合成生物学企业站在火山口
经济观察网 周悦/文 从5月21日至6月13日，万泰生物（603392.SH）、李子园（605337.SH）、赛升药业（300485.SZ）等19家企业相继在投资者平台表示，暂无合成生物学相关业务或应用（见图1），主要原因是没有技术储备或没有规模化生产的能力。
与这些企业对合成生物学的谨慎态度形成鲜明对比的是，最近两个月，二级市场上贴着合成生物学标签的概念股一路飞涨。
Wind数据显示，近60日内，在27只合成生物学概念股中，近四成的企业股价上涨。其中川宁生物（301301.SZ）、蔚蓝生物（603739.SH）、康弘药业（002773.SZ）领跑，涨幅分别达到39%、29%、29%，7只股票涨幅超过5%（6月18日开盘价格）。
这种股价的群体性大幅增长被认为是由政策利好驱动。4月底，在中关村论坛年会上，中国工程院院士谭天伟强调，生物制造是新质生产力非常重要的新赛道和新业态。由发改委牵头，工信部和科技部等国家部委正在联合研制国家生物技术和生物制造行动计划，并且有望在近期出台。
合成生物学不是一个新概念，它最早诞生在2000年初，被认为是继DNA双螺旋结构发现和人类基因组计划之后的“第三次生命科学技术革命”。
简单来说，合成生物学方式是改造细菌等微生物的基因，使它们在代谢中生产人类需要的原材料，比如塑料、食品或药品的原料等，能应用在医疗、环境、健康、能源、食品、农业等多个行业。这种生产方式常常比传统的化学方法更环保，或是能生产出化学法无法实现的新产品。
这不是合成生物学第一次掀起市场热潮。资本上一波涌入是在2021年，当时中国合成生物学领域的融资事件共458起，融资金额达1136亿元，皆为自2019年至今最高水平。
彼时，美国的Ginkgo Bioworks和Zymergen相继登陆纳斯达克。这两家公司都是提供合成生物学技术的平台型企业，它们的上市也带动着国内的热钱涌入合成生物学的初创企业。
然而不到三年，美国合成生物学三巨头几乎全军覆没，相关的投融资也跌至冰点。
全球首家合成生物学上市企业Amyris，曾经以利用合成生物学技术生产青蒿素出名，然而在生物燃油产品开发失败后，大规模扩张化妆品原料等业务，债务不断滚雪球，直到泡沫炸裂，在2023年破产清算。
同样在2023年破产的还有Zymergen，最初它只专注于菌种的开发，后来转向产品的开发，选择了一种光学薄膜Hyaline，可以用于折叠屏幕等电子产品，但量产失败，带着美国整个合成生物学板块一泻千里。Zymergen破产后被Ginkgo Bioworks并购。
但幸存的Ginkgo Bioworks也难言成功，它们坚持做技术不做产品，市值下跌92%，股价低至0.99美元，在2024年5月收到退市警告。
行业先烈用惨痛的现实证明，合成生物学的概念是很火，但这个火山口上生意很难做——选品、量产、开拓商业模式，一步错，都可能满盘皆输。
谁是真正的合成生物学企业
多位从业者表示，中国的企业集中在合成生物学下游领域，以产品为导向，很少出现平台型、提供技术的企业。
一个可参考的视角是，作为仪器供应商的安捷伦，合成生物学是其中国业务中增长最快的板块之一，客户业务集中在大宗化工原料、食品添加剂、医药及化妆品原料。
图2展示了合成生物学概念股中股价排名前十的企业，也是市场认为更有前景的选手，包括华恒生物（688639.SH）、华熙生物（688363.SH）、特宝生物（688278.SH）、凯赛生物（688065.SH）、安琪酵母（600298.SH）等企业。
这些企业较早进入生物制造领域，并且牢牢占据细分赛道龙头地位。
华恒生物的丙氨酸全球市场占有率超过50%；华熙生物是全球最大的透明质酸钠供应商，占比达到44%；凯赛生物生产的长链二元酸占全球市场份额的90%。
股价排进前十的企业普遍呈现两个特点：一是有成熟的产品，二是有丰富的量产经验。
多年从事合成生物学研究的一位技术人员表示，当一家企业在明确了使用的合成生物学方法后，还要解决的是量产问题。这在行业中被称为“跨越从lab(实验室)到fab（工厂）的死亡谷”，经过小试、中试阶段，放大到工业级别，才有规模价值。
在研发阶段，菌株的筛选是关键，要对底盘细胞的特性做多年的研究。而工业放大，则要更精密地控制发酵温度、时间、溶氧和杂菌污染等要素，难度系数指数级增加。出现问题后又要回到最基础的菌株优化，重新构建代谢通路，多次重复才能在菌株耐受性和产量上实现突破。
