合成生物学行业专题报告：技术开拓资本赋能合成生物学未来可期-20221225-西部证券-21正式版

行业深度研究

|基础化工证券研究报告技术开拓资本赋能，合成生物学未来可期2022年

12月

25日合成生物学行业专题报告核心结论行业评级前次评级评级变动超配超配维持合成生物学是第三次生物科技革命，前景广阔。合成生物学可以定向改造细胞，使其满足人类需求，目前已在医药、化工等领域有所应用。生物基产品相对现有的石化产品具备显著的碳减排优势，发展前景广阔，据

CBInsights估计，2024年全球合成生物学市场规模将达到

189亿美元，19-24年

CAGR为

28.8%。近一年行业走势基础化工沪深300-1%-5%合成生物学已经实现“由

0到

1”的积累。1）合成生物学底层理论技术已打通。基因测序、基因编辑与微生物培养效率大幅提高，使得合成生物学有望绕开理性设计技术瓶颈，全基因组范围搜索基因型。2）合成生物学在化工领域已有应用。当前合成生物学已经在乙醇、乳酸等产品上有所应用，并成功对石化产品进行替代，如生物基乳酸市占率达到

100%。以生产效率与知识产权为核心优势的竞争格局也已初步形成。-9%-13%-17%-21%-25%-29%2021-122022-042022-08相对表现基础化工沪深

3001个月3个月

12个月合成生物学正在进入“从

1到

n”新阶段，市场有利因素强劲。政策端积极推进，碳减排税的推出使得合成生物学的政策导向正转向经济优势。一级市场看好，大量资本涌入，2021年合成生物学融资额达

22.95亿元。其中具备合成生物学核心技术、有量产产品的公司更受青睐，单笔融资最高达

8.7亿元。-4.931.39-6.00-0.72-17.85-22.21分析师黄侃

S080052207000118818400628国内外企业持续经受市场考验，产品为最终落脚点。平台型企业与产品型企业各有利弊，产品型公司营收天花板更高，但在产品工业化放大的过程中存在诸多风险。参考国内外企业发展经验，我们认为最终决定企业价值的是产品规模化后的盈利能力。合成生物学企业需将技术转化为盈利能力，生产的产品需要较化学法有显著优势从而打开广阔市场，支撑其较高估值。huangkan@相关研究基础化工：冬储需求支撑磷铵价格，R134a差

转

正

—

化

工

行

业

周

观

点（20221212-20221218）

2022-12-19基础化工：气凝胶供需齐发力，碳中和助力渗透加速—气凝胶行业专题报告

2022-12-16基础化工：成本、需求双支撑，冬肥市场偏暖价投资建议与投资标的：我们认为，真正具有发展潜力的合成生物学企业应该具备产业化生产的能力，且潜力的大小与其选品策略有关，在其选品的市场中，市场规模是否足够大，生物法是否具有足够的竞争优势，都是决定企业盈利能力与市场价值的关键。建议关注可产业化生产生物基聚酰胺的凯赛生物(688065.SH)，及已产业化利用厌氧发酵法生产丙氨酸的企业华恒生物(688639.SH)。运行—化工行业周观点（20221205-20221211）

2022-12-11风险提示：技术进步不及预期、产业化落地效果不及预期、生物安全及伦理风险、产品推广难度。1|请务必仔细阅读报告尾部的重要声明每日免费获取报告1、每日微信群内分享7+最新重磅报告；2、每日分享当日华尔街日报、金融时报；3、每周分享经济学人4、行研报告均为公开版，权利归原作者所有，起点财经仅分发做内部学习。扫一扫二维码关注公号回复：研究报告加入“起点财经”微信群。。西部证券2022年

12月

25日行业深度研究

|基础化工索引内容目录一、合成生物学：第三次生物科技革命，前景广阔

.................................................................4二、实现“由

0到

1”的积累，进入“从

1到

n”新阶段.................................................................62.1底层理论技术已打通....................................................................................................62.2化工领域已有应用，技术与知识产权是核心壁垒

........................................................82.3市场有利因素强劲，合成生物学进入“从

1到

n”新阶段

.............................................102.3.1政策端推进，政策导向正转向经济优势

............................................................102.3.2一级市场看好，大量资本涌入...........................................................................11三、国内外企业持续经受市场考验，产品为最终落脚点........................................................113.1国外企业：产品为企业价值提供根本支撑

.................................................................123.2国内上市企业：均有产品落地，估值与业绩共振

......................................................163.2.1凯赛生物：布局生物基聚酰胺...........................................................................163.2.2华恒生物：主营氨基酸产业链...........................................................................173.3国内未上市企业：平台型企业蓄势待发.....................................................................183.3.1蓝晶微生物：生产可降解

PHA..........................................................................183.3.2弈柯莱生物：平台型公司，收入利润体量可观..................................................19四、投资建议.........................................................................................................................20五、风险提示.........................................................................................................................20图表目录图

1：合成生物学产业化全流程...............................................................................................4图

2：2021年合成生物学细分领域市场规模占比....................................................................4图

