生物技术行业市场分析

生物技术行业市场分析攻坚国产替代，关注黄金赛道“卖水人”作为生物技术产业的底层支撑，生命科学工具类似于芯片技术在半导体行业的垄断地位，生物技术驱动的万亿级新兴市场将催生出庞大的底层生命科学工具需求。据统计，2021年，我国试剂耗材市场规模已约700亿元，且均处于快速成长期，弗若斯特沙利文预计2020-2025年生物试剂及一次性塑料耗材的复合增速分别达18.0%、20.1%。我国科学服务行业起步较晚，试剂和耗材几乎进入巨头垄断时代，国产化率不足10%，进口替代空间广阔。生物技术驱动万亿市场✓合成生物学：合成生物学被誉为第三次生物技术革命，具有低成本、低能耗优势，且几乎覆盖人类生活涉及的各领域。据BCCResearch数据，2019年全球合成生物学市场规模已达53.20亿美元，预计到2024年可达188.85亿美元，2019-2024年的CAGR28.8%。生物基材料：根据全球经济合作与发展组织预测，2030年全球将有20%的石化产品（约8000亿美元）可由生物基产品替代，然而目前的替代率仍不到5%，较2020年市场提升空间近6000亿美元。在低碳经济驱动下，生物基材料市场规模加速提升，2021年，我国生物基材料市场规模达199.2亿元，同比增速由2018年的8.6%逐步提升至16.2%。生物基材料行业竞争充分，以细分领域龙头为主。生物食品：人造肉不仅节能环保，还能解决伴随着人口增长而来的食物短缺问题。人造肉正处于行业导入期，据MarketsandMarkets，2021年，全球植物肉市场规模已达160亿美元，预计至2025年可达279亿美元，年复合增速达15%。当前，美国人造肉企业占据主导地位，我国人造肉处于蓝海阶段，市场较为分散。生物医用材料：生物医用材料市场空间广阔，且正在向促进组织再生的再生生物材料演化。2020年，我国生物医用材料市场规模接近5000亿元，约占医疗器械市场规模的一半。由于较高的技术、资质和资金壁垒，全球生物医用材料高端市场已形成寡头垄断局面。目前，我国70%的高端产品依靠进口，但在心血管支架、封堵器、生物型硬膜补片等部分生物医用材料方面已实现进口替代。生物农业：生物育种能够降本增效，在传统育种已无法满足不断增长的人口对于食物需求的背景下，生物育种的产业化进程加速。据IDTechExResearch，预计全球生物技术种子规模将由2020年的282亿美元增长至2031年的443亿美元。全球种业高度集中，前五大企业垄断了一半以上的份额，且持续高研发投入，领先优势不断加深。而我国种企规模小，且格局分散，2021年，前五大企业市占率仅约12%，未来成长空间广阔。生物经济时代踏浪而来三次生物技术革命，引领科技产业颠覆性变革第一次生物技术革命以沃森、克里克发现DNA双螺旋结构为标志，生物学研究进入分子时代。第二次生物技术革命以人类基因组计划的完成为标志，探秘基因组学拉开帷幕。第三次生物技术革命以对生物体进行有目标的设计、改造，乃至重新合成为标志，创建赋予超越自然功能的人造生命体系，在社会生产生活各个方面均有着巨大潜力和应用前景。生物经济时代踏浪而来人类社会已经历了从狩猎与采集经济、农业经济、工业经济到信息经济的更替，当前正处在信息经济的成熟阶段与生物经济的成长阶段。以DNA双螺旋结构发现、人类基因组破译为标志，生物经济发展已迈过孕育阶段。预计在不久的将来，以包括健康医疗等在内的生物基产品和服务的普遍而廉价应用为标志，人类经济社会将进入真正的生物经济时代。