ptt機油價格（合成生物學行業專題報告）

（報告出品方/作者：中信證券，王喆、李超、盛夏）1建物致用：合成生物學集眾多優勢于一身合成生物：建物致知，建物致用合成生物學廣義上是指通過構建生物功能元件、裝置和系統，對細胞或生命體進行遺傳學設計、改造，使其擁有滿足人類需求的生物功能，甚至

（報告出品方/作者：中信證券，王喆、李超、盛夏）

1 建物致用：合成生物學集眾多優勢于一身

合成生物：建物致知，建物致用

合成生物學廣義上是指通過構建生物功能元件、裝置和系統，對細胞或生命體進行遺傳學設計、改造，使其擁有滿足人類需求的生物功能，甚至創造新的生物系統。“建物致 知、建物致用”是合成生物學的兩大愿景，也就是通過建造生物體系而了解生命、通過創造生物體系來服務人類。廣義上的合成生物學研究可以劃分為三個層面：一是利用已知功能的天然生物模塊構建新型的代謝調控網絡使其擁有特定的新功能；二是基因組 DNA 的 從頭合成以及生命體的重新構建；三是完整的生物系統以及全新的人造生命體的創建。

合成生物學系多學科融合，展現出重大顛覆性。合成生物學是生物學、工程學、物理 學、化學、計算機等學科交叉融合的產物，有望形成顛覆性生物技術創新，為破解人類社會面臨的資源與環境不足的重大挑戰提供全新的解決方案。合成生物學的顛覆性表現在： 一方面打破了非生命化學物質和生命物質之間的界限，“自下而上”地逐級構筑生命活動； 另一方面革新了當前生命科學的研究模式，從讀取自然生命信息發展到改寫人工生命信息， 重塑碳基物質文明。

產業應用中的合成生物學多為狹義概念，即利用可再生的生物質資源為原料生產各種 產品。具體而言，合成生物學通過構建高效的細胞工廠，利用淀粉、葡萄糖、纖維素等可再生碳資源甚至 CO2為原料生產氨基酸、有機酸、抗生素、維生素、微生物多糖、可再生 化學品、精細與醫療化學品等。我們所更加關注的合成生物學產業應用以微生物細胞工廠 為核心，建立“原料輸入—菌株培育—發酵控制—提取純化—產品輸出”的工藝路線，從 而實現利用生物技術生產化學品的技術變革，并持續推進生物制造技術工藝的升級和迭代。

微生物細胞工廠是合成生物學產業應用的核心環節，經歷了不同的歷史階段。20 世 紀 90 年代之前，主要通過非理性誘變及篩選技術獲得目標產物高產菌株，“以時間（人力） 換水平”。20 世紀 90 年代以來，代謝工程學科逐步創立，利用重組 DNA 技術對生物體中 已知的代謝途徑進行有目的的設計，構建具有特定功能的細胞工廠。但由于微生物代謝網 絡結構及其調控機制的復雜性，仍然需要耗費大量的時間和精力。當下，全基因組規模定 制工程化細胞工廠實現創造性發展，通過將高通量技術在全基因組范圍基因型空間的挖掘 與改造相結合，有望獲得生產效率更為高效、生產性能更加優越的下一代微生物細胞工廠。

基于微生物細胞工廠的高效構建，眾多生物基產品已成功實現產業化。理論上，所有的有機化學品理論上都可以通過合成生物制造來生產。目前，包括生物基丁二酸、長鏈二 元酸、乙醇、1,4-丁二醇、異丁醇、1,3-丙二醇、異丁烯、L-丙氨酸、戊二胺、青蒿素等在 內的眾多合成生物化學品已經成功實現產業化。隨著合成生物學的進一步發展，以及與人 工智能、大數據等新技術的融合加深，未來更多的生物基產品有望通過合成生物法生產， 從而促進生物經濟形成，更好地服務于人類社會的可持續發展。

