“去年下半年我结识了一批合成生物学方向的博士，今年这些博士便都已经被头部机构渗透了遍。”

  过去几年，某产业资本投资总监高知时一直深扎消费领域投资，近两年随着平台、人口等红利的消退，像其他消费投资人一样，高知时开始关注原料端技术的革新，在此过程中，其投资了新原料护肤品牌，并接触到合成生物学，继而认识了许多相关领域的学者，但仅半年的时间，高知时便发现这些博士学者都已被头部投资机构渗透了遍。

  尽管此前在证券交易市场Zymergen、Ginkgo都面临着市值暴跌的境况，但在一级市场，合成生物领域公司的发展以及在此方向的投资却一直方兴未艾，在东方富海投资副总监邱彬彬与弘毅创投投资副总裁李一豪的感知中，合成生物学相关的初创公司数量还在持续上涨。

  合成生物学究竟有何魅力，让资本“宁投错也不放过”？为何会在这一段时间节点彻底火起来？证券交易市场的动荡给了一级市场哪些启示？未来国内还是国外才是合成生物学的主战场？何种模式的合成生物学公司更适合中国市场？这一些企业终局如何？

  1. 合成生物学在中国被寄予厚望的核心因素是：这是一个对制造业进行的科技升级

  3. 平台类与产品类只是对现有玩家的一种分类，本质上来说，市场最终对于所有公司的考核都是能否交付出一款真正具备创新意义的产品

  4. 受限于不同国家长期资金市场的开放性，中国合成生物行业能否诞生出一个“Ginkgo”，仍是问号

  5. 初创公司的终局是成为下一个巴斯夫或杜邦这样一种材料提供商，由于材料的版图足够大，市场之间的竞争格局会是多家并存

  6. 在对合成生物行业来投资时应警惕“无效背景”，一般科学家创业格局更大，工程师创业更能落地

  “合成生物学”一词最早出现在上世纪70年代，于2000年被斯坦福有机化学和化学生物学教授Eric Kool重新定义为基于系统生物学的遗传工程，标志着这一学科正式出现。

  合成生物学是在工程学思想的指导下，按照特定目标理性设计、改造乃至重新合成生物体系，简单来讲是利用细菌等工程化的生物，来生产各类我们想要的东西，其使命是解决人类面临的食品缺乏、能源紧缺、环境污染、医疗健康等各方面的问题。

  作为生物学、生物信息学、计算机科学、化学、材料学等多学科交叉融合的学科，合成生物学更像是一个底层平台，本质上是对消费、医疗、农业、化工等整个生产制造业进行科技升级，在此基础上可以诞生生物制造、长链DNA合成、细胞基因电路、代谢工程应用等方向的公司。

  合成生物学产品制造步骤是原料→菌种→产品的全链条设计和优化。整个生产链条可分为原料选择、底盘细胞的选择和优化和产品生产3个部分，其中底盘细胞的选择和优化是核心步骤，而该步骤又可拆分为设计、构建、测试、验证四个环节。

  • 使能技术 (Enabling Products)：推动合成生物产业高质量发展的引擎，最重要的包含基因测序技术、基因组编辑技术等

  • 核心技术 (Core Products)：利用创新专利技术改造微生物/酶，为最终用户市场创造价值的关键枢纽

  • 致能技术 (Enabled Products)：接近终端用户的最大细分市场，包括制药、化学、能源、农业等

  目前在三个方向已经相应诞生了诸多公司，合成生物学市场规模还将持续增长。根据CB Insights多个方面数据显示，全球合成生物学市场规模2019年为53.19亿美元，预计在2024年可实现188.85亿美元规模，5年间的年复合增长率（CAGR）有望达到28.8%的高水平。

  从2000年中国合成生物巨头凯赛生物成立，到2006年Amyris的青蒿素大获成功，再到2013年基因编辑技术CRISPR-Cas9的横空问世，直至2021年Ginkgo、Zymergen两大国外巨头相继上市，合成生物已经经历了20多年跌宕起伏的发展，那为何会在当下时间节点火起来？

