中國(guó)生物制造亟需構(gòu)筑起獨(dú)立的科學(xué)底層邏輯與產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

編者按：4月14日，華熙生物微信公眾號(hào)刊發(fā)了一篇深度長(zhǎng)文：《關(guān)于生物制造的科幻、歷史幽靈與未來(lái)高地》，引發(fā)關(guān)注與思考。中國(guó)香妝融媒體特編發(fā)系列文章，供大家一起來(lái)探討和交流。本文為系列文章之二。

2026年，“十五五”規(guī)劃將生物制造推至國(guó)家戰(zhàn)略的最高優(yōu)先級(jí)，與集成電路、工業(yè)母機(jī)并列，定位為“新質(zhì)生產(chǎn)力的核心物質(zhì)引擎”。此前一年，政府工作報(bào)告已首次提出“培育生物制造”等未來(lái)產(chǎn)業(yè)。從“培育”到“增長(zhǎng)點(diǎn)”，短短兩年，政策話語(yǔ)急速升溫。與此同時(shí)，美國(guó)簽署“國(guó)家生物技術(shù)和生物制造倡議”，歐盟發(fā)布《與自然共建未來(lái)》，英國(guó)出臺(tái)《生命科學(xué)產(chǎn)業(yè)專(zhuān)項(xiàng)計(jì)劃》——全球主要經(jīng)濟(jì)體幾乎在同一時(shí)間窗口內(nèi)，將生物制造提升至國(guó)家安全與戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的層面。

目前，中國(guó)生物制造已占得先機(jī)：全球70%的發(fā)酵產(chǎn)能、一批世界冠軍企業(yè)（華熙生物透明質(zhì)酸全球市占率超40%，凱賽生物長(zhǎng)鏈二元酸約80%，華恒生物丙氨酸約60%）、從“工程紅利”向“科學(xué)紅利”過(guò)渡的強(qiáng)勁勢(shì)頭。然而，華熙生物組織的這場(chǎng)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域深度研討，卻揭示了一個(gè)遠(yuǎn)比產(chǎn)能規(guī)模更為復(fù)雜、也更為深刻的命題：中國(guó)生物制造亟需構(gòu)筑起獨(dú)立的科學(xué)底層邏輯與產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。

生物制造何以成為“未來(lái)高地”？

華熙生物微信公眾號(hào)刊發(fā)的深度長(zhǎng)文《關(guān)于生物制造的科幻、歷史幽靈與未來(lái)高地》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“文章”）以阿瑟·克拉克《2001：太空漫游》中的月球基地開(kāi)篇，精準(zhǔn)點(diǎn)出生物制造的本質(zhì)革命：將人類(lèi)獲取能量的方式，從依賴(lài)光合作用的二維農(nóng)業(yè)，轉(zhuǎn)向多維度、多能量來(lái)源的生物制造。在星際飛船上，不再需要廣袤農(nóng)田，取而代之的是精密的發(fā)酵罐——微藻在核聚變生物反應(yīng)器中生長(zhǎng)，酵母被改造成“細(xì)胞工廠”。這一想象并非遙不可及。2025年，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院都市農(nóng)業(yè)研究所提出“星際農(nóng)業(yè)”概念，篩選螺旋藻、裸藻、萊茵衣藻等“星際先鋒”物種，結(jié)合基因編輯和智能發(fā)酵，構(gòu)建完全不依賴(lài)耕地、淡水、傳統(tǒng)作物的食物生產(chǎn)模式。其價(jià)值遠(yuǎn)不止于太空：當(dāng)微藻可在荒漠戈壁、極地高寒地帶實(shí)現(xiàn)工業(yè)化量產(chǎn)，地球上的糧食安全問(wèn)題也將迎來(lái)革命性解決方案。

