中國生物制造亟需構(gòu)筑起獨立的科學底層邏輯與產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

中國生物制造亟需構(gòu)筑起獨立的科學底層邏輯與產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

編者按：4月14日，華熙生物微信公眾號刊發(fā)了一篇深度長文：《關(guān)于生物制造的科幻、歷史幽靈與未來高地》，引發(fā)關(guān)注與思考。中國香妝融媒體特編發(fā)系列文章，供大家一起來探討和交流。本文為系列文章之二。

2026年，“十五五”規(guī)劃將生物制造推至國家戰(zhàn)略的最高優(yōu)先級，與集成電路、工業(yè)母機并列，定位為“新質(zhì)生產(chǎn)力的核心物質(zhì)引擎”。此前一年，政府工作報告已首次提出“培育生物制造”等未來產(chǎn)業(yè)。從“培育”到“增長點”，短短兩年，政策話語急速升溫。與此同時，美國簽署“國家生物技術(shù)和生物制造倡議”，歐盟發(fā)布《與自然共建未來》，英國出臺《生命科學產(chǎn)業(yè)專項計劃》——全球主要經(jīng)濟體幾乎在同一時間窗口內(nèi)，將生物制造提升至國家安全與戰(zhàn)略競爭的層面。

目前，中國生物制造已占得先機：全球70%的發(fā)酵產(chǎn)能、一批世界冠軍企業(yè)（華熙生物透明質(zhì)酸全球市占率超40%，凱賽生物長鏈二元酸約80%，華恒生物丙氨酸約60%）、從“工程紅利”向“科學紅利”過渡的強勁勢頭。然而，華熙生物組織的這場跨學科、跨領域深度研討，卻揭示了一個遠比產(chǎn)能規(guī)模更為復雜、也更為深刻的命題：中國生物制造亟需構(gòu)筑起獨立的科學底層邏輯與產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。

生物制造何以成為“未來高地”？

華熙生物微信公眾號刊發(fā)的深度長文《關(guān)于生物制造的科幻、歷史幽靈與未來高地》（以下簡稱“文章”）以阿瑟·克拉克《2001：太空漫游》中的月球基地開篇，精準點出生物制造的本質(zhì)革命：將人類獲取能量的方式，從依賴光合作用的二維農(nóng)業(yè)，轉(zhuǎn)向多維度、多能量來源的生物制造。在星際飛船上，不再需要廣袤農(nóng)田，取而代之的是精密的發(fā)酵罐——微藻在核聚變生物反應器中生長，酵母被改造成“細胞工廠”。這一想象并非遙不可及。2025年，中國農(nóng)業(yè)科學院都市農(nóng)業(yè)研究所提出“星際農(nóng)業(yè)”概念，篩選螺旋藻、裸藻、萊茵衣藻等“星際先鋒”物種，結(jié)合基因編輯和智能發(fā)酵，構(gòu)建完全不依賴耕地、淡水、傳統(tǒng)作物的食物生產(chǎn)模式。其價值遠不止于太空：當微藻可在荒漠戈壁、極地高寒地帶實現(xiàn)工業(yè)化量產(chǎn)，地球上的糧食安全問題也將迎來革命性解決方案。

科幻的另一重照進現(xiàn)實，體現(xiàn)在人類生命質(zhì)量的躍升。恒星際航行需要“造境生物”——通過基因工程改造出適應封閉小環(huán)境、無懼微重力和高輻射的生命形態(tài)。這不僅是航行的工具，更指向生物制造的核心能力：自主改造生命本身，使其具備更強大的能力，并以更大規(guī)模、更低成本應用于人類社會。在衰老干預領域，科學家已開始期待“壽命逃逸奇點”——科技對衰老的延緩速度超過人類自然衰老的速度。然而，赫拉利在《未來簡史》中表達的憂慮同樣真實：如果這類技術(shù)如此昂貴，以至于少數(shù)精英才能享用，他們是否會成為新物種？

文章指出，最有可能縮小這種不平等的路徑，正是生物制造——將微生物改造為高效細胞工廠，生產(chǎn)原本稀缺的功能分子，從基因?qū)用嫘迯图毎麚p傷、增強免疫與認知功能。這正是生物制造被各國提升至戰(zhàn)略高度的根本原因：它不僅是產(chǎn)業(yè)競爭的工具，更關(guān)系著未來人類生活方式的公平性與可持續(xù)性。

