战略科技力量与技术创新中心布局

生物制造的原始创新能力取决于高水平研究平台的体系化布局。我国已布局一批国家重点实验室和技术创新中心，以中科院天津工业生物技术研究所为核心形成了完整研发链条，二氧化碳人工合成淀粉成果于2021年发表于《科学》，2026年产量较2021年提高10倍以上（数据来源：中国科学院，2026年3月）。对照《医药工业发展'十五五'规划》目标，现有平台在高通量筛选、智能发酵、生物设计软件等方向仍存缺口。'十五五'期间应依托国家实验室体系择优布局新平台，通过'揭榜挂帅'组织高性能生物反应器攻关，破解装备受制于人的局面（数据来源：中科院天津工生所夏建业，动脉网，2025年11月）。

7.1.2 中试平台建设与工程化转化能力

从实验室小试到万吨级工业化生产之间的'死亡之谷'，是制约我国生物制造成果转化效率的核心瓶颈。工信部已明确将'培育生物制造中试平台'列为'十五五'重点方向（数据来源：工业和信息化部，2025年12月）。'十五五'期间应在产业集聚区域布局专业化开放式中试基地，配备平行生物反应器等高端装备并向中小企业开放共享；鼓励参照上海'虚拟公司'概念验证模式，形成'概念验证—中试放大—产业化'全链条服务体系（数据来源：上海市政府，2026年6月）。

7.2 健全多元化投融资支持机制

7.2.1 政府引导基金与科技金融协同

生物制造具有研发周期长、前期投入大、技术风险高的特征，单纯依靠财政资金难以满足产业规模化发展的资本需求。截至2026年6月国内合成生物学累计融资约218亿元，但融资波动显著，2024年同比减少60.3%，亟需长期耐心资本的制度性供给（数据来源：36氪/IT桔子，2026年6月；H-Tech Data/36氪，2026年）。2026年《政府工作报告》提出'建立未来产业投入增长和风险分担机制'，'十五五'期间应发挥国家创投引导基金杠杆作用，设立生物制造专项子基金，完善科技信贷、知识产权质押、科技保险等工具体系，对首台套装备和首批次材料实施风险补偿。

7.2.2 多层次资本市场与产业资本联动

应畅通科创板、北交所、港股18A等多层次上市通道，支持龙头企业并购重组整合产业链。鼓励化工、医药、食品等传统产业龙头以战略投资、联合研发等方式与初创企业深度绑定，形成'耐心资本+产业资本+公共资本'三轮驱动格局，使市场在创新资源配置中发挥决定性作用。

7.3 强化人才培养与队伍建设

生物制造是典型的交叉学科领域，融合了生物学、化学工程、信息科学、装备制造等多个学科方向，人才供给的数量与质量直接决定产业发展后劲。我国生物制造论文与专利全球占比均超20%，但复合型工程人才和底层工具人才仍然短缺（数据来源：经济日报，2025年12月22日；江南大学康振，人民网，2026年8月）。'十五五'期间应支持高校增设生物制造交叉学科方向，推行本硕博贯通和校企联合培养，在'卡脖子'方向定向引进领军人才，以成果转化收益分配机制留住一线工程技术人才。

7.4 完善标准体系、审批准入与监管创新

7.4.1 改革基因工程菌种与新产品审批制度

基因工程菌种新产品审批速度较慢已成为制度性瓶颈（数据来源：央广网，2025年11月）。'十五五'期间应参照欧盟《European Biotech Act》改革思路，建立分类分级审批制度，对不同风险等级产品实行差异化审评，建立基于风险的快速通道，实质性压缩审评时限；同步完善生物基材料、可降解塑料等方向的标准体系，以标准引领规范发展（数据来源：欧盟委员会，2025年）。

7.4.2 生物安全与伦理治理

生物制造的飞速进步在带来巨大经济价值的同时，也伴随基因编辑、合成生物体环境释放等潜在生物安全与伦理风险。'十五五'期间应加快完善生物安全法律法规配套细则，建立从菌种设计到环境释放全链条的生物安全审查制度；加强生命伦理审查能力建设，对敏感研究实施伦理前置审查；建立生物制造产品环境影响评估和长期监测机制，确保创新发展与风险防控相平衡。

7.5 推进高水平国际合作与竞争应对

在全球生物制造竞争格局深刻演变的背景下，'十五五'时期我国应坚持开放合作与自主可控并重。应积极参与国际标准协调与伦理治理等多边议程，依托'一带一路'拓展生物发酵、生物能源等领域产能合作。针对美欧系统性强化本土生物制造能力的竞争态势，应在核心菌种、高端酶制剂、生物设计软件等'卡脖子'方向加快自主化替代，建立关键环节供应链备份体系；鼓励龙头企业和科研机构在海外设立联合研发中心，双向融入全球创新网络。