科幻的另一重照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，體現(xiàn)在人類(lèi)生命質(zhì)量的躍升。恒星際航行需要“造境生物”——通過(guò)基因工程改造出適應(yīng)封閉小環(huán)境、無(wú)懼微重力和高輻射的生命形態(tài)。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(qiáng)大的能力，并以更大規(guī)模、更低成本應(yīng)用于人類(lèi)社會(huì)。在衰老干預(yù)領(lǐng)域，科學(xué)家已開(kāi)始期待“壽命逃逸奇點(diǎn)”——科技對(duì)衰老的延緩速度超過(guò)人類(lèi)自然衰老的速度。然而，赫拉利在《未來(lái)簡(jiǎn)史》中表達(dá)的憂慮同樣真實(shí)：如果這類(lèi)技術(shù)如此昂貴，以至于少數(shù)精英才能享用，他們是否會(huì)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(xì)胞工廠，生產(chǎn)原本稀缺的功能分子，從基因?qū)用嫘迯?fù)細(xì)胞損傷、增強(qiáng)免疫與認(rèn)知功能。這正是生物制造被各國(guó)提升至戰(zhàn)略高度的根本原因：它不僅是產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的工具，更關(guān)系著未來(lái)人類(lèi)生活方式的公平性與可持續(xù)性。

“歷史機(jī)遇”與隱性成本

中國(guó)生物制造的崛起，很大程度上得益于加入WTO后承接西方國(guó)家外溢的產(chǎn)能，逐步培育起完整的供應(yīng)鏈體系和工程人才體系。成本紅利、供應(yīng)鏈體系紅利、工程師紅利“三紅疊加”，奠定了今天全球70%發(fā)酵產(chǎn)能的地位。一批具備全球競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)脫穎而出。

然而，文章敏銳地指出，中國(guó)正從“工程紅利”向“科學(xué)紅利”過(guò)渡。在生物制造領(lǐng)域，論文發(fā)文量和專(zhuān)利申請(qǐng)量全球占比均超20%，展現(xiàn)出日益增強(qiáng)的原始創(chuàng)新能力。但這一轉(zhuǎn)型也意味著進(jìn)入“科技無(wú)人區(qū)”，面臨前所未有的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)并非孤立于生物制造，而是與芯片、工業(yè)母機(jī)等關(guān)鍵領(lǐng)域在共同面對(duì)著。

三大領(lǐng)域的共性短板

中國(guó)曾長(zhǎng)期領(lǐng)先于全球的瓷器產(chǎn)業(yè)，為何在工業(yè)革命后被歐洲取代？吳軍博士在《文明之光》中指出：中國(guó)工匠依賴(lài)師徒口傳心授的“手感”和“秘方”，導(dǎo)致工藝在“發(fā)明—失傳—再發(fā)明”的怪圈中循環(huán)；而歐洲人采用定量分析和比較實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)記錄瓷土配比與燒制溫度的內(nèi)在邏輯，使技術(shù)進(jìn)步建立在材料科學(xué)底層知識(shí)基座之上。指南針同樣如此——它被多次發(fā)明又多次失傳，原因在于發(fā)明往往為了解決具體問(wèn)題，未能像西方那樣從中抽象出磁物理學(xué)的基本原理。

這種差異的本質(zhì)，在于傳統(tǒng)技術(shù)長(zhǎng)于解決“怎么做”的具體問(wèn)題，而近代科學(xué)追問(wèn)“為什么”的普遍規(guī)律。趙東元院士的警句直指要害：“理性的翅膀一旦拴上了應(yīng)用的鉛砣，那它永遠(yuǎn)飛不了。”

文章將此歸結(jié)為三個(gè)共性問(wèn)題：

一是底層工具“失語(yǔ)”：缺乏對(duì)物理世界與生命系統(tǒng)的自主認(rèn)知能力。比如，芯片：EDA軟件長(zhǎng)期被Synopsys、Cadence、Siemens EDA三巨頭壟斷，全球份額約74%，中國(guó)市場(chǎng)超80%，國(guó)產(chǎn)化率僅11.5%。工業(yè)母機(jī)：高端數(shù)控系統(tǒng)由西門(mén)子、發(fā)那科主導(dǎo)（合計(jì)約75%市場(chǎng)份額），航空航天等高端制造場(chǎng)景國(guó)產(chǎn)化率不足10%。生物制造：基因編輯底層工具（CRISPR及相關(guān)專(zhuān)利）長(zhǎng)期由國(guó)外機(jī)構(gòu)掌握，國(guó)內(nèi)精準(zhǔn)基因編輯領(lǐng)域長(zhǎng)期依賴(lài)國(guó)外先導(dǎo)編輯系統(tǒng)。而底層能力的缺失，意味著始終處于跟隨地位，難以實(shí)現(xiàn)引領(lǐng)。