“歷史機遇”與隱性成本

中國生物制造的崛起，很大程度上得益于加入WTO后承接西方國家外溢的產(chǎn)能，逐步培育起完整的供應鏈體系和工程人才體系。成本紅利、供應鏈體系紅利、工程師紅利“三紅疊加”，奠定了今天全球70%發(fā)酵產(chǎn)能的地位。一批具備全球競爭力的企業(yè)脫穎而出。

然而，文章敏銳地指出，中國正從“工程紅利”向“科學紅利”過渡。在生物制造領域，論文發(fā)文量和專利申請量全球占比均超20%，展現(xiàn)出日益增強的原始創(chuàng)新能力。但這一轉(zhuǎn)型也意味著進入“科技無人區(qū)”，面臨前所未有的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)并非孤立于生物制造，而是與芯片、工業(yè)母機等關(guān)鍵領域在共同面對著。

三大領域的共性短板

中國曾長期領先于全球的瓷器產(chǎn)業(yè)，為何在工業(yè)革命后被歐洲取代？吳軍博士在《文明之光》中指出：中國工匠依賴師徒口傳心授的“手感”和“秘方”，導致工藝在“發(fā)明—失傳—再發(fā)明”的怪圈中循環(huán)；而歐洲人采用定量分析和比較實驗，系統(tǒng)記錄瓷土配比與燒制溫度的內(nèi)在邏輯，使技術(shù)進步建立在材料科學底層知識基座之上。指南針同樣如此——它被多次發(fā)明又多次失傳，原因在于發(fā)明往往為了解決具體問題，未能像西方那樣從中抽象出磁物理學的基本原理。

這種差異的本質(zhì)，在于傳統(tǒng)技術(shù)長于解決“怎么做”的具體問題，而近代科學追問“為什么”的普遍規(guī)律。趙東元院士的警句直指要害：“理性的翅膀一旦拴上了應用的鉛砣，那它永遠飛不了?！?/p>

文章將此歸結(jié)為三個共性問題：

一是底層工具“失語”：缺乏對物理世界與生命系統(tǒng)的自主認知能力。比如，芯片：EDA軟件長期被Synopsys、Cadence、Siemens EDA三巨頭壟斷，全球份額約74%，中國市場超80%，國產(chǎn)化率僅11.5%。工業(yè)母機：高端數(shù)控系統(tǒng)由西門子、發(fā)那科主導（合計約75%市場份額），航空航天等高端制造場景國產(chǎn)化率不足10%。生物制造：基因編輯底層工具（CRISPR及相關(guān)專利）長期由國外機構(gòu)掌握，國內(nèi)精準基因編輯領域長期依賴國外先導編輯系統(tǒng)。而底層能力的缺失，意味著始終處于跟隨地位，難以實現(xiàn)引領。

二是關(guān)鍵部件“斷鏈”：基礎材料與精密工藝的歷史欠賬。比如，芯片：高端光刻機由ASML獨家供應，12英寸大硅片國產(chǎn)化率約35%，半導體材料整體國產(chǎn)化率20%-30%，光刻設備不足1%。工業(yè)母機：高端主軸國產(chǎn)化率約6%，滾珠絲杠、導軌等中高端絲杠外資占比仍高達90%。生物制造：高端工業(yè)酶制劑自給率、核心菌種自主率、高端分離純化設備自給率嚴重不足。

馬光輝院士明確指出，國產(chǎn)填料亟需替代進口，避免關(guān)鍵時刻被“卡脖子”。已上市介質(zhì)種類有限、結(jié)構(gòu)單一，難以滿足上游新產(chǎn)品的高效分離純化要求，背后是“中國分離介質(zhì)和裝備早期基本依賴進口，相應的檢測規(guī)范和產(chǎn)品標準匱乏”的歷史欠賬。

三是工程化“斷裂”：從實驗室到量產(chǎn)的“死亡之谷”。比如，芯片：實驗室工藝突破難以轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定良率的規(guī)?；a(chǎn)，先進制程良率爬坡周期漫長。工業(yè)母機：樣機性能可與進口媲美，但批量生產(chǎn)后一致性不足，精度保持性快速衰減。生物制造：實驗室篩選的高效菌株放大到發(fā)酵罐后代謝紊亂、表達水平下降，中試環(huán)節(jié)不通暢，分離純化成本占總成本70%以上。