生物技术囊括与人类自身和社会发展相关的各领域随着计算、数据分析、机器学习、人工智能以及生物工程的发展，生物技术不断进步，取得了一系列重要进展和重大突破，加速向应用领域演进。目前，生物技术已囊括与人类自身和社会发展相关的各领域，如医药健康、农业、食品、能源、环境、制造业、国家安全等。多因素推动行业快速发展，生物技术空间巨大在环境、技术、经济、政策和投资等多重因素推动下，生物经济行业迅速发展。根据国家发展改革委印发的《“十四五”生物经济发展规划》，“十四五”时期生物经济总量规模迈上新台阶。国家发改委创新驱动发展中心主任解读，到2025年，我国生物经济总量有望达22万亿元，其中核心产业总量超过7.5万亿元。攻坚国产替代，关注黄金赛道“卖水人”生物技术催生底层生命科学工具市场基因工程、细胞工程、微生物工程等底层是对细胞、酶、病毒等生物的改造及筛选，都需要用到底层通用工具。未来，生物科技驱动的万亿级新兴市场将催生出庞大的底层生命科学工具需求。关注生命科学工具国产替代作为生物技术产业的底层支撑，生命科学工具类似于芯片技术在半导体行业的基础地位。据研究，我国科研试剂、实验耗材长期被外资龙头主导，国产化率仅约10%。但通过我国企业的不断努力，目前本土生命科学工具正在逐步壮大，已逐步摆脱完全依赖进口的状态，尤其经历2020年新冠检测的洗礼，在部分赛道已展现出弯道超车的良好态势。科研试剂是新技术发展的基石科研试剂是科学研究和新技术发展的支撑，呈现出品种门类多、单位用量小、涉及范围广、技术含量高、更新速度快、质量标准严等特点。随着科学技术的快速发展，传统化学试剂已经不能满足科研需要，又产生出众多新的试剂品类，如色谱级、电子级、标准物质等化学试剂及重组蛋白、抗体等生物试剂。繁多的种类、复杂多样的生产技术以及较高的品牌认可度构成了科研试剂行业的高壁垒。我国试剂行业技术相对落后科研试剂市场按性质不同可分为化学试剂和生物试剂，其中化学试剂又可分为通用试剂和高端试剂。通用试剂用量大、价格低、获取难度较小，高端试剂品种多、用量小、品质高、价格贵、获取难度较大。我国试剂行业起步较晚，生产技术、应用技术以及生产工艺均与国外存在一定差距。据《我国科研试剂产业发展战略研究》（周培才等，2022年11月），目前，全球试剂品种已达20万种，经常流通的试剂品种约5万种；我国常用试剂2万余种，但国内能自主研发生产的试剂品种不足7000种，且其中中低端产品占多数，中高端科研试剂产品严重欠缺。高端化学试剂和生物试剂几乎进入巨头垄断时代目前，全球的科学服务行业已形成了行业巨头赛默飞世尔科技、丹纳赫、默克等知名企业为主的竞争格局。巨头们在品牌声誉、产品质量等方面均具有较强优势，产品多达几十万种，横跨科研试剂、实验耗材及仪器设备领域，年收入过百亿美元，几乎垄断整个市场。我国试剂行业以中小型企业为主，仅能专注于生产科研试剂中的某一类产品，缺少一站式整合能力，利润空间极为有限。据《国内实验试剂供应链现状、问题与对策》（刘海龙等，2018年11月），我国的高端科研试剂产品，包括高端化学试剂以及生物试剂基本被国外巨头垄断，占我国90%的市场份额。我国科研试剂行业处于快速成长期根据Wiseguy，全球实验室试剂市场规模预计将从2017年的183亿美元增加到2025年的298亿美元，年复合增长率为6.3%。我国已进入创新驱动发展的关键时期，研发投入持续加大，2017至2022年，据国家统计局，我国研发经费支出复合增速高达11.9%。在海量投入支撑下，未来3~5年，预计我国科研试剂增速仍将维持10%以上。据弗若斯特沙利文统计预测，2022年，我国仅生物试剂科研领域市场规模已达217亿元，并将以16.4%的复合增速增长至2026年的398亿元。