3：合成生物学技术应用历史...............................................................................................4图

4：合成生物法利用葡萄糖合成物质....................................................................................5图

5：全球合成生物行业市场规模及增速

................................................................................6图

6：合成生物学工业化工品市场规模....................................................................................6图

7：合成生物学研究内容......................................................................................................6图

8：合成生物学细胞工厂......................................................................................................6图

9：菌种理性工程化的试错流程-DBTL循环

.......................................................................7图

10：合成生物学基因测序成本发展趋势

..............................................................................7图

11：微生物细胞工厂（MCFs）设计和构建发展历程及未来展望........................................8图

12：2001-2019年合成生物学的论文、专利和融资和企业发展情况...................................8图

13：凯赛生物申请专利情况（个）

.....................................................................................9图

14：2017-2021年中国合成生物学融资情况.....................................................................112|请务必仔细阅读报告尾部的重要声明西部证券2022年

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25日行业深度研究

|基础化工图

15：2021年中国合成生物学融资轮次情况.......................................................................11图

16：合成生物学企业图谱..................................................................................................12图

17：GinkgoBioworks股价走势（美元）

.........................................................................13图

18：GinkgoBioworks营收与净利润情况

.........................................................................13图

19：Amyris股价走势（美元）..........................................................................................14图

20：Amyris营收与增长率.................................................................................................14图

21：Amyris净利润与增长率

.............................................................................................14图

22：Amyris销售与研发费用率情况（%）........................................................................15图

23：Zymergen股价走势（美元）

....................................................................................15图

24：Zymergen营收与增长率............................................................................................16图

25：Zymergen净利润与增长率........................................................................................16图

26：凯赛生物营收及增长率

..............................................................................................17图

27：凯赛生物净利润及增长率...........................................................................................17图

28：华恒生物主要产品下游情况

.......................................................................................17图

29：华恒生物营收及增长率

..............................................................................................18图

30：华恒生物净利润及增长率...........................................................................................18图

31：凯赛生物与华恒生物

PE走势（x）...........................................................................18图

32：蓝晶微生物数字化生物反应器平台

............................................................................19图

33：弈柯莱生物生产工艺..................................................................................................19图

34：弈柯莱生物发展历程..................................................................................................20表

1：生物基产品具有显著的环保优势....................................................................................5表

2：2019年部分合成生物学化学品和燃料的市场开发现状及潜力.......................................9表

3：合成生物学产业化关键技术

...........................................................................................9表

4：合成生物学化工应用相关政策梳理

..............................................................................10表

5：2022年部分中国合成生物学企业融资情况..................................................................11表

6：凯赛生物产能情况........................................................................................................16表

7：华恒生物产能情况........................................................................................................173|请务必仔细阅读报告尾部的重要声明pOzQtRqQpRvMxPqQmQmPsN7NaO9PsQmMoMsQjMmNmOeRtRqO6MoPnRvPsOsQMYqNtR西部证券2022年

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25日行业深度研究

|基础化工一、合成生物学：第三次生物科技革命，前景广阔合成生物学是近年来发展迅猛的新兴前沿交叉学科。所谓合成生物学，是以基因组学为基础，利用计算机设计等将细胞或生命体定向改造成高效的细胞系统，使其拥有满足人类需求的生物功能的学科。与传统的发酵工程不同，合成生物学构建的产物具有可预测和可控制的特性。合成生物学是“第三次生物科技革命”，是对制造业进行的科技升级。合成生物学已在医药、化工等领域有所应用。目前合成生物学主要应用于医学领域，2021年，合成生物学应用于医学领域的市场规模占比

93%，代表产品有弈柯莱生物的西格列汀中间体等。合成生物学应用于化工品生产的市场规模占比为

2%，代表产品有凯赛生物的生物基聚酰胺等。图

1：合成生物学产业化全流程图

2：2021年合成生物学细分领域市场规模占比化工领域,医疗领域化工领域科研服务领域农业领域食品领域其他领域2%医疗领域,93%资料来源：《微生物细胞工厂的设计构建：从诱变育种到全基因组定制化创制》，西部证券研发中心资料来源：产业信息网，西部证券研发中心图

3：合成生物学技术应用历史资料来源：弈柯莱生物招股说明书，西部证券研发中心生物法具备显著的原料可再生、无污染、以及碳减排属性，环境友好的绿色产业模式，也是推动合成生物产业升级的重要推动力。通过合成生物学技术，构建高效的细胞工厂，可以利用可再生的生物质资源（如玉米等）为原料发酵生产各种化学品，无需添加各类环境有害的化学物质。生物法的碳排放也显著低于传统石化路线，生物法发酵反应固碳效果好，且反应温度接近常温，如生物法丁二酸需要的温度是