鄭裕國院士揭示了后端瓶頸的本質(zhì)：生物催化面臨五大瓶頸——與其他合成單元過程關(guān)聯(lián)度低、與產(chǎn)品分離集成性差、酶與其他催化元件協(xié)作效率低。他直言，高強度工業(yè)環(huán)境下生物催化劑易失活、重復利用率低，“經(jīng)濟性差”成為限制高效生物制造發(fā)展的關(guān)鍵問題。丁奎嶺院士的批評更為尖銳：“生物合成、化學合成老死不相往來，而且自己把自己包得非常的緊。”化學合成發(fā)表論文三百多萬篇，生物合成一百多萬篇，但交叉協(xié)同領域不到1000篇——“這就是問題所在”。

上述這些的確在拷問著我們今天的產(chǎn)業(yè)根基。

誰才是產(chǎn)業(yè)突破的關(guān)鍵整合者？

文章通過三個歷史案例，給出了一個清晰的答案：發(fā)明家提供思想，但真正完成產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化、整合資源、承擔風險的，是企業(yè)和企業(yè)家。

瓦特與博爾頓：1765年，瓦特加入伯明翰“月光社”，與教授、企業(yè)家合作研制蒸汽機。但初始投資很快花光，公司破產(chǎn)。直到鑄造廠老板馬修·博爾頓接手專利，不僅提供資金，還幫助精加工工藝。1776年，第一批新型蒸汽機問世——從研究到問世歷經(jīng)15載，到量產(chǎn)大賣整整63年。沒有博爾頓，歷史將如何改寫？

特斯拉與摩根：J·P·摩根資助特斯拉建設沃登克里弗塔，但摩根希望的方向是無線電通訊的商業(yè)機會，而特斯拉聚焦于至今無法規(guī)模化運用的無線供電。當馬可尼搶先實現(xiàn)跨大西洋無線電通訊，摩根停止資助，特斯拉負債累累。天才的悲劇在于：科學家對技術(shù)方向的興趣，未必與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化者的市場判斷一致。

ASML與飛利浦：上世紀80年代初，ASML只是飛利浦內(nèi)部一個掙扎十余年的“問題兒童”，無人愿意接手。1984年合資成立ASML，起初只能在木制營房里工作。但飛利浦提供了兩項領先技術(shù)和一批頑強工程師。此后幾十年，ASML憑借與英特爾、三星、臺積電的戰(zhàn)略聯(lián)盟，在EUV領域壟斷全球。關(guān)鍵啟示：沒有飛利浦這樣的生態(tài)領導企業(yè)，就不會有ASML；沒有關(guān)鍵客戶和戰(zhàn)略投資者，ASML也無法堅持近二十年的EUV研發(fā)周期。

這些案例共同指向：當我們感嘆中國新興產(chǎn)業(yè)缺乏生態(tài)領導企業(yè)時，我們是否有足夠戰(zhàn)略定力去培育還不成熟的未來生態(tài)領導者？ 還是希望學術(shù)界單獨扮演產(chǎn)業(yè)資源和轉(zhuǎn)化方向的主導者？

文章給出的答案是：培養(yǎng)市場化的生態(tài)引導企業(yè)，讓科學家專注研究，讓企業(yè)家組織資源并預見和承擔創(chuàng)新的風險。

守住未來高地的戰(zhàn)略節(jié)點

面對全球產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，有一種過于樂觀的預期認為：中國擁有快速反應的成體系制造業(yè)，這種優(yōu)勢很難被轉(zhuǎn)移。文章援引智能制造專家林雪萍在《供應鏈攻防戰(zhàn)》中的觀點警示：中國供應鏈的真正對手，并非美歐的回岸制造，而是東南亞、南亞、墨西哥等構(gòu)成的第二套供應鏈。在全球化2.0時代，安全因素正被置于成本和效率之上進行考量。

制造能力不會自然催生對底層工具的掌控。正如中國臺灣擁有全球最強的芯片代工能力，卻未能發(fā)展出稍有規(guī)模的EDA廠商；韓國擁有三星、SK海力士，在EDA領域的全球份額卻接近為零。當中國生物制造缺乏底層基礎工具、缺乏強大品牌背書、缺乏全球最具影響力的大學研究機構(gòu)做后盾時，我們的護城河在哪里？