实验耗材目前以一次性塑料耗材为主实验室耗材的种类繁多，制造材料包括塑料、玻璃、橡胶、金属等，其中，一次性塑料耗材因原料品种多样且价格低廉、便于一次性使用、易于表面改性等优势，目前应用最为广泛。从下游分类看，细胞培养类耗材、分子生物学实验耗材及微生物学实验耗材性能要求较为苛刻，如透光率、洁净度、精度等，同时针对不同应用还需满足不同需求，如表面超疏水、超亲水、温敏可逆超亲水等，具备较高技术含量，属于耗材中的高值产品。高分子材料的改性和加工是核心技术一次性塑料实验室耗材主要由高分子材料制成，高分子材料的改性技术与加工技术是该行业的关键技术。改性技术能使其在不同的应用场景具备某些特定性能；加工技术，如注塑、挤出成型技术的精密程度决定了生产环节的产品质量与生产效率。从趋势上看，早期玻璃材质因光洁、易消毒、理化性质稳定等特点为实验耗材主要原料，后由于技术的发展和大家对传染病的认识提高，逐渐被一次性塑料耗材所取代。随着应用场景的拓展及对相应产品理化性能、生物性能要求的提升，未来普通高分子材料将逐步向医用级别高分子材料、可生物降解材料等更高生物安全标准的材料转向。截至2020年底，我国一次性实验耗材市场90%以上被国外垄断欧美发达国家生命科学研究及其相关生物实验耗材产业已有一百多年的发展历史，耗材产品精密且生产技术成熟，有长期的品牌优势。我国一次性塑料生物实验室耗材市场相对欧美国家起步较晚，目前基本被进口产品垄断。国际龙头企业，如赛默飞世尔科技、艾本德、艾万拓、康宁等长期占据主导地位，据凯实生物招股说明书，截至2020年底，进口品牌仍占据约90%以上的市场份额。目前国产改性塑料能满足大部分低端和部分中端耗材的需求，随着国产厂家研发和创新能力的不断提升，已有少数企业的产品品质达到国际先进水平，国有品牌有望逐步实现进口替代。生物技术驱动万亿市场合成生物学：生物制造产业的核心技术合成生物学是一门新兴的交叉学科，结合了生物学、化学工程、信息学、计算科学，通过重新设计与改造酶、细胞或合成途径，使其成为细胞工厂，来模拟生物体细胞内的物质反应以替代传统化学制造。合成生物制造一般以淀粉、纤维素、二氧化碳等可再生碳资源为原料，加工及合成化学品、药品、食品、生物能源、生物材料。具有清洁、高效、可再生等特点，能够减少工业经济对生态环境的影响，助力医药、食品、能源、材料、农业等行业的低碳转型。合成生物学发展迅速，市场空间广阔合成生物学及其应用在各个领域不断渗透，并创造了巨大的经济价值。据BCCResearch数据，2019年全球合成生物学市场规模已达53.20亿美元，预计到2024年可达188.85亿美元，2019-2024年的CAGR28.8%。分应用领域看，医疗健康领域主导了合成生物学商业化发展，化工、食品、农业、消费品领域细分市场增速较高。预计化工领域市场规模将由2019年的11.10亿美元增长至2024年的37.47亿美元，CAGR27.5%。分区域来看，全球合成生物学市场由北美洲和欧洲主导，2019年全球市占率分别58.5%、23.6%，亚太区2019年全球市占率15.1%。生物基材料：广阔蓝海，即将启航生物基材料是指是指利用生物质为原料或（和）经由生物制造得到的材料。根据我国“十四五”生物经济发展规划预测，未来十年石油化工、煤化工产品的35%可被生物制造产品替代。根据全球经济合作与发展组织发布的“面向2030生物经济施政纲领”战略报告预测，2030年全球将有大约35％的化学品和其他工业产品来自生物制造，其中20%的石化产品（约8000亿美元）可由生物基产品替代，然而目前的替代率仍不到5%，较2020年市场提升空间近6000亿美元。