生物合成集低成本、高質量、高收率、環境友好度等優勢于一身

合成生物學相較于化學工程優勢顯著。與化學工程相比，合成生物學以可再生生物資 源替代不可再生化石資源，以綠色清潔的生物制造工藝替代高能耗高污染的石化、煤化工藝，從而可以擺脫對石油、煤等不可再生資源的依賴，解決化學工程過程中的高耗能和高 污染問題，生產過程更為安全、綠色、環保，并大幅度降低生產成本，對于促進國民經濟 的可持續發展至關重要。下面以生物法丙氨酸、1,3-丙二醇、長鏈二元酸、聚乳酸為例做 具體說明。

示例一：生物法丙氨酸。丙氨酸是構成蛋白質的基本單位，是組成人體蛋白質的 21 種氨基酸之一，廣泛應用在日化、醫藥及保健品、食品添加劑和飼料等眾多領域。國內丙 氨酸生產企業主要包括煙臺恒源、豐原生化、華恒生物等，國外丙氨酸生產企業主要為武 藏野。其中，煙臺恒源通過酶法生產L-丙氨酸，豐原生化采用微生物發酵法生產 L-丙氨酸， 華恒生物擁有發酵法和酶法兩種生產路線，而武藏野通過化學合成法生產 DL-丙氨酸。

生物發酵法在產品成本與質量、工藝路線、環境友好度等方面優勢顯著。從原料端來 看，生物發酵法制備丙氨酸以可再生葡萄糖等生物質為原料，相較于化學合成法與酶法降低了對不可再生石化資源的依賴，實現生物質資源對化石資源的替代。從工藝端來看，生 物發酵法避免了化學合成法的高溫高壓條件，反應條件溫和且轉化率高，產品質量高，發 酵周期短，展現出綠色環保優勢。尤其是厭氧發酵法，反應無需通入空氣，減少發酵過程 的污染風險，且無二氧化碳排放，相較于酶法生產 1 摩爾丙氨酸產品降低 1 摩爾二氧化碳 排放量。

參看華恒生物以酶法和生物發酵法生產 L-丙氨酸的成本，根據其招股書披露，華恒生 物近年生物發酵法生產 L-丙氨酸的平均單位成本約 8635 元/噸，而酶法生產 L-丙氨酸的平 均單位成本為 17,427 元/噸，發酵法生產成本僅為酶法的一半。華恒生物發酵法 L-丙氨酸 的近年平均毛利率約 46%，也遠高于酶法的 25%，展現出極大的成本優勢。另外，華恒 生物發酵法生產 L-丙氨酸的轉化率在 95%以上，而酶法通常低于 67%，是合成生物學在 化學品生產領域發揮經濟效益的典型實例。

示例二：生物法 1,3-丙二醇。1,3-丙二醇是一種重要的化工原料，最主要的用途是作 為聚合物單體合成性能優異的高分子材料 PTT 等，也可作為有機溶劑應用于油墨、印染、 涂料、潤滑劑、抗凍劑等行業，還可用作藥物合成中間體。全球 1,3-丙二醇的主要生產企 業包括 Shell、Degussa、DuPont 等，其中 Shell 和 Degussa 分別采用環氧乙烷法和丙烯 醛法的化學合成方法生產 1,3-丙二醇，DuPont 與 Genencor 合作致力于以微生物發酵法生 產 1,3-丙二醇。

生物法 1,3-丙二醇競爭優勢顯著。化學合成法因其投資高、副產物多、選擇性差、操 作條件苛刻、化學原料不可再生且為易燃易爆劇毒的危險品等缺點，很難形成持續性的大 規模工業生產。生物轉化法具有工藝選擇性高、操作條件溫和、原料可再生等優點。根據 1,3-丙二醇不同工藝生產成本的估算，生物發酵法生產成本約 1222 美元/噸，較丙烯醛法 降低約 38%，相較于環氧乙烷法降低約 30%，優勢顯著。總的來看，生物發酵法已漸漸 成為生產 1,3-丙二醇的重要方法，在生產成本、安全性、環境友好度等方面具有競爭優勢。