二是關(guān)鍵部件“斷鏈”：基礎(chǔ)材料與精密工藝的歷史欠賬。比如，芯片：高端光刻機(jī)由ASML獨(dú)家供應(yīng)，12英寸大硅片國(guó)產(chǎn)化率約35%，半導(dǎo)體材料整體國(guó)產(chǎn)化率20%-30%，光刻設(shè)備不足1%。工業(yè)母機(jī)：高端主軸國(guó)產(chǎn)化率約6%，滾珠絲杠、導(dǎo)軌等中高端絲杠外資占比仍高達(dá)90%。生物制造：高端工業(yè)酶制劑自給率、核心菌種自主率、高端分離純化設(shè)備自給率嚴(yán)重不足。

馬光輝院士明確指出，國(guó)產(chǎn)填料亟需替代進(jìn)口，避免關(guān)鍵時(shí)刻被“卡脖子”。已上市介質(zhì)種類(lèi)有限、結(jié)構(gòu)單一，難以滿(mǎn)足上游新產(chǎn)品的高效分離純化要求，背后是“中國(guó)分離介質(zhì)和裝備早期基本依賴(lài)進(jìn)口，相應(yīng)的檢測(cè)規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)匱乏”的歷史欠賬。

三是工程化“斷裂”：從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)的“死亡之谷”。比如，芯片：實(shí)驗(yàn)室工藝突破難以轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定良率的規(guī)模化生產(chǎn)，先進(jìn)制程良率爬坡周期漫長(zhǎng)。工業(yè)母機(jī)：樣機(jī)性能可與進(jìn)口媲美，但批量生產(chǎn)后一致性不足，精度保持性快速衰減。生物制造：實(shí)驗(yàn)室篩選的高效菌株放大到發(fā)酵罐后代謝紊亂、表達(dá)水平下降，中試環(huán)節(jié)不通暢，分離純化成本占總成本70%以上。

鄭裕國(guó)院士揭示了后端瓶頸的本質(zhì)：生物催化面臨五大瓶頸——與其他合成單元過(guò)程關(guān)聯(lián)度低、與產(chǎn)品分離集成性差、酶與其他催化元件協(xié)作效率低。他直言，高強(qiáng)度工業(yè)環(huán)境下生物催化劑易失活、重復(fù)利用率低，“經(jīng)濟(jì)性差”成為限制高效生物制造發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。丁奎嶺院士的批評(píng)更為尖銳：“生物合成、化學(xué)合成老死不相往來(lái)，而且自己把自己包得非常的緊?！被瘜W(xué)合成發(fā)表論文三百多萬(wàn)篇，生物合成一百多萬(wàn)篇，但交叉協(xié)同領(lǐng)域不到1000篇——“這就是問(wèn)題所在”。

上述這些的確在拷問(wèn)著我們今天的產(chǎn)業(yè)根基。

誰(shuí)才是產(chǎn)業(yè)突破的關(guān)鍵整合者？

文章通過(guò)三個(gè)歷史案例，給出了一個(gè)清晰的答案：發(fā)明家提供思想，但真正完成產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化、整合資源、承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)的，是企業(yè)和企業(yè)家。

瓦特與博爾頓：1765年，瓦特加入伯明翰“月光社”，與教授、企業(yè)家合作研制蒸汽機(jī)。但初始投資很快花光，公司破產(chǎn)。直到鑄造廠老板馬修·博爾頓接手專(zhuān)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(jī)問(wèn)世——從研究到問(wèn)世歷經(jīng)15載，到量產(chǎn)大賣(mài)整整63年。沒(méi)有博爾頓，歷史將如何改寫(xiě)？