  基因测序技术目前主要使用在第二代基因测序法，该技术经过持续优化效率已大幅度上升，成本快速降低，根据McKinsey数据，绘制人类基因图谱耗资已从2003年的近30亿美元降低至2019年的不足1000美元。

  基因组编辑技术最大的突破是第三代基因组编辑技术CRISPR-Cas9的诞生，相比于前两代技术，CRISPR-Cas9的最大突破是将传统蛋白质—DNA的识别模式升级为RNA—DNA的识别模式，即可准确选中想要修改的DNA序列。

  据微构工场联合发起人兰宇轩介绍，用于基因合成的DNA片段在二十年前的价格是每个碱基近50元，而现在已经降到了差不多0.5元/碱基。

  作为一级市场头部合成生物公司蓝晶微生物最早期的投资者，峰瑞资本合伙人马睿在2016年接触到蓝晶微生物时，便是因其在关注环保赛道。

  与利用传统的化学合成方法生产产品不同，生物合成法凭借其生物基的特性，天然具备环保优势。从蓝晶微生物、微构工场以细菌合成PHA（聚羟基脂肪酸酯），来对原有的塑料进行替代，到小藻科技、光玥科技等利用光合微生物从糖替代来获得碳原料，将排放出的二氧化碳进行回收利用，合成生物对于碳中和的推进具备重要意义。

  根据天风证券，生物技术的应用能够更好的降低工业过程能耗15%-80%，原料消耗 35%-75%，减少空气污染50%-90%，水污染33%-80%。据世界自然基金会（WWF）预估，到2030年，工业生物技术每年将可降低10亿至25亿吨二氧化碳排放。

  从对石油资源替代的角度来说，过去石油的80%用来做能源，20%用来做材料，如果说未来车对于石油能源的需求全部由电动能源来满足，那基于石化的材料体系的全部替换将会是一个非常大的机遇。

  3.目前已经有一些产品线多年间合成生物学一直被质疑的问题便是能否真正以生物合成的方式产出可量产、具备成本优势的产品，而近两年，已经有一批原料真正的完成了理论验证，包括长链二元酸、丙氨酸、PHA、HMO（母乳低聚糖）、胶原蛋白、一三丙二醇等。

  2001年凯赛生物开始投资建设生物法长链二元酸项目，使其变成全球上第一个用生物法取代化工法的材料单体。经过多年的发展，据财报显示，凯赛生物能够生产从十碳到十八碳的各种链长二元酸，随着年产10万吨的生物基聚酰胺生产线年中期投产，重要储备产品生物基戊二胺和生物基聚酰胺开始销售。而其生物法长链二元酸产品 DC单体和混合酸的毛利率也在逐年呈上涨趋势，根本原因是从事化学法生产的主要竞争对手退出。

  HMO是母乳中固形物含量最高的三种物质之一，具有益生元作用，能够在一定程度上帮助婴儿建立起自己的免疫系统，其作为婴儿配方奶粉的添加剂已添加在进口奶粉中。虽然现阶段HMO市场空间存在限制，但赛道内竞争并不激烈，目前在国内初创公司代表主要有芝诺科技与一兮生物，而据透露两家企业都已完成中试，预计可在近期实现量产。

  在国外，近两年Ginkgo、Zymergen纷纷上市，尽管因为各种各样的因素股价暴跌，但也对国内的初创公司在发展上有一定的指导意义，Amyris靠生产维生素E、角鲨烷等药品、护肤品实现复兴；而在国内，凯赛生物、华恒生物在上市后甚至比国外的对标公司表现得更好。

  随着人口、营业销售平台红利的消退，底层技术创新开始成为消费行业发展的重要驱动力。医药、美妆、医美等版块都希望有更健康、更绿色、功能更强的新分子出现，但依照上一代PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、PVC（聚氯乙烯）等高分子创新材料的迭代速度，一个“P”开头的材料的研发大约需要30年的时间。