37-39℃，能耗较低。根据中科院天4|请务必仔细阅读报告尾部的重要声明西部证券2022年

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25日行业深度研究

|基础化工津工业生物技术研究所统计，目前生物制造产品可比石化产品平均节能减排

30%-50%，未来减排潜力将达到

50%-70%。以具体产品对比，据凯赛生物官网，公司的生物基戊二胺使用可再生生物质为原材料，产品中可再生碳含量为

100%，系列生物基聚酰胺中可再生碳含量高达

45%~100%。以戊二胺为原料生产的生物基聚酰胺

56的全球变暖潜力仅为尼龙

66的一半左右。表

1：生物基产品具有显著的环保优势原材料数据库(Ecoinvent3.6)产品聚酰胺

56评价参数单位尼龙

69.90E+001.20E-021.95E-059.91E+00尼龙

668.66E+003.11E-021.73E-058.69E+00戊二胺7.31E+00-5.95E+001.12E-031.36E+00全球变暖潜力-化石kgCO2eq.kgCO2eq.kgCO2eq.kgCO2eq.7.28E+00-2.90E+001.20E-034.38E+00全球变暖潜力-生物成因全球变暖潜力土地利用和土地转化全球变暖潜力-总计资料来源：凯赛生物官网，西部证券研发中心。注：上述结果为基于

1千克产品的产量计算得出。生物基化工产品可替代部分有机化学品与化学燃料。理论上大多数现有的物质、材料都可以被生物合成。世界经合组织（OECD）预测，至

2030年，生物制造在生物经济中的贡献率将达到

39%，将有超过

25%的有机化学品和

20%的化石燃料由生物基化产品替代。图

4：合成生物法利用葡萄糖合成物质资料来源：凯赛生物招股说明书，西部证券研发中心合成生物学发展潜力巨大。据

CBInsights估计，2024年全球合成生物学市场规模将达到189亿美元，19-24年

CAGR为

28.8%。其中工业化学品

2024年规模可达

37.5亿美元，19-24年

CAGR为

27.5%。麦肯锡全球研究院预计到

2025年，全球合成生物学与生物制造的经济影响将达到

1,000亿美元。5|请务必仔细阅读报告尾部的重要声明西部证券2022年

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25日行业深度研究

|基础化工图

5：全球合成生物行业市场规模及增速图

6：合成生物学工业化工品市场规模资料来源：CBInsights，西部证券研发中心资料来源：CBInsights，西部证券研发中心二、实现“由0到1”的积累，进入“从1到n”新阶段合成生物学是近年来学界研究的热点，其真正的底层逻辑来自于方法论和工具包的革新，随着测序技术、分子生物学、基因编辑等技术的发展，合成生物学可以用更加工程化的方法完成对生物系统的改造。目前合成生物学已打通微生物细胞工程构造全流程的底层理论与技术。部分企业实现生物法应用，并成功在市场上对化学法产品有所替代。2.1底层理论技术已打通代谢工程学科的创立与发展推动合成生物学底层技术迭代。微生物细胞工厂（MCFs）的设计是绿色生物制造的核心环节。20世纪

90年代后，代谢工程学科建立，合成生物学趋于理性，可构建具有特定功能的

MCFs。图

7：合成生物学研究内容图

8：合成生物学细胞工厂资料来源：严伟等《合成生物学及其研究进展》，西部证券研发中心资料来源：凯赛生物招股说明书，西部证券研发中心底层技术发展使得业界可以较低的成本运用

DBTL循环进行菌种培育。目前，无论是实验室开发

MCFs，还是工艺端经实验室

10L发酵罐-中试吨级发酵罐-产业百吨级发酵罐的产业化放大流程，主要依靠“设计-构建-测试-学习”（DBTL）循环，而随着底层技术发展，MCFs从设计到性能测试的资金和时间成本大幅下降，使得实验室可简便地进行大规模的菌种试验，从中筛选出所需要的菌种特性。6|请务必仔细阅读报告尾部的重要声明西部证券2022年

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|基础化工图

9：菌种理性工程化的试错流程-DBTL循环资料来源：《微生物细胞工厂的设计构建：从诱变育种到全基因组定制化创制》，西部证券研发中心1）基因测序成本和基因编辑成本快速下降。人类基因组计划与

CRISPR/Cas9基因编辑技术的推出使得基因测序与基因编辑成本快速下降，据麦肯锡数据，2019年人类基因组测序成本仅需花费不到

1000美元，未来十年甚至更短时间内成本可能会降到

100美元以下。2）微生物培养效率提高，可快速观察到基因表征结果，提高菌种筛选效率。高通量微生物进化培养系统可大批量地培养多种微生物，从而大幅加快传代效率，如

eVOLVER设备可在一张办公桌上同时大规模培养

16种不同的微生物。图

10：合成生物学基因测序成本发展趋势资料来源：McKinseyGlobalInstitute，西部证券研发中心基于数据科学手段，MCFs设计和构建效率未来有望大幅突破。目前使用的

DBTL循环方法结果仍存在极大的不确定性，效率不够高，参考《微生物细胞工厂的设计构建：从诱变育种到全基因组定制化创制》，通常从

MCFs概念设计到满足实际应用，需要

50～300人/年和数亿美元的投入。而未来可利用新一代测序和数据统计分析手段，建立类似人类基因组计划的数据集，再结合深度学习等数据科学手段，可以绕开理论分析的瓶颈，直接将基因与表征效果相联系，从而使得构造特定功能的

