中國生物制造亟需構筑起獨立的科學底層邏輯與產業生態系統

中國生物制造亟需構筑起獨立的科學底層邏輯與產業生態系統

編者按：4月14日，華熙生物微信公眾號刊發了一篇深度長文：《關于生物制造的科幻、歷史幽靈與未來高地》，引發關注與思考。中國香妝融媒體特編發系列文章，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”規劃將生物制造推至國家戰略的最高優先級，與集成電路、工業母機并列，定位為“新質生產力的核心物質引擎”。此前一年，政府工作報告已首次提出“培育生物制造”等未來產業。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“國家生物技術和生物制造倡議”，歐盟發布《與自然共建未來》，英國出臺《生命科學產業專項計劃》——全球主要經濟體幾乎在同一時間窗口內，將生物制造提升至國家安全與戰略競爭的層面。

目前，中國生物制造已占得先機：全球70%的發酵產能、一批世界冠軍企業（華熙生物透明質酸全球市占率超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能規模更為復雜、也更為深刻的命題：中國生物制造亟需構筑起獨立的科學底層邏輯與產業生態系統。

生物制造何以成為“未來高地”？

華熙生物微信公眾號刊發的深度長文《關于生物制造的科幻、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革命：將人類獲取能量的方式，從依賴光合作用的二維農業，轉向多維度、多能量來源的生物制造。在星際飛船上，不再需要廣袤農田，取而代之的是精密的發酵罐——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，中國農業科學院都市農業研究所提出“星際農業”概念，篩選螺旋藻、裸藻、萊茵衣藻等“星際先鋒”物種，結合基因編輯和智能發酵，構建完全不依賴耕地、淡水、傳統作物的食物生產模式。其價值遠不止于太空：當微藻可在荒漠戈壁、極地高寒地帶實現工業化量產，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實，體現在人類生命質量的躍升。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境、無懼微重力和高輻射的生命形態。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：如果這類技術如此昂貴，以至于少數精英才能享用，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，生產原本稀缺的功能分子，從基因層面修復細胞損傷、增強免疫與認知功能。這正是生物制造被各國提升至戰略高度的根本原因：它不僅是產業競爭的工具，更關系著未來人類生活方式的公平性與可持續性。

“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%發酵產能的地位。一批具備全球競爭力的企業脫穎而出。

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，論文發文量和專利申請量全球占比均超20%，展現出日益增強的原始創新能力。但這一轉型也意味著進入“科技無人區”，面臨前所未有的挑戰。這些挑戰并非孤立于生物制造，而是與芯片、工業母機等關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業，為何在工業革命后被歐洲取代？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“發明—失傳—再發明”的怪圈中循環；而歐洲人采用定量分析和比較實驗，系統記錄瓷土配比與燒制溫度的內在邏輯，使技術進步建立在材料科學底層知識基座之上。指南針同樣如此——它被多次發明又多次失傳，原因在于發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，在于傳統技術長于解決“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。”

文章將此歸結為三個共性問題：

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%，國產化率僅11.5%。工業母機：高端數控系統由西門子、發那科主導（合計約75%市場份額），航空航天等高端制造場景國產化率不足10%。生物制造：基因編輯底層工具（CRISPR及相關專利）長期由國外機構掌握，國內精準基因編輯領域長期依賴國外先導編輯系統。而底層能力的缺失，意味著始終處于跟隨地位，難以實現引領。

二是關鍵部件“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英寸大硅片國產化率約35%，半導體材料整體國產化率20%-30%，光刻設備不足1%。工業母機：高端主軸國產化率約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，國產填料亟需替代進口，避免關鍵時刻被“卡脖子”。已上市介質種類有限、結構單一，難以滿足上游新產品的高效分離純化要求，背后是“中國分離介質和裝備早期基本依賴進口，相應的檢測規范和產品標準匱乏”的歷史欠賬。

三是工程化“斷裂”：從實驗室到量產的“死亡之谷”。比如，芯片：實驗室工藝突破難以轉化為穩定良率的規模化生產，先進制程良率爬坡周期漫長。工業母機：樣機性能可與進口媲美，但批量生產后一致性不足，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酵罐后代謝紊亂、表達水平下降，中試環節不通暢，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：生物催化面臨五大瓶頸——與其他合成單元過程關聯度低、與產品分離集成性差、酶與其他催化元件協作效率低。他直言，高強度工業環境下生物催化劑易失活、重復利用率低，“經濟性差”成為限制高效生物制造發展的關鍵問題。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。”化學合成發表論文三百多萬篇，生物合成一百多萬篇，但交叉協同領域不到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業根基。

誰才是產業突破的關鍵整合者？

文章通過三個歷史案例，給出了一個清晰的答案：發明家提供思想，但真正完成產業轉化、整合資源、承擔風險的，是企業和企業家。

瓦特與博爾頓：1765年，瓦特加入伯明翰“月光社”，與教授、企業家合作研制蒸汽機。但初始投資很快花光，公司破產。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15載，到量產大賣整整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機會，而特斯拉聚焦于至今無法規模化運用的無線供電。當馬可尼搶先實現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：科學家對技術方向的興趣，未必與產業轉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、臺積電的戰略聯盟，在EUV領域壟斷全球。關鍵啟示：沒有飛利浦這樣的生態領導企業，就不會有ASML；沒有關鍵客戶和戰略投資者，ASML也無法堅持近二十年的EUV研發周期。

這些案例共同指向：當我們感嘆中國新興產業缺乏生態領導企業時，我們是否有足夠戰略定力去培育還不成熟的未來生態領導者？ 還是希望學術界單獨扮演產業資源和轉化方向的主導者？

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

守住未來高地的戰略節點

面對全球產業轉移，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，這種優勢很難被轉移。文章援引智能制造專家林雪萍在《供應鏈攻防戰》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，卻未能發展出稍有規模的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——它不是傳統意義上的制造工廠，而是具備四種能力的戰略節點：

一是貼近工廠：深植于產業一線，理解真實的生產痛點和工程約束；二是聯通學界：與高校、科研院所保持緊密互動，將前沿科學導入產業實踐；三是積累科學洞察資產：系統記錄數據、提煉規律，穿越“陶瓷時代”的經驗主義陷阱；四是產出基礎工具和方法：最終，為全球生物工廠提供最高效的科技和工程解決方案。

這可能是最能體現中國優勢的研發中心——生物制造中試基地的戰略定位。它不僅是實驗室成果的放大驗證平臺，更是連接科學與產業的轉化樞紐。在這里，工程問題的解決能反過來推動科學認知的深化，發展出可以構筑長期壁壘的工具和方法，最終通過對數據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，現實困境在于“資產公共化”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新者還有待時日。商業環境長期存在“寧為雞頭，不為鳳尾”的傾向：企業傾向于自建體系而非培育生態合作伙伴，高校傾向于追求論文發表而非產業轉化，投資傾向于可見的硬資產而非無形的軟生態。最終可能導致設備閑置與重復建設并存，數據孤島與經驗隔閡同在。

戴蒙德之問：我們能否守住高地？

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

戴蒙德并未公布這一研究的結論。或許，這個問題本身，他始終未能得出確切的答案。但文章將其轉化為一個更為緊迫的現實追問：

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

這些問題沒有現成的答案。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，卻為所有關心中國生物制造未來的人，提供了一面足以照見深層結構問題的鏡子。守住未來高地，需要的不僅是政策和資本的力量，更是一場關于科學方法論、產業組織方式和生態公共性的深層制度創新。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，僅供行業參考。圖片來自互聯網。）