  • 使能技术中的涉及长链DNA合成、基因组测序等方向的公司，比如Oxford Genetics、Joyn Bio等

  其实平台型与产品型公司之间并非泾渭分明，平台型企业能生产产品，而产品型公司在做产品的过程中也可以凭借产品研制经验做平台。

  蝎子资本称 Ginkgo 并没有独特的技术、知识产权或者差异化的能力，仅仅是一家以酵母为平台的从事商品菌株工程的失败的 CRO 公司。Ginkgo的酵罐和液体处理机等来自Sartorius与Hamilton，这与其他公司供应商一致；在 Ginkgo 达成的超过 70 多个项目中，失败率为 90%-100%。

  据兰宇轩介绍，早在几年前，当研究人员想要表达特定蛋白时，就可以去找一个开发大肠杆菌、酵母或哺乳动物细胞体系的公司，当时这一些企业的工艺已达到了商业化水平，包括在中间做酶业务的公司也有一些。相较于以往的这一些企业，现在的合成生物学公司则在管线方面更为丰富，同时将产业链做得更长了。

  从终局来看，合成生物的行业布局与芯片有类似之处，产业链上下游分工明确，其中一定会有平台的机会，

  从资本的角度来说，美国的长期资金市场更开放，愿意支持Ginkgo这样纯平台公司的发展，而且由于合成生物学本质上是对制造业的一场大升级，美国本身很难做产品制造，这也使得Ginkgo模式更适配于美国市场。

  映其实与互联网行业恰恰相反，不管如何企业都要真正交付出一款产品。理想状态下，除了第一款产品，企业还要有个平台，这样的平台更多是为其自己服务，支撑其交付出更多的产品，而在这样的一个过程中平台的积累也慢慢变得深。目前蓝晶微生物在主推产品PHA之外，还建立了研发平台 Synbio OS。2.产品型公司拼什么？

  尽管如上文所说，产品型公司具备较高价值，但高壁垒也代表着高难度。Zymergen、Amyris发展的起伏便极好地印证了这一点，对终端市场需求的误判、对工厂的难以把控、对自身产品可落地产业化程度的不准确预估等都会造成产品的功亏一篑。

  不管是科学家还是工程师创业，大多都是在原有研究的基础之上生产产品，这一些产品以生物合成的方式生产要想在市面上站稳脚跟，要么需要有足够的创新，

  要么则要在很大程度上解决终端市场存在的成本比较高以及生产效率较低的问题，比如PHA用传统的发酵方式获得，存在染菌的问题，最终造成了PHA获取成本高昂、效率低，微构工场在过去十几年研发了一个新的底盘细胞，可以使发酵系统免于杂菌污染，其还对基因进行了一系列改造以提升各项转化率，例如导入血红蛋白结合氧气来提升氧气利用率。虽然目前理论上已有多种产品原料可用生物合成的方式生产，而且根据麦肯锡预测，未来全球70%的产品能用生物法生产，但从理论到实际、从现状到未来，仍有一个巨大无比的鸿沟，现阶段能够真正在成本上比化学合成更有优势、规模上超过10万吨的材料屈指可数。

  以CBD（二酚）为例，其提取技术已较为成熟，想要凭借生物合成技术以更低的成本获得，在技术上还需要很久攻关。

  一般初创团队更适合从高的附加价值产品切入。兰宇轩介绍，对于大宗原料来说，成本的控制是很重要的因素，所以在团队挑选到合适的菌株后，对其进行了各方面、持续性的优化，例如中试阶段大规模的罐体实验便持续优化了4年多的时间，使得该产品最终实现了成本的有效降低。“做大宗化工的替代品，对于产业化的要求非常高，需要对与成本相关的各项因素进行精打细算的优化。”

  比如HMO这种原料应用场景非常明确，绝大部分市场都来自于做婴幼儿奶粉的添加剂，现阶段市场空间最高为几十亿；小藻科技用拟微球藻替代深海鱼合成的EPA目前是降低高血脂最好的药源，未来会是在心血管领域应用十分普遍的原料，市场天花板较高，同时小藻科技还用EPA藻油的副产物拟微球藻蛋白作为植物基蛋白的替代，拓宽了产品的应用场景；上文中提到凯赛生物也在这些年拓宽了很多长链二元酸在下游的应用场景。