文章提出了“指揮高地”的概念——它不是傳統(tǒng)意義上的制造工廠，而是具備四種能力的戰(zhàn)略節(jié)點：

一是貼近工廠：深植于產(chǎn)業(yè)一線，理解真實的生產(chǎn)痛點和工程約束；二是聯(lián)通學界：與高校、科研院所保持緊密互動，將前沿科學導入產(chǎn)業(yè)實踐；三是積累科學洞察資產(chǎn)：系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)、提煉規(guī)律，穿越“陶瓷時代”的經(jīng)驗主義陷阱；四是產(chǎn)出基礎工具和方法：最終，為全球生物工廠提供最高效的科技和工程解決方案。

這可能是最能體現(xiàn)中國優(yōu)勢的研發(fā)中心——生物制造中試基地的戰(zhàn)略定位。它不僅是實驗室成果的放大驗證平臺，更是連接科學與產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化樞紐。在這里，工程問題的解決能反過來推動科學認知的深化，發(fā)展出可以構(gòu)筑長期壁壘的工具和方法，最終通過對數(shù)據(jù)和底層工具的掌控將制造能力變成全球化的高端服務能力。

然而，現(xiàn)實困境在于“資產(chǎn)公共化”的缺失。深圳、天津等地已進行卓有成效的探索，但客觀審視，這些資產(chǎn)遠未公共平臺化——它們更像是建起了嶄新大樓和擁有最新設備的新學校，而讓這樣的學校擁有大師和充滿活力的創(chuàng)新者還有待時日。商業(yè)環(huán)境長期存在“寧為雞頭，不為鳳尾”的傾向：企業(yè)傾向于自建體系而非培育生態(tài)合作伙伴，高校傾向于追求論文發(fā)表而非產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，投資傾向于可見的硬資產(chǎn)而非無形的軟生態(tài)。最終可能導致設備閑置與重復建設并存，數(shù)據(jù)孤島與經(jīng)驗隔閡同在。

戴蒙德之問：我們能否守住高地？

文章結(jié)尾引用了歷史學家賈雷德·戴蒙德晚年的追問：中國的農(nóng)業(yè)文明，究竟是在與新月沃地的交流中漸次萌發(fā)，還是基本上由其自身獨立孕育而出？地理與農(nóng)業(yè)構(gòu)成了歷史那只更為深遠的手——農(nóng)業(yè)催生了金屬冶煉、數(shù)學推演、哲學思辨，也誕生了最初的大學。有了農(nóng)業(yè)這一根基，工業(yè)文明的出現(xiàn)幾乎是水到渠成。

戴蒙德并未公布這一研究的結(jié)論?；蛟S，這個問題本身，他始終未能得出確切的答案。但文章將其轉(zhuǎn)化為一個更為緊迫的現(xiàn)實追問：

無論是芯片、工業(yè)母機還是生物制造，我們能拋離陶瓷時代的幽靈，獨立地構(gòu)筑出完整的科學底層邏輯和底層工具嗎？我們能培養(yǎng)出完整的生態(tài)，并讓生態(tài)的中樞承擔起公共使命嗎？我們能在全球產(chǎn)業(yè)的流動轉(zhuǎn)移中守住自己的指揮高地嗎？

這些問題沒有現(xiàn)成的答案。但正如文章開篇所言：“正確問題的提出，可能是找到正確路徑最重要的開始。”

總之，這場由華熙生物組織的跨學科交流，其價值正在于此：它沒有給出終極答案，卻為所有關(guān)心中國生物制造未來的人，提供了一面足以照見深層結(jié)構(gòu)問題的鏡子。守住未來高地，需要的不僅是政策和資本的力量，更是一場關(guān)于科學方法論、產(chǎn)業(yè)組織方式和生態(tài)公共性的深層制度創(chuàng)新。這或許是這篇文章留給讀者最值得深思的地方。

（中國香妝融媒體編發(fā)此文只是為了傳遞更多的訊息或觀點，不代表任何有傾向性的投資意見或市場暗示，僅供行業(yè)參考。圖片來自互聯(lián)網(wǎng)。）