特斯拉與摩根：J·P·摩根資助特斯拉建設(shè)沃登克里弗塔，但摩根希望的方向是無(wú)線電通訊的商業(yè)機(jī)會(huì)，而特斯拉聚焦于至今無(wú)法規(guī)模化運(yùn)用的無(wú)線供電。當(dāng)馬可尼搶先實(shí)現(xiàn)跨大西洋無(wú)線電通訊，摩根停止資助，特斯拉負(fù)債累累。天才的悲劇在于：科學(xué)家對(duì)技術(shù)方向的興趣，未必與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化者的市場(chǎng)判斷一致。

ASML與飛利浦：上世紀(jì)80年代初，ASML只是飛利浦內(nèi)部一個(gè)掙扎十余年的“問(wèn)題兒童”，無(wú)人愿意接手。1984年合資成立ASML，起初只能在木制營(yíng)房里工作。但飛利浦提供了兩項(xiàng)領(lǐng)先技術(shù)和一批頑強(qiáng)工程師。此后幾十年，ASML憑借與英特爾、三星、臺(tái)積電的戰(zhàn)略聯(lián)盟，在EUV領(lǐng)域壟斷全球。關(guān)鍵啟示：沒(méi)有飛利浦這樣的生態(tài)領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，就不會(huì)有ASML；沒(méi)有關(guān)鍵客戶(hù)和戰(zhàn)略投資者，ASML也無(wú)法堅(jiān)持近二十年的EUV研發(fā)周期。

這些案例共同指向：當(dāng)我們感嘆中國(guó)新興產(chǎn)業(yè)缺乏生態(tài)領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)時(shí)，我們是否有足夠戰(zhàn)略定力去培育還不成熟的未來(lái)生態(tài)領(lǐng)導(dǎo)者？ 還是希望學(xué)術(shù)界單獨(dú)扮演產(chǎn)業(yè)資源和轉(zhuǎn)化方向的主導(dǎo)者？

文章給出的答案是：培養(yǎng)市場(chǎng)化的生態(tài)引導(dǎo)企業(yè)，讓科學(xué)家專(zhuān)注研究，讓企業(yè)家組織資源并預(yù)見(jiàn)和承擔(dān)創(chuàng)新的風(fēng)險(xiǎn)。

守住未來(lái)高地的戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)

面對(duì)全球產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，有一種過(guò)于樂(lè)觀的預(yù)期認(rèn)為：中國(guó)擁有快速反應(yīng)的成體系制造業(yè)，這種優(yōu)勢(shì)很難被轉(zhuǎn)移。文章援引智能制造專(zhuān)家林雪萍在《供應(yīng)鏈攻防戰(zhàn)》中的觀點(diǎn)警示：中國(guó)供應(yīng)鏈的真正對(duì)手，并非美歐的回岸制造，而是東南亞、南亞、墨西哥等構(gòu)成的第二套供應(yīng)鏈。在全球化2.0時(shí)代，安全因素正被置于成本和效率之上進(jìn)行考量。

制造能力不會(huì)自然催生對(duì)底層工具的掌控。正如中國(guó)臺(tái)灣擁有全球最強(qiáng)的芯片代工能力，卻未能發(fā)展出稍有規(guī)模的EDA廠商；韓國(guó)擁有三星、SK海力士，在EDA領(lǐng)域的全球份額卻接近為零。當(dāng)中國(guó)生物制造缺乏底層基礎(chǔ)工具、缺乏強(qiáng)大品牌背書(shū)、缺乏全球最具影響力的大學(xué)研究機(jī)構(gòu)做后盾時(shí)，我們的護(hù)城河在哪里？

文章提出了“指揮高地”的概念——它不是傳統(tǒng)意義上的制造工廠，而是具備四種能力的戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)：

一是貼近工廠：深植于產(chǎn)業(yè)一線，理解真實(shí)的生產(chǎn)痛點(diǎn)和工程約束；二是聯(lián)通學(xué)界：與高校、科研院所保持緊密互動(dòng)，將前沿科學(xué)導(dǎo)入產(chǎn)業(yè)實(shí)踐；三是積累科學(xué)洞察資產(chǎn)：系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)、提煉規(guī)律，穿越“陶瓷時(shí)代”的經(jīng)驗(yàn)主義陷阱；四是產(chǎn)出基礎(chǔ)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(xiàn)中國(guó)優(yōu)勢(shì)的研發(fā)中心——生物制造中試基地的戰(zhàn)略定位。它不僅是實(shí)驗(yàn)室成果的放大驗(yàn)證平臺(tái)，更是連接科學(xué)與產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)化樞紐。在這里，工程問(wèn)題的解決能反過(guò)來(lái)推動(dòng)科學(xué)認(rèn)知的深化，發(fā)展出可以構(gòu)筑長(zhǎng)期壁壘的工具和方法，最終通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)和底層工具的掌控將制造能力變成全球化的高端服務(wù)能力。

