专精特新行业深度系列报告之七-合成生物学：掘金合成生物，拥抱产业机遇

证 券 研 究 报 告掘金合成生物，拥抱产业机遇专精特新行业深度系列报告之七-合成生物学证券分析师：刘靖 A0230512070005 王雨晴 A0230522010003 研究支持： 郑菁华 A0230123060001 联系人： 王雨晴 A0230522010003 2024.07.12www.swsresearch.com证券研究报告2核心观点◼合成生物学：从“前沿科学”向“实用科学”发展，成为产业级别投资机会。理论、技术、应用交织推动，合成生物在多个应用领域展现颠覆性、渗透性作用，具备引领“第四次工业革命”潜力。◼中国市场：战略定位抬升+创新能力增强+完备工业基础，共推产业从1至N迸发。政策端：生物制造首次写入《政府工作报告》(2024)，建设产业集群或成为越来越多省市工作重点。研发端：中国后来居上，成为全球合成生物学专利申请和技术研究主力。生产端：中国发酵产业链完善，产能全球第一，为技术落地提供“硬核支撑”。◼上游：使能技术：技术成熟度不一，后发者有追赶和弯道超车机会。DNA测序技术中国与国外并跑，DNA编辑、DNA合成领域中国快速追赶。分析仪器：“三大谱”是国产替代重点，高端化步伐有望加快。生命科学仪器：生产型设备需求量大，具备技术与客户积淀的厂商更受益国产替代进程。◼中游：成长性与下游景气度高度相关，需等待各类应用商业化拐点。◼下游：生物医药：原料药生产高效节能，创新药部分商业化。农业：减排、防害两大路径，仍面临四大挑战。食品：功能性/零卡具前景，替代蛋白契合大食物观。消费个护：生物基渗透率高，胶原/多肽发展较快。大宗化学品：渗透率较低，降本系突破关键。高性能材料：具备商业化潜力，须兼顾性能+成本。生物能源：我国生物质发电成熟，生物燃料未来可期。◼相关标的：上游：海能技术(430476.BJ)、新芝生物(430685.BJ)、联川生物 (874281.NQ)(新三板)；下游：锦波生物(832982.BJ) 、美邦科技(832471.BJ) 、无锡晶海(836547.BJ)、欧康医药(833230.BJ)、辉文生物(832402.NQ) 、创健医疗(T31464.NQ)(新三板挂牌在审)、蓝晶微生物(未上市)、昌进生物（未上市）；中游：辉文生物(832402.NQ)、蓝晶微生物(未上市)。◼风险提示：合成生物学技术发展不及预期；产品获批进度不及预期；下游推广不及预期；产能建设不及预期主要内容1. 合成生物学：产业级别的投资机会2. 中国市场：三重关键&有利因素，共推产业从1至N迸发3. 上游：专业性强，把握技术创新周期和国产替代机遇4. 下游：产业化初期，医药、消费、能源领域进度领先. 相关标的及风险提示3www.swsresearch.com证券研究报告41.1 合成生物学：重塑生物技术发展路径◼理论层面：合成生物学创新生命科学研究范式，从“格物致知”到“造物致知”•合成生物使用工程学方法认识和设计生命系统：（1）“自下而上”，设计、构造新的生物元件、组件至系统；（2）“自上而下”，对现有的、天然的生物系统进行优化和改造。◼应用层面：合成生物学“造物致用”，为生物经济发展提供底层支撑•一方面，合成生物升级原有的生物技术至系统化、标准化高度，推动生物技术的平台化发展。另一方面，在学科交叉和技术整合的基础上孕育技术创新的飞跃。◼VS其他生产方式，合成生物是补充或颠覆性技术，在助力化工原料生产、改进传统发酵工艺、开发新型分子材料方面作用积极图：合成生物学理论及产业意义图：合成生物技术优势资料来源：波士顿咨询《中国合成生物学产业白皮书》，申万宏源研究资料来源：曾艳等《合成生物学工业应用的现状和展望》，申万宏源研究www.swsresearch.com证券研究报告51.2 产品制造过程：正向循环、系统性强◼合成生物产品制造流程：正向循环、紧密相连、系统性工程•①基于工程化平台（DBTL循环）确定合成生物解决方案。分细胞工厂、多酶级联体系、无细胞/类生命平台三种路线，后两者均为体外合成；②规模化生产，分生物发酵、酶催化两大工艺；③商业化落地。商业化能否成功的关键在于选准产品赛道，即在产品立项阶段充分考虑市场需求，全局规划。•从工作全流程看，合成生物产品制造统筹考虑技术、设备、工艺、市场等维度，系统性强。资料来源：波士顿咨询《中国合成生物学产业白皮书2024》，申万宏源研究图：合成生物产品制造过程www.swsresearch.com证券研究报告6◼产业链分工明确、逐步细化：•支持型：工具层面的技术型公司，为研发设计提供基础设施，包括专业软件、仪器设备、自动化/智能化服务。•技术服务型：整合相应技术、数据和资源提供高效且可复用的技术平台，侧重模拟设计、菌株构建、高通量测试、智能反馈，类比CRO模式，先发优势可以向竞争壁垒转换。•产品型：利用合成生物学技术取代现有工艺或开拓新产品。现阶段，因菌株筛选、原料供给、产能和纯化能力等存在卡点，多数企业聚焦单品做重点开发。在技术创新持续和技术服务模式兴起的基础上，多管线布局企业增多。•服务+产品型：一类是技术服务型企业孵化自有管线；另一类是产品型企业搭建使能平台。打通全产业链意味着打造合成生物“大平台”，构筑综合能力壁垒，有利于中长期可持续成长。产业链位置上游中游下游中游+下游企业类型支持型技术服务型产品型服务+产品型服务内容为研发设计提供基础设施 提供高效且可复用的技术平台生产产品技术服务+生产产品竞争要点技术创新卡位+先发优势多管线布局综合能力国外代表企业Boke bioscience、CRISPR TherapeuticsGinkgo Bioworks、ZymergenBolt Threads、Impossible FoodsAmyris国内代表企业华大智造、芯宿科技奕柯莱生物、森瑞斯、凯莱英凯赛生物、华恒生物、锦波生物、昌进生物蓝晶微生物、态创生物、辉文生物表：合成生物产业主要参与主体资料来源：波士顿咨询《中国合成生物学产业白皮书2024》，申万宏源研究。注：未穷尽列举。1.3 产业纵向分工：逐步细化、渐成体系www.swsresearch.com证券研究报告7◼使能技术是DBTL循环的基石，技术革新驱动非线性降本◼基因“读-改-写”技术持续迭代，菌株筛选技术发展相对缓慢•“读”：基因测序技术超50年发展历史，从第一代基于双脱氧链终止法为原理的测序技术发展至可实现单分子测序与实时测序的第三代测序技术，推动测序成本超“摩尔定律”下降，测试长度、速度指数级提升；•“改”：CRISPR Cas系统是革命性的基因编辑技术，大幅提升编辑效率，除特定场景外，已取代ZFNs和TALENs方法。目前CRISPR 工具箱仍在扩大，增强 CRISPR 技术的多功能性和精确性；•“写”：基因合成技术超60年发展历史，目前，基因合成的平均成本已经下降到最初成本的1%甚至更低。酶促DNA合成技术处于起步阶段，有望进一步提高单步合成效率。•菌种筛选技术：主要通过人工驯化、诱变筛选、定向进化等方式提高生物系统鲁棒性，非工程化导向。也有业内领先企业搭建微生物资源库，储备具有特殊代谢能力或特定生产特性的菌株。企业名