過去三年，我們又見證了一個風口的興衰轉瞬。

2020年，合成生物學還是默默無聞的“小透明”，到2021年整個行業迅速爆發，初創企業競相涌現，一級、二級市場躁動不已，站在2023年年尾，行業的投資環境變得更加理性，融資額驟降。

被譽為第三次生物技術革命的合成生物學似乎已經迎來了退潮時刻，尤其是海外元老的Amyris的破產倒閉，如今，已經有人開始擔心合成生物的風口過去了，未來的發展充滿了不確定性。

三年前的行業難點，選品、量產，到了今天依然是行業共性問題，合成生物的萬億征途，依舊需要所有入局者一點點去探索。

故事仍在繼續。接下來，需要參與者拿出實在成績，夯實資本對合成生物技術的信仰。

/ 01 /萬億想象

“合成生物學”一詞最早出現在上世紀70年代，直到2000年被斯坦福教授Eric Kool在基因組學和系統生物學基礎上，引入工程學概念，重新定義了“合成生物學”，標志著這一學科的出現。

簡單來講，合成生物學就是利用細菌等工程化的生物，來生產各類我們想要的東西，從柴油等燃料、塑料、尼龍之類的化工品，到角鯊烯這樣的護膚品成分，還有手機的柔性屏材料……其使命是解決人類面臨的食品缺乏、能源緊缺、環境污染、醫療健康等各方面的問題。

作為生物學、生物信息學、計算機科學、化學、材料學等多學科交叉融合的學科，合成生物學更像是一個底層平臺，本質上是對消費、醫療、農業、化工等整個生產制造行業進行科技升級。

合成萬物，重塑物質世界這一遠大理想，給其帶來萬億想象空間。根據CB Insights分析數據顯示，2019年全球合成生物學市場規模達53億美元，預計到 2024年將達到189億美元。而根據麥肯錫測算預計2030-2040年，合成生物學每年帶來的經濟影響將達到1.8至3.6萬億美元。

然而，從2000年中國合成生物巨頭凱賽生物成立，到2006年Amyris的青蒿素大獲成功，再到2013年基因編輯技術CRISPR-Cas9的橫空問世，直至2021年，先是4月份Zymergen帶著十余條研發管線，在大家期待的目光中上市；9月份，合成生物學平臺企業Ginkgo Bioworks創下當時史上最大SPAC并購交易，以超200億美金的市值在二級市場亮相。

一個個令人振奮的消息，從大洋彼岸迅速傳來，經歷了20多年跌宕起伏發展的合成生物終于被推到了一個爆發節點。

就在一年前，當時的合成生物在投資界幾乎還是默默無聞的狀態，然而，到了2021年，情況發生了翻天覆地的變化，來自生物醫藥、大消費等其他領域的投資機構紛紛涌入。

根據Synbiobeta數據，2021年全球合成生物學領域融資總額約180億美元，相當于過去12年的總和。

/ 02 /爆發的邏輯

為什么是這個時間節點火起來？

一個最為核心的原因是2015-2017年，各種新技術、新工具開始被普及，例如DNA合成、測序、編輯技術和AI工具的開發，這些技術加速了菌株改造科研人員的經驗積累和迭代試錯的速度和通量。

等這些實驗室的成果初步實現產業化，大約需要5年的時間。而2021年，這一進程與賽道里幾家公司的上市申報疊加，就被資本識別和發掘出來。

具體來說，20多年間，合成生物學一直被質疑的問題便是能否真正以生物合成的方式產出可量產、具備成本優勢的產品。而過去幾年，已經有一批原料產品真正實現了概念驗證，包括長鏈二元酸、丙氨酸、PHA、HMO（母乳低聚糖）、膠原蛋白、一三丙二醇等。

以長鏈二元酸為例，其用途十分廣泛，既可以作為單體用于合成高性能聚酰胺，也是麝香香料、油漆、涂料、潤滑油、增塑劑、新醫藥和農藥等的重要原材料。其制取方法主要分化學法和生物法。與化學法相比，生物法具有成本低、物質轉化效率高、污染排放少、生產條件溫和等特點。

凱賽生物是全球首家、也是目前唯一一家能利用生物法大規模實施長鏈二元酸產業化技術的企業，打破了國外技術壟斷。目前其長鏈二元酸產品在國內市占率達95%，在國際市場的占有率也接近80%。

當時化學法的報價是每公斤9美元，而凱賽生物的生物法報價則是每公斤5美元。成本優勢，加上產能的不斷提升，2016年，英威達關閉其在美國的長鏈二元酸生產線，凱賽生物最終實現了對化學法長鏈二元酸的完整替代。

時間來到2021年，從美股到A股，合成生物幾乎經歷了一整年的狂歡。

老牌合成生物學企業Amyris在2020年底開始股價逐步上揚，到2021年3月份時已經從每股2美元上漲到20美元，市值超70億美金。

國內方面，隨著華恒生物登陸A股，兩家下游的應用型公司——華恒生物和此前已上市的凱賽生物持續大漲到2021年底。這一年，凱賽生物股價翻了一倍，華恒生物的股價更是達到了上市時的三倍多。

這讓一級市場的風投機構看到了合成生物學IPO退出的路徑和估值倍數增長的希望。

底層技術的發展，一些產品真正實現了概念驗證、落地，再加上二級市場的造富效應，以及碳中和理念等因素，共同造就了合成生物2021年的爆發。

/ 03 /從實驗室走向量產

短短兩年，合成生物賽道的光景大變，山雨欲來。

Ginkgo的市值從200億美元的高點已經跌落至28億美元；Zymergen作為曾經的產品型龍頭企業，其首款商業化產品失敗，公司最終以僅3億美元的價格被收購，要知道其累計融資金額近10億美元；元老Amyris則在8月份宣告破產。