MCFs更为简易可行。7|请务必仔细阅读报告尾部的重要声明西部证券2022年

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25日行业深度研究

|基础化工图

11：微生物细胞工厂（MCFs）设计和构建发展历程及未来展望资料来源：《微生物细胞工厂的设计构建：从诱变育种到全基因组定制化创制》，西部证券研发中心2.2化工领域已有应用，技术与知识产权是核心壁垒学界先行，企业跟进，底层技术突破助力专利与应用转化。20世纪以来，基础研究、应用开发与资金投入相继进入高峰期。当前合成生物学已经有部分产品有所应用，并且对石化产品有所替代。图

12：2001-2019年合成生物学的论文、专利和融资和企业发展情况资料来源：《从全球专利分析看合成生物学技术发展趋势》，西部证券研发中心8|请务必仔细阅读报告尾部的重要声明西部证券2022年

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25日行业深度研究

|基础化工表

2：2019年部分合成生物学化学品和燃料的市场开发现状及潜力生物基产品市场所有市场(生物基+石化产品)生物基产品产品企业(机构)价格(美元/t)规模

(百

t)市场(百万美元/年)价格(美元/t)规模

(百

t)销售(百万美元/年)占比(%)Qteros、Logen、BP、帝斯曼、Proterro.、LanzaTech、Algenol、Mascoma乙醇8157131058141823766776314193乳酸Myriant等145026884720.36840.914502469472684100Myriant、OPX、Biotechnologies、Metabolix、诺维信、嘉吉Amyris丙烯酸5210128630.01法尼烯丁二酸5581294012386811195581250012.27668近

10049Bioamber、Myriant、帝斯曼1911,4-丁二醇

Bioamber高于

3000215031800~32001850~2300185025003019150004500~80005600~6900277500.1己二酸异丁烯Verdezyne、Bioamber、RennoviaGlobalBioenergies0.0010.010.0020.020.000030.00006远高于

1850资料来源：《合成生物学应用产品开发现状与趋势》，西部证券研发中心对于具备合成生物学技术的公司，最直接的竞争来自于传统的生产效率，专利壁垒是核心竞争力。生物基产品的产业化需要解决一系列工艺难题，且需要不断研发去提高生产效率，对企业技术考验很大。同时由于合成生物学是用理性设计叠加自然突变，具备一定可控性，因此用专利去保护较为容易，目前主要是在基因编辑时加入一段特殊的序列作为“防伪标识”。而若想产品始终保持统治地位，必须不断优化菌种性能，同时积极申请专利。如凯赛生物仅在

22H1就申请发明专利

50项，实用新型专利

2项，累计所获专利总数达

288个，累计申请数达

649个。表

3：合成生物学产业化关键技术环节技术PCR技术、CRISPR-Cas9技术、凝胶电泳技术菌种培育技术、菌种分离技术基因工程细胞培养细胞筛选发酵过程分离纯化高通量筛选技术发酵工程技术结晶分离技术、膜分离技术、萃取分离技术资料来源：《微生物细胞工厂的设计构建：从诱变育种到全基因组定制化创制》，西部证券研发中心图

13：凯赛生物申请专利情况（个）发明专利实用新型专利4504003503002502001501005038710848435056202019年及以前202020212022H1资料来源：凯赛生物年报，西部证券研发中心9|请务必仔细阅读报告尾部的重要声明西部证券2022年

12月

25日行业深度研究

|基础化工2.3市场有利因素强劲，合成生物学进入“从1到n”新阶段合成生物学受到政策青睐，在一级市场也是捷报连连。当前我国合成生物学模式主要是企校合作，由高校或是中科院微生物研究所研发基础菌种，再由企业进行工艺端放大。政策的倾斜和资金的导入可以帮助企业引入人才，并使其有资本进行

DBTL循环的大量试错，从而推动产品产业化落地。2.3.1政策端推进，政策导向正转向经济优势国家推出多项政策，为合成生物学发展保驾护航。2015年以来支持合成生物学发展的政策井喷，从政策端为合成生物学在化工领域的发展保驾护航，着重挖掘合成生物学的经济与环保价值。2022年

5月

10日，发改委印发《“十四五”生物经济发展规划》，是中国首部生物经济五年规划，明确要着力做大做强生物经济，到

2025年生物经济成为推动高质量发展的强劲动力，并将生物质替代作为

4大重点发展领域之一。碳中和背景下，碳排放标准缩紧，政策导向正转向经济优势。《2022年政府工作报告》量化碳减排目标“，十四五”时期单位国内生产总值能耗降低

13.5%、二氧化碳排放降低

18%。表

4：合成生物学化工应用相关政策梳理时间部门工信部工信部发改委文件内容定义了涉及生物基化学纤维产业化关键技术，并确定为优先发展的产业关键共性技术。2015年

11月2016年

9月2016年

12月《产业关键共性技术发展指南（2015年）》《纺织工业发展规划（2016-2020）》《“十三五”生物产业发展规划》要突破生物基合成纤维原料高效合成与产业化技术，实现规模化生产。利用生物工艺降低化工、纺织行业排放，加快推动生物产业成为国民经济的支柱产业。目标到