领路资本总经理龚默形象地说明了每一个阶段的差异，在实验室里做基础研究就需要好几年甚至十几年，进入中试阶段，也足够一个博士毕业了，至少要5年和数千万美金的投入。不是突然出现一个想法，立刻就能实现。她表示，投资者更看好有长期基础研究、产业化落地经验的团队，这种产业化经验最好是在下游分离、提取、纯化等步骤中都有积累。
不同行业对“量产”的标准界定不同，比如化妆品原料，整体需求量较小、单位价值高，因此中试规模为年产千克级别，量产在吨级别；而对于需求量大、单位价值低的化工和材料行业，中试规模至少在千吨级别，量产则是以年产百万吨来计算。
量产的能力是如此关键，因此在2021年合成生物学概念爆发后，不少企业的募资主要用于建设新的产业线，扩大产能。
从新工厂的选址看出企业前进的方向。在沿海地区如盐城、天津等地建厂的主要是量产规模不大、产品要出海的企业，当地有充足的风电，临近港口出口销售方便。产能更大的企业会直接选择在电力能源、玉米等原材料更便宜的新疆、内蒙古等地。
概念股中，华恒生物已经完成对秦皇岛和巴彦淖尔基地的扩产，目前产能在10万吨和5万吨，此外它还在内蒙古赤峰建设了产能10万吨的新材料生产基地。
凯赛生物在新疆乌苏生产基地的10万吨生物基聚酰胺生产线已经投产。华熙生物的天津厂区已经投产，规划建设64条中试生产线，生物活性材料总体产能规划达1000吨。
而合成生物学概念股中，绝大部分企业还处于布局初期。
比如安琪酵母参股子企业微琪企业年产1万吨合成生物学PHA绿色智能制造项目正在建设中，一期计划2025年投产。
多次涨停板的蔚蓝生物，表明企业仅设立了1个合成生物学技术创新实验室，目前仍处于前期菌种实验室研发阶段，还不具备产业化条件。
产品同质化严重
合成生物学目前还处于早期阶段，因为人们对生物领域的理解水平不足10%，这带来了一个合成生物学企业普遍的现象——产品同质化。
化妆品原料企业的内卷尤为严重。
中国从事化妆品原料开发的合成生物学企业超过40家。不少初创企业和上市企业都一股脑扎进角鲨烯、麦角硫因、依克多因等具有保湿、抗氧化效果的热门原料。
目前，国内有量产能力的上市企业主要是华熙生物和川宁生物。华熙生物生产的超纯麦角硫因，纯度超过99%。川宁生物在5月底宣布部分合成生物学产品进入小试和中试阶段，包括角鲨烯、麦角硫因、依克多因等。
前述技术人员认为，在做相同的产品时，卷浓度、卷纯度、卷杂质等确实让原料质量更好，也把原本虚高的价格打下来了，比如麦角硫因几年前的价格在20万元/公斤，现在售价只有几万元/公斤。
然而，化妆品原料是一个比较小的市场，先入局的企业会有优势，后入局的企业多数只能打价格战，或者因为价格剧烈变动损失惨重。
今年2月，最早做麦角硫因的企业之一中科诺识，已经宣布破产，该企业成立于2016年，当时中国几乎没有生产麦角硫因的企业。
公开资料显示，中科诺识与中国科学院天津工业生物所约定，在验收通过75L发酵罐验证水平后的4年内，实现麦角硫因的产业化——这意味着至少在1000L的发酵罐中生产。
然而，本该是检验成果的2020年，中科诺识却遭到内外三重打击：没能量产、麦角硫因价格开始降低，深陷各类司法案件与纠纷。
这一年中科诺识涉及的司法案件数量超过60起，创下历年之最，包括民间借贷纠纷、专利权转让合同纠纷、服务合同纠纷、劳动争议等。一年后，法院判决中科诺识支付研发费用和违约费，并将开发专利转回天津工业所。
中科诺识的破产展示了合成生物学赛道风光背后的另一面，市场的风吹草动和企业的落地能力都能直接决定生死。
此外，对某些产品，即使用合成生物学的方法将价格打下来了，也并不能拉动需求，卷进去是浪费产能，因此企业选品的前瞻性尤为关键。
比如谷胱甘肽这种具有保肝、美白等功效的原料药，用传统酵母发酵的产品报价约800元/公斤—900元/公斤，金城医药（300233.SZ）占据了中国90%左右的市场份额。合成生物学工艺生产的谷胱甘肽，报价约600元/公斤—700元/公斤，但金城医药依然占据九成市场。
这是因为一方面价格降幅较低，并没有对市场造成冲击，另一方面是涉及到药品原料变更需要重新申报审批，流程非常复杂，安全性和稳定性是比成本更加关键的因素。
综上，合成生物学企业同质化内卷产品有两个原因：