第八章 结论与展望

8.1 研究结论

本报告系统梳理了'十四五'以来我国生物制造产业的发展基础、技术突破、市场规模、区域格局与政策体系，得出以下核心结论。

第一，生物制造已具备成为未来产业新引擎的坚实产业基础。2025年全国生物制造产业总规模达到1.1万亿元，生物发酵产品产量占全球70%以上，食品及添加剂、生物制药两个细分领域年产值均超过4000亿元（数据来源：工业和信息化部，2025年12月）；氨基酸、有机酸等大宗产品产量稳居世界首位，淀粉糖产量位居世界第二（数据来源：证券时报，2026年3月）。我国已从传统发酵工业大国稳步迈向现代生物制造大国，并在二氧化碳人工合成淀粉、透明质酸等新兴领域实现与发达国家并跑甚至领跑。

第二，'十五五'时期生物制造的战略地位实现历史性跃升。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十五个五年规划纲要》将生物制造与量子科技、氢能和核聚变能、脑机接口、具身智能、第六代移动通信并列为新的经济增长点，并将其纳入109项重大工程项目；2025年和2026年连续两年《政府工作报告》分别以'新增长引擎'和'未来产业'定位部署生物制造；《医药工业发展'十五五'规划》进一步明确到2030年生物医药产业加速成为国家新兴支柱产业。这标志着生物制造已从部门性行业升级为国家战略性未来产业。

第三，我国生物制造仍面临核心技术与制度供给的双重短板。约80%工业核心菌种源头受制于人，高端工业酶、高通量生物反应器、生物设计工业软件等关键环节对外依存度较高，基因工程菌种审批速度偏慢，中试平台体系尚不健全，投融资波动较大。这些短板既是差距，也是'十五五'时期政策发力的重点方向。

8.2 未来展望

展望2026—2030年，在国家规划纲要顶层引领及专项规划细化落实下，我国生物制造有望迎来技术突破与产业扩张的战略机遇期，产业规模有望在现有1.1万亿元基础上实现大幅增长，生物基材料对石化基材料的替代率显著提升。二氧化碳生物转化、细胞和基因治疗、核酸药物等前沿方向有望诞生标志性产品和领军企业，苏州、上海、天津、广州等集群将进一步强化协同，形成具有全球竞争力的产业地标。

在这一轮以生物技术为核心的新工业革命中，谁能在核心菌种、智能装备、数字生物设计和制度型开放上率先突破，谁就能在全球生物经济竞争中占据主动。'十五五'时期，应以政策体系协同为杠杆，以科技自立自强为根基，以安全伦理为底线，推动生物制造真正成为培育新质生产力、构建现代化产业体系的强大新引擎。

参考目录

[1]中华人民共和国国民经济和社会发展第十五个五年规划纲要. 全国人民代表大会. 2026年3月.

[2]'十四五'生物经济发展规划（发改高技〔2021〕1850号）. 国家发展和改革委员会. 2021年12月.

[3]医药工业发展'十五五'规划（工信部联规〔2026〕210号）. 工业和信息化部、国家发展改革委等十部门. 2026年9月.

[4]2026年政府工作报告. 国务院. 2026年3月.

[5]2025年政府工作报告. 国务院. 2025年3月.

[6]2025生物制造大会发布材料. 工业和信息化部. 2025年12月.

[7]规模以上医药制造业企业营业收入与利润总额数据. 国家统计局. 2025年1月/2026年1月/2026年6月.

[8]生物制造产业化的'势'与'为'. 人民日报. 2026年6月18日.

[9]我国生物制造领域论文与专利全球占比相关报道. 经济日报. 2025年12月22日.

[10]二氧化碳人工合成淀粉重大科技成果进展. 中国科学院. 2026年3月.

[11]2024—2029年中国合成生物行业前景预测与投资战略规划分析报告. 中商产业研究院. 2024年.

[12]全球合成生物学市场规模与预测数据. CB Insights. 2024年.

[13]生物革命：创新可以挽救我们的生命，但前提是我们作出正确选择. 麦肯锡全球研究院. 2020年.

[14]推进生物技术和生物制造创新以实现可持续、安全和可靠的美国生物经济（EO 14081）. 美国白宫. 2022年9月.

[15]改善生物研究安全与保障（EO 14292）. 美国白宫. 2025年5月.

[16]Building the future with nature: Boosting Biotechnology and Biomanufacturing in the EU（COM(2024)0137）. 欧盟委员会. 2024年3月.

[17]欧洲议会关于将生物技术和生物制造列为战略技术领域的决议（TA-10-2025-0165）. 欧洲议会. 2025年7月.

[18]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）. 上海市人民政府办公厅. 2023年9月.

[19]苏州工业园区加快推动生物制造产业发展行动计划（2025—2027）. 苏州工业园区管理委员会. 2025年1月.

[20]国内合成生物学领域投融资年度盘点. 36氪、H-Tech Data、IT桔子. 2026年6月.

[21]我国生物制造大宗发酵产品国际地位相关报道. 证券时报. 2026年3月.

[22]生物降解塑料产业发展现状相关报道. 中国经济网. 2026年1月.

[23]国家新兴产业发展示范基地（第一批）公示名单. 工业和信息化部. 2026年9月.

[24]我国生物基材料产业发展现状相关报道. 湖北日报. 2025年12月.