在低碳经济驱动下，万亿元蓝海市场，蓄势待发。行业竞争充分，以细分领域龙头为主从全球范围来看，亚洲是生物基材料重要的生产中心。据《我国生物基材料产业发展对策与建议》（魏珣等，2022年4月），2020年，产能占全球生物基材料的46%，其次为欧洲、北美，产能占比分别为25%、17%。生物基材料行业市场竞争较为充分，企业竞争格局以细分领域的龙头为主。巴斯夫、陶氏、杜邦等化工巨头长期致力于生物基材料的研发，有力推动了全球生物基材料的商业化进程。目前，我国生物基材料仍处于起步阶段，但在政策助力下，也出现了重点企业，多为细分领域的龙头。生物食品：人造肉正在改变餐桌人造肉指人工制造而不是通过养殖动物来提供的肉类，不仅节能环保，还能解决伴随着人口增长而来的食物短缺问题。人造肉分为植物基人造肉和细胞基人造肉：植物基人造肉是利用植物蛋白通过纤维结构化和风味物质的整合模仿真肉口感；动物基人造肉通常是采用从动物分离出干细胞或组织，将其增殖分化出类似肌肉的原始纤维组织而制成。我国人造肉处于蓝海阶段，市场较为分散从区域来看，欧美及亚太地区是全球主要的人造肉市场，据ResearchandMarkets，2020年，欧洲、亚太、北美植物性人造肉市场规模占全球比重分别为35%、30%、20%。当前美国人造肉企业占据主导地位，据IRR统计，2019年，全球人造肉市场市占率前四家企业均为美国企业，合计约占全球69%的市场份额。我国人造肉市场尚处于蓝海阶段，竞争格局较为分散，产品技术能够对标国际先进水平的仅有深圳星期零、北京珍肉等初创企业。在巨大市场前景吸引下，传统食品巨头也纷纷下场，但目前还处于合作研发的阶段，随着人造肉市场逐渐成熟，或将重塑竞争格局。全球植物肉市场规模预计超千亿元植物基人造肉的研究发展速度较快，已经进入商业化生产阶段，目前，市场上部分知名品牌植物肉产品价格仅略高于传统养殖肉。据MarketsandMarkets，2021年，全球植物肉市场规模已达160亿美元，预计至2025年可达279亿美元，年复合增速达15%。而据Euromonitor预测，2025年中国植物肉市场规模将达到142亿美元，超过全球市场的一半。动物基人造肉的成本从2013年国外首次培育出的几十万元一公斤到现在的千元级别，已经实现近百倍的下降。但离规模化的市场推广还有距离，目前仍处于实验室阶段。生物医用材料市场空间广阔生物医用材料又称生物材料，是一类用于诊断、治疗、修复和替换人体组织、器官或增进其功能的新型高技术材料，是材料科学、生物技术、临床医学多领域的深度融合。生物医用材料属于医疗器械范畴，2020年，我国生物医用材料市场规模接近5000亿元，约占医疗器械市场规模的一半。据罗兰贝格，2022年我国医疗器械市场规模预计达9582亿元，2015-2022年复合增速约17.5%，已跃升为除美国外的全球第二大市场。全球高端市场呈寡头垄断局面由于较高的技术、资质和资金壁垒，全球生物医用材料高端市场已形成寡头垄断局面。具备技术优势且已成规模的企业，跨国公司占据了全球市场的大部分份额。我国生物医用材料产业市场规模增长迅速，但大部分企业仍处于小规模发展阶段。据成都市科学技术发展战略研究院统计，目前，我国80%～90%的生物医用材料成果仍处于研发阶段，企业基本生产中、低端产品，70%的高端产品依靠进口。但随着研发能力的不断增强，在心血管支架、封堵器、生物型硬膜补片、骨创伤修复器械等部分生物医用材料方面已实现进口替代。生物