  作为一个交叉学科，合成生物学在医疗、消费、化工能源、农业等行业都有诸多应用。

  合成生物在以上四个领域都有较大的应用空间，一个公司的市场天花板并不受所在行业限制，而是取决于其核心技术的切入点能够在哪一行业的哪一产业阶段创造自己的价值。但由于合成生物赛道的投资人来自各个方向，在投资上也会更有侧重。

  在李一豪看来，医疗本身就是一个尖端生物技术研发的密集区，是由药理学、跨界技术、观测的颗粒度以及行业资源驱动形成的产业，我们现在所讨论的合成生物技术没有在医疗行业的增长以及天花板的突破上形成太大的变量，因此类CRO这个价值环节并未凸显，合成生物更多关注产物本身的市场和发展空间。

  近两年消费行业进入了投资的冷周期，这背后的核心是第一代供需关系平衡的完成。

  整个消费行业进入供给侧改革的深耕时期，这其中包含生物合成技术在内的众多技术，都会成为消费行业发展的重要驱动力。邱彬彬认为，在中国的国策下，消费行业很抗周期以及具备很大的延展性与张力，

  很多投资人看好合成生物在消费领域中应用的另一因素是认为消费行业会更快能闭环，

  但高知时也认为，合成生物在消费领域要想落地，其实对创始团队技术、产品、品牌、营销等各方面的综合能力也有较高要求。

  马睿同样看好合成生物在消费领域的应用，“一般to B销售原料，这种市场往往是限定的，并且规模不一定大，但如果能直接做成品牌to C，市场会更大，现金流更可持续。”

  合成生物学在具体投产时需要经过一个比较长的放大过程，因为很多条件与工艺都并非可以在实验中复制出来，不同的规模会面临不同的问题。

  小藻科技创始人兼CEO俞威介绍，在中试阶段，有很多试错以及工艺上的调整，比如在小试的规模下，整个腔体可以完全达到均一化，而当水量上升至100吨时，就需要一个较为复杂的工艺做到均一化，现在小藻科技每天养殖的水体有16万吨，这需要一个庞大的处理系统，因为即便用最好的离心机，一小时也只能处理60吨水体。

  目前在国内食品农业领域，转基因产品仍较为受限，但在美国食品却比医疗的市场更大，其中仍有较大的发展空间可以被挖掘。

  “这些公司未来会长成像巴斯夫、杜邦这样的大的新材料和新分子提供商，而且由于材料的版图足够大，市场可以支撑起多个玩家。”

  但在这几年，尤其是行业热起来之后，合成生物学将如何展开和推进，还未可知。

  一批优质创业者最早发现了合成生物学的市场机遇→因下游应用多样化，各方向的投资人都纷纷涌入→投资人对行业前景十分看好，“宁投错，不错过”→投资人在一套自己的逻辑支撑之外最看重团队背景→科学家创业者被疯抢→硬攒起来的公司融资也慢慢变得容易→行业内公司质量良莠不齐→一大批公司难以实现产业化→资本开始趋于理性

  这其中涉及到的一个核心问题便是：在合成生物学行业，科学家创业到底是否可行？

  兰宇轩认为合成生物学与制药的逻辑是存在一些区别的，相较于后者，前者更加关注工程问题而非科学问题。因为当进行产业化时其实大部分科学问题已被解决完，真正要解决的是落地问题。

  高知时对于博士、科学家等创业也并不乐观，“与专才相比，现在这个行业更需要通才。从小试到中试再到量产最后到商业化，每一个版块需要仔细考虑的问题都是多元化的，这需要创始人有照顾全局的能力。”

  “合成生物学没有外界想象得那么高大上，本质上是一项手艺活，需要的是手艺人的参与。”

  但作为“手艺人”的工程师其实在创业过程中也会有一定的问题，比如，只是做生意而非创业的逻辑、对资本的敏感性不高等。而科学家在创业的格局上则要高于工程师。