然而，現(xiàn)實(shí)困境在于“資產(chǎn)公共化”的缺失。深圳、天津等地已進(jìn)行卓有成效的探索，但客觀審視，這些資產(chǎn)遠(yuǎn)未公共平臺(tái)化——它們更像是建起了嶄新大樓和擁有最新設(shè)備的新學(xué)校，而讓這樣的學(xué)校擁有大師和充滿(mǎn)活力的創(chuàng)新者還有待時(shí)日。商業(yè)環(huán)境長(zhǎng)期存在“寧為雞頭，不為鳳尾”的傾向：企業(yè)傾向于自建體系而非培育生態(tài)合作伙伴，高校傾向于追求論文發(fā)表而非產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，投資傾向于可見(jiàn)的硬資產(chǎn)而非無(wú)形的軟生態(tài)。最終可能導(dǎo)致設(shè)備閑置與重復(fù)建設(shè)并存，數(shù)據(jù)孤島與經(jīng)驗(yàn)隔閡同在。

戴蒙德之問(wèn)：我們能否守住高地？

文章結(jié)尾引用了歷史學(xué)家賈雷德·戴蒙德晚年的追問(wèn)：中國(guó)的農(nóng)業(yè)文明，究竟是在與新月沃地的交流中漸次萌發(fā)，還是基本上由其自身獨(dú)立孕育而出？地理與農(nóng)業(yè)構(gòu)成了歷史那只更為深遠(yuǎn)的手——農(nóng)業(yè)催生了金屬冶煉、數(shù)學(xué)推演、哲學(xué)思辨，也誕生了最初的大學(xué)。有了農(nóng)業(yè)這一根基，工業(yè)文明的出現(xiàn)幾乎是水到渠成。

戴蒙德并未公布這一研究的結(jié)論?；蛟S，這個(gè)問(wèn)題本身，他始終未能得出確切的答案。但文章將其轉(zhuǎn)化為一個(gè)更為緊迫的現(xiàn)實(shí)追問(wèn)：

無(wú)論是芯片、工業(yè)母機(jī)還是生物制造，我們能拋離陶瓷時(shí)代的幽靈，獨(dú)立地構(gòu)筑出完整的科學(xué)底層邏輯和底層工具嗎？我們能培養(yǎng)出完整的生態(tài)，并讓生態(tài)的中樞承擔(dān)起公共使命嗎？我們能在全球產(chǎn)業(yè)的流動(dòng)轉(zhuǎn)移中守住自己的指揮高地嗎？

這些問(wèn)題沒(méi)有現(xiàn)成的答案。但正如文章開(kāi)篇所言：“正確問(wèn)題的提出，可能是找到正確路徑最重要的開(kāi)始?！?/p>

總之，這場(chǎng)由華熙生物組織的跨學(xué)科交流，其價(jià)值正在于此：它沒(méi)有給出終極答案，卻為所有關(guān)心中國(guó)生物制造未來(lái)的人，提供了一面足以照見(jiàn)深層結(jié)構(gòu)問(wèn)題的鏡子。守住未來(lái)高地，需要的不僅是政策和資本的力量，更是一場(chǎng)關(guān)于科學(xué)方法論、產(chǎn)業(yè)組織方式和生態(tài)公共性的深層制度創(chuàng)新。這或許是這篇文章留給讀者最值得深思的地方。

（中國(guó)香妝融媒體編發(fā)此文只是為了傳遞更多的訊息或觀點(diǎn)，不代表任何有傾向性的投資意見(jiàn)或市場(chǎng)暗示，僅供行業(yè)參考。圖片來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)。）