2020年，完善生物技术标准体系，培育一批具有重大创新能力的企业，基本形成较完整的生物技术创新体系，生物技术产业初具规模，国际竞争力大幅提升。2017年

5月2017年

10月科技部《“十三五”生物技术创新专项规划》围绕制造业创新发展的重大需求，组织研究了对行业有重要影响和瓶颈制约、短期内亟待解决并能够取得突破的产业关键共性技术，同样将生物基化学纤维产业化关键技术（生物基戊二胺、聚酰胺产业化制备关键技术及装备）确定为优先发展的产业关键共性技术。工信部工信部《产业关键共性技术发展指南（2017年）《重点新材料首批次应用示范指导目录2018年

9月2018年

10月2019年

11月2021年

1月聚酰胺

56作为先进基础材料之一进入示范目录。战略性新兴产业覆盖生物产业等

9大领域。（2018年版）国家统计局《战略性新兴产业分类（2018）《关于支持建设国家合成生物技术创新中

建设国家合成生物技术创新中心，聚焦于合成生物关键核心技术和重大应用方心的函》

向，重点突破工业酶和核心菌种自主构建与工程化应用的技术瓶颈制约。深圳市光

《光明区关于支持合成生物创新链产业链

措施共分支持合成生物战略科技力量建设、创新链建设、产业链建设、生态链

建科技部明区政府

融合发展的若干措施》设以及合成生物界定等。开展合成生物学基础研究和生物基高分子新型材料、仿生材料等应用技术开发，加速合成生物产业生态园区、生物降解聚酯等重点项目建设，重点发展生物基聚酰胺、生物降解聚酯、生物碳纤维复合材料等产品等。中国首部生物经济五年规划文件，提出推动生物技术和信息技术融合创新，加快发展生物材料等产业，顺应“追求产能产效”转向“坚持生态优先”的新趋势，发展面向绿色低碳的生物质替代应用。山西省人

《山西省"十四五"14个战略性新兴

产业规2021年

8月2022年

5月民政府划》发改委《“十四五”生物经济发展规划》10|请务必仔细阅读报告尾部的重要声明西部证券2022年

12月

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|基础化工资料来源：凯赛生物招股说明书，政府公告，西部证券研发中心2.3.2一级市场看好，大量资本涌入一级市场看好，2021年合成生物学融资额达

22.95亿元。2020年国外合成生物学企业以高股价上市，引发了国内一级市场对合成生物学企业的关注，合成生物学进入了融资爆发期。2021年国内合成生物学融资

16起，融资金额达

22.95亿元，其中

B轮及以后轮次累计获得

16.8亿元融资。图

14：2017-2021年中国合成生物学融资情况图

15：2021年中国合成生物学融资轮次情况合成生物学投融资数量（起）合成生物学投融资金额（亿元）合成生物学投融资数量（起）合成生物学投融资金额（亿元）302520151059876543210020172018201920202021天使轮

Pre-A轮

A轮A+轮B轮B+轮C轮资料来源：产业信息网，西部证券研发中心资料来源：产业信息网，西部证券研发中心在一级市场融资中，具备合成生物学核心技术、有落地产品的公司更受欢迎。2022年

1月，可规模化生产

PHA的蓝晶微生物进行

B+轮融资，获得资金

8.7亿元，B系列融资总额已达

15亿人民币，为国内合成生物学史上最高融资额。同样布局了

PHA产品生产的微构工场也在其

A轮获得了

2.5亿元的融资，以助力其产品产业化生产。表

5：2022年部分中国合成生物学企业融资情况时间公司名行业子行业轮次金额投资方2022/1/10士泽生物医疗健康

生物技术和制药

Pre-A轮

近亿人民币红杉资本中国，启明创投，礼来亚洲基金峰瑞资本，元生资本，中平资本，碧桂园创投，高瓴创投，三一创新，国家混改基金，江苏黄海金融控股集团，中州蓝海，fa(泰合资本)红杉资本中国，众海投资，国富绿景创投

GRC，国中创投-国家中小企业发展基金，SEEFund无限基金，国家混改基金，临空兴融普华资本，元生创投，探针资本，建发新兴投资，翰森投资，康鹏钮特，fa(探针资本)2022/1/10蓝晶微生物

先进制造

新材料B+轮A轮8.7亿人民币2.5亿人民币数亿人民币2022/1/17微构工场先进制造

新材料2022/1/24酶赛生物2022/3/14芝诺科技医疗健康

生物技术和制药

C+轮医疗健康

生物技术和制药

天使轮医疗健康

生物技术和制药

天使轮1000万人民币

中信资本，嘉程资本，闫曌，fa(源合资本)2022/5/72022/5/9柏垠生物数千万人民币

天图投资，基石资本柯泰亚生物

医疗健康

生物技术和制药

A轮数亿人民币源码资本，食芯资本

BitsxBites，夏尔巴投资，fa(元启资本）资料来源：产业信息网，西部证券研发中心三、国内外企业持续经受市场考验，产品为最终落脚点合成生物学企业可分为使能技术型、平台型与产品型三类。使能技术型：最上游的合成生物学使能技术公司负责DNA/RNA的编辑、合成和组装技术，以及开发核酸研发的生产力工具和软件类产品。平台型：中游是合成生物平台型公司，扮演了“生物基解决方案”设计师和开发者的角色，11|请务必仔细阅读报告尾部的重要声明西部证券2022年