這些變故的發生似乎標志著合成生物學領域的一個轉折點，龍頭企業的衰落和挫折給整個行業敲響了警鐘。

國內的熱度也開始消退，市場迅速重新審視這一賽道。從2022年下半年至今，風向已經來到了另一個方向：很少考慮尚未實現收入或不具備產業化能力的初創公司。

因為合成生物學掀起的是生物制造業革命，一旦涉及制造，正如馬斯克說的，實驗室生產/原型開發是容易的，規模化生產才是難啃的硬骨頭。

如今走到產業化階段的藍晶微生物，其創始人張浩千在公開采訪中曾分享過這樣一段經歷，“團隊當時生產PHA（一種可降解的生物基材料）所用的菌株是嗜鹽微生物，這種微生物在高濃度鹽水中生長，能夠避免雜菌污染。這個思路在實驗室中效果很好，但是在實際生產中并不可行，因為它產生的污水是高鹽高有機質污水，它的污水處理成本比普通污水高了兩個數量級，在實際生產中根本不可行。”

這反映出，從實驗室中幾克東西的合成到千克和噸級的大規模生產，中間有道巨大鴻溝，多個環節都有可能發生偏離。

比如，生物反應器的開發。在實驗室中，發酵傳質速率等條件可控，但反應器放大后，局部的微環境都會發生改變，對工藝和發酵結果影響非常大。

再比如，細胞不斷分裂，反應器放大后，擴增代數隨之增加，可能對菌種遺傳穩定性可能擾動；下游分離、提純，各步驟也有多種技術路線，如果工藝落后或成本高，也會影響產品整體的競爭力。

除此之外，原料、培養基的成本和穩定供應，也必須提前考量。特別是對于大宗產品，工廠產能規劃到萬噸級別時，上游原料價格波動、原料運輸成本，乃至消耗的水/電等，都直接影響產品的成本。

當然，合成生物數據驅動的邏輯，正推動著傳統發酵從粗放的曲線變化，走向更深入的代謝流分析；從經驗直覺，走向與自動化設備結合的數據分析。

國內外做合成生物起步較早、已進入量產階段的企業，都建立了自動化的數據采集系統。典型如凱賽生物利用在線傳感器技術，采集生物代謝過程中多個參數，進行大數據分析，實施智能化控制過程，將長鏈二元酸的發酵反應逐步放大，并實現產品成本和質量的穩定。

整體來說，從實驗室到工廠，必須綜合考慮技術成本和實際生產問題。

/ 04 /選品的邏輯

回想起2021年行業滾燙的融資熱度，到如今Amyris破產，不得不感嘆，周期的力量：美聯儲收緊流動性的時期才是真正考驗行業和公司的時候。

當然，相比宏觀經濟周期，更重要的是最本質的商業邏輯：業務到底如何賺錢。

事實上，Amyris、Zymergen各自投身生物燃料、光學薄膜，卻又鎩羽而歸的教訓，讓國內合成生物圈形成一種共識：既要關心技術，能不能做得出來；也要考慮市場上，能不能賣得出去。

也就是，選品邏輯同樣重要。

通過合成生物學技術，的確能夠做出很多產品，大家都在布局不同的產品管線和應用領域，關鍵是速度做得快與慢、成本做得高與低，以及市場是否真的需要。

對于初創企業來說，更可行的思路或許是，優先選擇高附加值精細化學品。

如果一開始就做大宗化學品，量產對成本控制、產業化能力要求很高。比如杜邦做成1,3-丙二醇是花費巨額的資金，且經歷很長時間才實現量產的，初創企業很難承受如此高成本的資金和長時間投入。

大宗商品的后端發酵生產規模要達到千噸或萬噸級，才能拿到一定的市場份額，并攤薄生產成本，比如PHA、丁二醇等生物基材料產品、甜菊糖苷等甜味劑等。這樣的放大量產的風險勢必要謹慎衡量，大規模建廠也離不開重資產投入，需要企業能夠在資本市場持續融資。

相比之下，一些高附加值的精細化工品、高活性分子，銷售單位以公斤或克為單位，工藝放大過程中，有更強的漸進性。小試中試量級的產品，已能夠為企業帶去現金流。

當然，最理想的則是將精細化學品做成大宗化學品的成本，這樣就可以既有利潤、又有市場。

選準關鍵品類，不僅決定合成生物企業的階段性現金流，甚至決定著企業的整體走向。

產品導向之外，平臺導向也是一種商業模式。

這類企業的核心壁壘是對底盤細胞改造的技術能力，以及基因組數據庫是否強大。以海外Ginkgo Bioworks為代表，通過“生命鑄造廠”高度自動化的工作模式和代碼庫（生物數據資產），為廠商提供基于微生物菌株的解決方案。2022年，Ginkgo總收入達4.78億美元，但當前市值已斬至30億美元以下，遠低于曾經的200億美元。

這或許是因為，平臺型企業避免了研發產品失敗的風險，但也放棄了后面品牌、產品的價值鏈，行業發展早期，純“基礎設施”的價值還有限。

具體到國內，也有恩和生物、衍進科技等定位為合成生物平臺型的企業，但更多的還是產品類公司，產品涉及精細化工到食品、醫美、醫藥等多領域。

當然，產品還是平臺，孰優孰劣？還沒有定論。

已經有先行者成功穿越合成生物學從實驗室研發轉化到工業量產的“死亡谷”，未來，如何更好的重塑物質世界，將會迎來更頻繁的探索和嘗試。