示例三：生物基長鏈二元酸。長鏈二元酸（DCA）作為一種精細化學品，廣泛應用于 高性能長鏈聚酰胺、高檔潤滑油、高檔熱熔膠、粉末涂料、高等香料、耐寒增塑劑、農藥 和醫藥等諸多下游應用市場。長鏈二元酸的制備工藝分為植物油裂解法、化學合成法和生 物發酵法三種，目前國內市場上基本采用生物發酵法，在產產能約 9.7 萬噸/年；國際市場 上仍存傳統化學合成法約 2 萬噸/年在產產能；而植物油裂解法受限于產品產量，不適用于 大規模工業化生產。

生物發酵法生產工藝占據主導。生物發酵法制備長鏈二元酸是以長鏈烷烴、玉米漿、 葡萄糖等原料，通過工程菌胞內酶對長鏈烷烴氧化的特異性和專一性，將其催化合成為相 同鏈長的長鏈二元酸；之后對發酵液進行多級過濾、結晶、干燥等操作，進一步提取產品。 而化學合成法從某一種低碳鏈的二元酸開始，通過脂化、還原、溴化、氰化和腈的水解等 一系列化學反應步驟，最終合成得到多 2 個或 3 個碳原子的二元酸。

示例四：生物基聚乳酸。生物塑料是新生代塑料，是相對于石油基、不可降解的傳統 塑料而言的，指生物基的、生物可降解的以及二者兼具的塑料。其中，生物基生物可降解 塑料一方面原料來源于可再生生物質資源，另一方面使用后可在自然環境條件下能降解成 對環境無害的物質，在塑料污染治理趨緊的當下受到廣泛關注。聚乳酸（PLA）是目前是 全球范圍內產業化最成熟、產量最大、應用最廣泛的生物基生物可降解塑料，預計未來產 能將大幅度提升，能緩解目前供不應求的局面。

生物基聚乳酸由生物法乳酸聚合而成。聚乳酸的生產工藝分為以乳酸單體直接脫水縮 聚的一步法，以及先將乳酸脫水生成丙交酯、再開環聚合制得聚乳酸的兩步法，目前世界 上生產高品質大分子量聚乳酸均采用兩步法。其中，乳酸多由微生物發酵法生產得到，采 用玉米、小麥、甜菜、番薯等淀粉質原料得到葡萄糖，進一步在乳酸菌的作用下發酵生產 乳酸。因其工藝相對簡單、原料充足、產品性能良好，生物發酵法成為世界上大部分乳酸 制造企業的生產方法。

生物基聚乳酸塑料相較于石油基傳統塑料能耗、水耗、碳排放優勢顯著。生物基聚乳 酸塑料憑借原料的可再生性、生產使用過程中的低碳排放，以及廢棄后的可生物降解性等 優勢，已在許多領域開始替代傳統石油基塑料。以玉米為原料的聚乳酸塑料能耗、水耗及碳排放量都遠低于 PE、PP、PVC、PS、ABS 等石油基傳統塑料。隨著世界范圍內垃圾分類和“限塑令”的強制性逐步升級，生物基聚 乳酸塑料替代傳統塑料的進程正在加速，預計在未來具有廣闊的發展前景。

碳中和趨勢下合成生物企業成本優勢有望進一步放大

溫室氣體排放總量中占主導地位的是化石能源二氧化碳的排放。化石能源包括煤、 石油、天然氣等天然資源，是目前的主要能源來源之一，2020 年約占全球一次能源需求 的 83%。然而，全球溫室氣體排放中有三分之二以上來自化石燃料二氧化碳的排放，因此， 降低化石燃料在能源消費結構中的比例，推動化石能源向新能源加快轉型，成為實現碳中 和目標的必要途徑之一。