12月

25日行业深度研究

|基础化工通过构建技术研发平台，解决从生物的基因编辑到产品和服务的商业化落地中的问题。产品型：产品型公司负责应用上的研发和生产生物基产品，探索高效的生物合成方法。合成生物学赛道主要关注的是平台型与产品型公司，两者各有侧重。平台型公司需要掌握细胞构建与改造的核心技术，然而当前下游需求并不旺盛，其需要找到合理的盈利模式。而产品型公司直接规模化生产产品，理论上营收天花板高于平台型公司，但产品型公司在产品工业化放大的过程中存在诸多风险，实验室、中试和商业规模生产之间的发酵条件差异很大，需要公司具备从研发到落地各个环节的研发能力，打通产品落地全链条难度大，若产品无法量产，或者量产后较化学法没有产生明显优势，可能会导致公司面临失败。图

16：合成生物学企业图谱资料来源：《合成生物学产业发展与投融资战略研究》，西部证券研发中心最终决定企业价值的是产品规模化后的盈利能力。当前合成生物学市场风起云涌，国外企业上市较早，经过市场验证，证明对企业股价起支撑性作用的是其产品的规模化落地后的盈利能力。而国内企业则证明了合成生物学产品走的是对化学法产品替代的逻辑，需要将技术转化为盈利能力，并使得产品较化学法有显著优势才能打开广阔市场。3.1国外企业：产品为企业价值提供根本支撑国外合成生物学起步较早，既有平台型公司，也有产品型公司。不同类型的公司发展各异，可为国内提供有效参照。我们选择三个典型国外企业进行介绍，为预判国内合成生物学企业的发展提供经验。GinkgoBioworks是平台型公司的典范，坚定把平台做到底。Amyris是产品型公司，在由生物燃油转向消费品领域后营收大幅增长。Zymergen则提供反面案例，说明产品型企业若选品失败则会陷入危机。1、GinkgoBioworks：探索平台型公司的盈利模式GinkgoBioworks是平台型合成生物学企业的典范。GinkgoBioworks认为细胞编程平台是合成生物学真正创造价值的环节，标语是“生物学就是代码”，其与不同应用领域的下游客户合作，满足下游企业“基因工程”环节外包的需求。12|请务必仔细阅读报告尾部的重要声明西部证券2022年

12月

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|基础化工平台型公司盈利模式受质疑。在

GinkgoBioworks初上市时，市场对其期望较高，股价处于高位。但在

2021年

10月，做空机构蝎子资本（ScorpionCapital）对其发布做空报告，指出其并没有独特的技术、知识产权或者差异化的能力，缺乏真正的代表性产品，且基本上所有的代工收入都来自关联方。该报告引起了市场对

GinkgoBioworks盈利模式的怀疑：平台型公司的代码库与测序能力是否真正具备高壁垒？上游平台在产业价值链中的价值是否受到下游客户认可？此后，GinkgoBioworks股价一路走低。逆风开启兼并之路，更新盈利模式。今年

7月以来，GinkgoBioworks完成了四项对于其他合成生物学研发平台的收购项目，以进一步扩展其自身平台的仪器与技术。除了利用收购加快平台搭建进程外，Ginkgo还更新了盈利模式，通过入股下游客户的成功项目达到更深层次的绑定，以分享下游利润。图

17：GinkgoBioworks股价走势（美元）资料来源：iFinD，西部证券研发中心GinkgoBioworks仍处于成长期前期，需要大量资金进行研发与市场推广。2022H1GinkgoBioworks营收为

3.13亿美元，仍未实现盈利，净利润为-12.59亿美元。其中市场、销售与管理费用为

8.73亿美元，研发费用为

6.12亿美元，仍需大量资金去进行市场推广，处于成长期前期。图

18：GinkgoBioworks营收与净利润情况营业收入（百万美元）归母净利润（百万美元）50002021年2022H1-500-1000-1500-2000资料来源：iFinD，西部证券研发中心2、Amyris：市场认可度决定于产品规模化后的盈利能力Amyris始终致力于规模化生产产品。其

CEO认为“品牌和工厂才是盈利的关键，制造13|请务必仔细阅读报告尾部的重要声明西部证券2022年

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|基础化工环节才是当前释放合成生物技术潜能的关键。”Amyris于

2010年在纳斯达克上市。上市初期始终致力于研发生物燃油，但其产品规模化始终难以实现，股价亦一路下跌，之后转向美容、个人护理和健康消费品领域，在营收增长后股价有所上涨。2021年

