生物制造領(lǐng)域正迎來其發(fā)展的黃金時(shí)期，2024年被視為生物制造的元年，而2025年則預(yù)示著該領(lǐng)域?qū)⒉饺胄乱惠喌脑鲩L快車道。技術(shù)的持續(xù)革新與市場的龐大需求正攜手推動(dòng)生物制造成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力源。然而，在這一進(jìn)程中，生物制造產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)卻面臨著諸多亟待解決的挑戰(zhàn)。

人工智能與合成生物學(xué)的深度融合，被譽(yù)為生物制造5.0的核心驅(qū)動(dòng)力。這一融合不僅加速了生物制造從傳統(tǒng)模式向智能化、精準(zhǔn)化、高效化的全面轉(zhuǎn)型，還極大地推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)鏈上創(chuàng)新研發(fā)、中試放大、生產(chǎn)制造等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的進(jìn)步。特別是BT生物技術(shù)與IT信息技術(shù)的結(jié)合，為生物制造領(lǐng)域帶來了顛覆性的變革。例如，在香蘭素的研發(fā)過程中，通過AI技術(shù)與合成生物學(xué)的結(jié)合，研發(fā)周期和產(chǎn)業(yè)化周期從原來的5年大幅縮短至1.5年，同時(shí)研發(fā)成本和終端產(chǎn)品成本也降低了約50%，顯著提升了制造競爭力。

在蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，也取得了突破性進(jìn)展?？茖W(xué)家首次利用生成式人工智能從頭設(shè)計(jì)出了全新的抗體，這一成果將在新型疫苗、非天然氨基酸蛋白質(zhì)、新型藥物輸送載體、智能療法以及高性能生物材料等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用?；蚓€路設(shè)計(jì)和代謝通路設(shè)計(jì)也在不斷探索中，盡管相關(guān)研究仍處于初級(jí)階段，但已展現(xiàn)出巨大的潛力。

隨著生物制造產(chǎn)業(yè)化需求的不斷增長，糧食原料的消耗量日益龐大，已成為制約生物基產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展的瓶頸。因此，發(fā)展非糧原料，拓寬原料范圍，成為生物制造領(lǐng)域的必然趨勢。非糧原料包括纖維素類原料、畜禽糞便、有機(jī)生活垃圾以及CO2等氣體原料。然而，當(dāng)前非糧原料在生物制造中的應(yīng)用尚未真正步入商業(yè)化階段，其降本效果也多為理想情況下的核算，且降本率多在10%-30%之間。例如，秸稈糖生產(chǎn)燃料乙醇的成本相較于玉米原料有所降低，但仍需進(jìn)一步突破技術(shù)難題以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。

中試環(huán)節(jié)被視為生物制造的“死亡谷”，其中發(fā)酵優(yōu)化放大是實(shí)現(xiàn)倍數(shù)級(jí)產(chǎn)量提升的關(guān)鍵。然而，在發(fā)酵優(yōu)化放大過程中，往往會(huì)面臨反應(yīng)器傳熱傳質(zhì)效率下降、過程數(shù)據(jù)采集與處理困難等問題。為解決這些問題，“過程數(shù)據(jù)處理及自動(dòng)化智能化調(diào)控”被認(rèn)為是有效途徑。通過先進(jìn)的傳感系統(tǒng)、算法、計(jì)算平臺(tái)以及機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)字孿生等手段，可以實(shí)現(xiàn)分析、反饋、執(zhí)行的自動(dòng)化，從而有效解決發(fā)酵優(yōu)化放大瓶頸。

在尋找生物制造領(lǐng)域的“爆品”時(shí)，精準(zhǔn)定位產(chǎn)品賽道至關(guān)重要。根據(jù)終端產(chǎn)品需求體量和單位價(jià)值，生物制造產(chǎn)品可以分為低量高價(jià)、中量中價(jià)和高量低價(jià)三類。低量高價(jià)產(chǎn)品主要面向高端市場，擁有較大的利潤空間，但對(duì)創(chuàng)新技術(shù)和研發(fā)經(jīng)費(fèi)的要求極高；中量中價(jià)產(chǎn)品市場競爭激烈，需要企業(yè)具備較強(qiáng)的市場敏感性和產(chǎn)品延展性；高量低價(jià)產(chǎn)品則對(duì)成本控制和產(chǎn)業(yè)化能力提出了極高要求，往往被行業(yè)龍頭企業(yè)所壟斷。

總之，生物制造領(lǐng)域正迎來前所未有的發(fā)展機(jī)遇，但同時(shí)也面臨著諸多挑戰(zhàn)。只有不斷突破技術(shù)瓶頸、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)、精準(zhǔn)定位產(chǎn)品賽道，才能在這一新興領(lǐng)域中脫穎而出。