一是化妆品原料主要是小分子化合物和单体材料，目前不论是对底盘细胞特点的研究，还是量产的环境控制，都很成熟了，市场上卖的价格高就会有更多企业涌进去做。
二是中国目前的政策对食品、药品、农业等领域相对更加严格，比如生物农药的审批周期最长可达到8—10年。
多位从业者表示，目前中国合成生物学相关的标准委员会也在逐渐成立，未来会完善审批的准入和流程。不过，当下决定企业盈利的，还是拓展多样化产品线的能力，通过长期的研发找到应用范围更广的材料。
南京大学生命科学院院长董磊对经济观察报表示，全球范围内合成生物学的热点主要是小分子物质的合成，大分子材料做得并不多，因为所涉及的合成步骤更复杂，难度很大。
新材料，新生意
不少起步较早的企业，也在基于合成生物学的方式生产大分子材料，比较领先的是化工行业的聚合物，比如PHA(聚羟基脂肪酸酯，注：一类生物聚酯的总称，具有可降解的特点)和聚酰胺材料(尼龙)。
凯赛生物、华恒生物这种化工企业过去主要出售二元酸、丙氨酸等的小分子单体材料，他们通过生物法替代化学法制造，降低成本，抢占了更大的市场份额。
大分子新材料的短期内成本很难降低，市场还没广泛接纳，因此企业也在探索新的生意模式。最有代表性的是原料企业直接下场打造品牌或者联合制造产品。
许多合成生物学企业涌入了PHA赛道，这种材料具有良好的生物相容性、生物可降解性和热加工性能，能应用到食品包装、纤维织物、农用地膜、药物递送和医疗材料等。
蓝晶微生物是合成生物学赛道融资最多的初创企业之一，从2016年成立至今，共计完成10轮融资，披露融资总额超过20亿元。
蓝晶微生物联合创始人兼总裁李腾告诉经济观察报，他们从成立时就在做PHA，只提供技术服务不做产品。初创企业很难存活，如果只做当下热门产品，几年后会被淘汰。
李腾表示，最初他们对PHA的定义是一个精细化学品，但现在已经转变为大宗化学品，他解释这种调整是市场需求导向的，蓝晶微生物和其他企业不同的是，希望用同一种PHA去满足不同的需求。制造蓝晶™ PHA是因为成本下降潜力最大，而且产品适配性最高，相应的技术难度也更高，稳定性和质量是最优先考虑的因素，其次才是成本。
蓝晶微生物的直接盈利方式是通过和品牌商、生产商合作，共同研发PHA产品，包括一次性用品、软硬包装、纺织纤维等。蓝晶™ PHA年产能在5000吨，下游的制品产量也是5000吨，这一产量在国内和国际的PHA制造企业中上都属于第一梯队。
除此之外，蓝晶微生物还向中上游发展，提供平台和技术，孵化小企业。
李腾表示，过去他们只生产产品，但是现在可能是一个转折点，他们观察到越来越多的小企业也在进入，然而市面上的孵化器、生物医药共享平台提供的能力与实际需求存在差异。
比如大部分合成生物学实验室通常强调高通量自动化，但大多数菌种开发过程并不需要高通量，这与药物研发不同，药物研发需要筛选许多不同的分子，因此蓝晶在通过自己的经验帮小企业提效，比如技术服务、实验室共享等。
作为全球长链二元酸的主导供应商，凯赛生物也是全球首次实现生物基聚酰胺的企业（注：二元酸和二元胺是聚酰胺的重要单体原料）。这一材料在2014年完成中试，年产10万吨生产线于2021年建成并投产。
尽管产能提升明显，但是实际销量增长较少。
招股书显示，2016年—2021年生物基聚酰胺销量则从0.05万吨增长到0.7万吨，产销比始终在50%左右，与之形成对比的是王牌产品长链二元酸销量从2.5万吨增长至6.1万吨。
据凯赛生物解释，生物基聚酰胺是一种全新材料，它的价格比化学法制成的尼龙价格高，应用能力还在探索。
新型聚合物材料制成的生物新材料需要提供一整套解决方案，要告诉客户如何加工、如何生产，与下游联合研发，甚至在碳足迹、设备和工艺等环节都需要辅助客户，才能让市场更快接受。对此，凯赛生物设立跨学科研发中心，目前是在纺织领域、工程材料、复合材料方面进展明显。
此外，凯赛生物建立了自己的纤维品牌泰纶®（TERRYL®），为纺织领域提供纤维解决方案。
比如与波司登旗下品牌飒美特合作打造校服，与贴身衣物品牌有棵树、Ubras等合作开发内衣、运动衣、瑜伽服等各类服饰，同时将内部生产基地的工作服、安全帽、地毯等耗材都换成新材料制成的。
凯赛生物董事长刘修才曾公开表示：“不能过早去制定合成生物学的商业模式。”未来可能出现类似医药行业的模式，某家初创企业或研究机构做出了一条高效、有价值的代谢通路，但自己不做后续的研发，将成果打包卖给行业的成熟企业去完成。