4月，化工原料巨头帝斯曼

DSM收购

Amyris的香精香料业务，交易价格为

1.44亿美元。该事件对

Amyris的股价有一定提振作用，但之后由于

Amyris产品仍未实现大规模盈利，因此股价回落。高股价需要有高盈利作为支撑。图

19：Amyris股价走势（美元）资料来源：iFinD，西部证券研发中心Amyris产品落地并采取“2C”模式销售后，营收显著增长。2021年营收达

3.42亿美元，同比增长

97.43%。2022H1Amyris营收为

1.23亿美元，其中可再生产品收入为

9790万美元，同比增长

50%。净利润亏损逐渐缩小，市场开拓占据主要资金。2022H1市场、销售与管理费用为

2.34亿美元，同比增长

153.09%；研发费用为

0.53亿美元，同比增长

14.67%；净利润亏损缩小，2022H1净利润为-2.17亿美元，亏损同比缩小

20.91%。图

20：Amyris营收与增长率图

21：Amyris净利润与增长率营业收入（百万美元）同比增长率（右轴）归母净利润（百万美元）同比增长率（右轴）40035030025020015010050150.00%100.00%50.00%0.00%0-5040.00%30.00%20.00%10.00%0.00%-100-150-200-250-300-350-400-450-10.00%-20.00%-30.00%-40.00%-50.00%-50.00%-100.00%020182019202020212022H120182019202020212022H1资料来源：iFinD，西部证券研发中心资料来源：iFinD，西部证券研发中心14|请务必仔细阅读报告尾部的重要声明西部证券2022年

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|基础化工图

22：Amyris销售与研发费用率情况（%）市场、销售和管理费用(%)研发费用(%)200%180%160%140%120%100%80%60%40%20%0%2016201720182019202020212022H1资料来源：iFinD，西部证券研发中心3、Zymergen：产品产业化失败导致危机Zymergen核心产品为一种新型生物薄膜，可作为柔性电子屏幕材料，产业化失败致使股价暴跌

90%。Zymergen于

2021年

4月上市，上市三个月后，临近商业化的核心生物膜产品失败，股价暴跌，2022下半年因其合成生物学研发平台被

GinkgoBioworks收购。Zymergen的失败反映了产品型合成生物学企业所面临的产品落地风险。图

23：Zymergen股价走势（美元）资料来源：iFinD，西部证券研发中心15|请务必仔细阅读报告尾部的重要声明西部证券2022年

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|基础化工图

24：Zymergen营收与增长率图

25：Zymergen净利润与增长率营业收入（百万美元）同比增长率（右轴）归母净利润（百万美元）同比增长率（右轴）1816141210830.00%20.00%10.00%0.00%0-500.00%-5.00%-100-150-200-250-300-350-400-10.00%-15.00%-20.00%-25.00%-30.00%-35.00%-40.00%6-10.00%-20.00%-30.00%4202019202020212022H12019202020212022H1资料来源：iFinD，西部证券研发中心资料来源：iFinD，西部证券研发中心3.2国内上市企业：均有产品落地，估值与业绩共振3.2.1凯赛生物：布局生物基聚酰胺凯赛生物属于贯穿上游基因工程技术到下游产品落地的公司，由长链二元酸生产进军千亿聚酰胺市场。凯赛生物成立于

2000年，于

2020年

8月成功上市。创始人刘修才曾担任北大博士导师，完整布局了生物化工领域从基因工程-菌种培养-生物发酵-分离纯化-化学合成-应用开发的全产业链。首个产品长链二元酸于

2003年产业化，并自

2016年起逐渐将化学法替代，成为全球首个商业上成功将化学法替代的产品，为长链二元酸全球龙头。除长链二元酸外，公司还开发了利用二元酸与生物基戊二胺聚合而成的生物基聚酰胺，进军千亿聚酰胺市场，目前具有长链二元酸年产能

11.5万吨/年与生物基聚酰胺产能

10.3万吨/年，并有

90万吨/年生物基聚酰胺项目在建。表

6：凯赛生物产能情况产品现有产能11.5万吨/年在建产能长链二元酸生物基戊二胺生物基聚酰胺5万吨/年50万吨/年戊二胺在建，预计

2023年投产10.3万吨/年90万吨/年生物基聚酰胺在建，预计

2023年投产资料来源：公司年报，西部证券研发中心生物法成本优势强，且能通过研发不断降低成本。生物法利用微生物发酵来生产产品，不需要添加催化剂等，反应过程简单，生产效率高；使用发酵罐为反应场景，固定成本较低，环境处理成本也较低。同时还能通过研发提高微生物反应效率，降低原材料成本。通过不断研发精进技术，凯赛生物长链二元酸毛利率由

2016年的

36.58%提升至

2020年的50.62%。16|请务必仔细阅读报告尾部的重要声明西部证券2022年

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|基础化工图

26：凯赛生物营收及增长率图

27：凯赛生物净利润及增长率归母净利润（亿元）同比增长率（右轴）营业收入（亿元）同比增长率（右轴）745.0%40.0%35.0%30.0%25.0%20.0%15.0%10.0%5.0%2560.00%50.00%40.00%30.00%20.00%10.00%0.00%65432102015105-10.00%-20.00%-30.00%0.0%-5.0%-10.0%020182019202020212022H120182019202020212022H1资料来源：Wind，西部证券研发中心资料来源：Wind，西部证券研发中心3.2.2华恒生物：主营氨基酸产业链华恒生物主营氨基酸产业链。华恒生物于

2021年上市，公司利用合成生物学技术，主营氨基酸发酵领域，首席科学家张学礼先生担任中国科学院系统微生物工程重点实验室主任，具备较强的研发实力，搭建了完善的“基因工程菌种-发酵与提取-产品应用”平台。公司全球首次成功实现微生物厌氧发酵法规模化生产

L-丙氨酸，据公司招股书，该技术与酶法工艺相比成本可降低约

50%。2019年公司丙氨酸系列产品全球市占率接近

50%，为全球龙头。图

28：华恒生物主要产品下游情况资料来源：华恒生物招股说明书，西部证券研发中心近年来公司为满足下游需求，不断扩产，并开发

D-泛酸钙、α-熊果苷等新产品丰富产品线，多个新产能项目与新品类将在

2023年投产。表

7：华恒生物产能情况产品现有产能在建产能年产

2万吨丙氨酸，2023年投产年产

5000吨

D-泛酸钙，2023年投产-丙氨酸系列D-泛酸钙2.75万吨300吨α-熊果苷100吨17|请务必仔细阅读报告尾部的重要声明西部证券2022年

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|基础化工产品现有产能在建产能Beta丙氨酸衍生物缬氨酸年产

7000吨

Beta丙氨酸衍生物，2023年投产年产

1万吨缬氨酸，2023年投产--三支链氨基酸及其衍生物年产

1.6万吨三支链氨基酸及衍生物项目，2023年投产资料来源：公司招股说明书，公司公告，西部证券研发中心图

29：华恒生物营收及增长率图

30：华恒生物净利润及增长率营业收入（亿元）同比增长率（右轴）归母净利润（亿元）同比增长率（右轴）12120.00%100.00%80.00%60.00%40.00%20.00%0.00%1.81.61.41.21120.0%100.0%80.0%60.0%40.0%20.0%0.0%10860.80.60.40.20420-20.00%-20.0%20182019202020212022H120182019202020212022H1资料来源：Wind，西部证券研发中心资料来源：Wind，西部证券研发中心凯赛生物与华恒生物作为国内已上市的合成生物学化工领域赛道龙头，其市场价值同样受业绩驱动。两者虽已有产品投产且实现盈利，但仍需打开更广阔的市场空间。凯赛新进军生物基聚酰胺领域，市场急需对其发展情况进行验证，因此

PE与其业绩相关性较强。而华恒生物上市初期

PE较低，在

21Q3以其超高的业绩增长证明其盈利能力后受到市场认可，PE迅速拔涨，此后与凯赛生物同频共振。图

31：凯赛生物与华恒生物

PE走势（x）资料来源：iFinD，西部证券研发中心3.3国内未上市企业：平台型企业蓄势待发3.3.1蓝晶微生物：生产可降解PHA蓝晶微生物主营可降解

PHA，并有志于打造合成生物学研发平台。生物材料

PHA可在所有自然环境中自发完全降解，此外蓝晶微生物还可生产功能饮料成分和新型功能益生菌等。2021年以来公司启动

B系列融资，融资金额超

15亿元，资金的导入将推动公司生物可降18|请务必仔细阅读报告尾部的重要声明西部证券2022年

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|基础化工解材料

PHA规模化生产设施的建设运营、工业

4.0合成生物学研发平台

SynBio_OS的开发部署、以及再生医学材料与工程益生菌等新产品管线的研发落地。2022年

1月

1日，首个产品管线——生物可降解材料

PHA的年产

25,000吨超级工厂在江苏省盐城市开建。图

32：蓝晶微生物数字化生物反应器平台资料来源：蓝晶微生物官网，西部证券研发中心3.3.2弈柯莱生物：平台型公司，收入利润体量可观合成生物学平台型公司。弈柯莱生物科技（上海）股份有限公司成立于

2015年，在对酶、代谢途径和网路及生物底盘的设计与改造上均已有一定基础。目前已建有包括转氨酶在内的

21类（逾

50,000余种）工业常用酶的酶库，建成了包括大肠杆菌、酿酒酵母和谷氨酸棒状杆菌等

90+高性能菌株的完备底盘细胞及基因原件库（逾

100,000种），储备了大量优质生物工程资源，申请发明专利多达

100件以上，已获得授权的发明专利

38件。弈柯莱生物在医药、农业、健康等领域均有技术应用，如实现了

D-乙酯的高效绿色制造等。图

33：弈柯莱生物生产工艺资料来源：弈柯莱生物招股说明书，西部证券研发中心2021年公司营收3.31亿元，同比增长52.53%，净利润达3,108.41万元，同比增长94.86%。19|请