第三代生物合成直接利用 CO2生產燃料與化學品。合成生物技術歷經三代革新，第一 代主要以植物油、廢棄食用油等為原料來合成生物燃料；第二代原料發展為非糧食類生物 質，包括谷物秸稈、甘蔗渣等；第三代以大氣中的 CO2為原料進行微生物利用，生產燃料 與化學品。目前，第三代生物合成已經取得了初步進展，已誕生成功應用并在商業化模式 下進行運轉的實例，例如 LanzaTech 公司與寶鋼集團合作建立的利用鋼廠廢氣 CO、CO2 等氣體進行生物乙醇的生產。未來，隨著 CO2 固定以及光能、電能能量捕獲技術的發展， 第三代生物合成有望成為二氧化碳減排的主要途徑之一。

隨著碳交易體系的推行，合成生物企業有望進一步擴大成本優勢。碳排放權交易（碳 交易）是把碳排放權作為商品在市場上流通，利用市場機制控制溫室氣體排放。政府根據 企業的減排承諾，向企業分配碳排放配額。當企業的碳排放量大于其所持有的碳排放權配 額時，需從市場上購買碳配額；反之，如果企業持有的碳排放權配額有所盈余，則可以在 市場上出售以獲取經濟利益。未來隨著碳交易體系滲透領域的擴張，低排放量的合成生物 企業未超出自身碳配額時，可以通過將售盈余配額出售給高碳排放的化工企業獲取一定利 益，間接導致生產成本的降低，從而助力合成生物企業在碳中和背景下的快速發展。

2 合成生物學蓬勃發展，市場空間廣闊

合成生物浪潮已至，迎來歷史性發展機遇

2000年，美國科學家成功構建基因撥動開關，標志著合成生物學領域的興起。自此， 合成生物學歷經數十年快速發展，成為繼 DNA 雙螺旋結構發現和基因組測序后的“第三 次生物科學革命”。

總的來看，合成生物學的發展大體經歷了四個階段：第一階段（2005 年以前）以基因線路在代謝工程領域的應用為代表，這一時期的典型成果是青蒿素前體在 大腸桿菌中的合成；第二階段（2005~2011 年）工程化理念日漸深入，賦能技術平臺得到 重視，工程方法和工具不斷積淀；第三階段（2011~2015 年）基因組編輯的效率大幅提升， 合成生物學技術開發和應用領域不斷拓展；第四階段（2015 年以后）合成生物學的“設 計?構建?測試”循環擴展至“設計?構建?測試?學習”，生物技術與信息技術融合發展的特點愈加明顯。當下，我們認為合成生物學正面臨歷史性發展機遇，有望創造出巨大的社會 和經濟價值。

機遇一：基礎科學研究逐步發展成熟，為合成生物的產業應用提供了前提條件。近年 來，合成生物學基礎科學研究高速發展，重大突破不斷涌現。例如，2013 年 CRISPR 基 因編輯技術、2014 年拓展遺傳密碼子、2015 年工程酵母菌合成阿片類藥物、2016 年新“蛋 白設計”、2018 年人工合成酵母基因組、2021 年 CRISPR 首次成功治愈兩種遺傳性血液 病等一系列顛覆性成果紛紛入選 Science 期刊年度十大科學突破。當前，合成生物學的研 究已從單細胞向多細胞復雜生命體系的活動機理，人工基因線路、底盤生物定量、可控設 計構建，以及人工細胞設計調控層次化、功能多樣化的方向發展。

從論文發表總量來看，合成生物學在科學界的重視程度達到前所未有的高度，科研成 果持續積累。根據 WebofScience 檢索結果發現，近年來合成生物學的相關文章逐年增加， 2020 年發表量超過 1.1 萬篇，表明其自興起逐漸引起科學界的廣泛關注。截至 2020 年年 底），在合成生物學研究領域，美國研究者發表的文章數量占比 34%；中國研究者占比 13%， 位居全球第二，在合成生物學發展中扮演著重要角色。總的來說，基礎科學研究的發展不 僅將人類對生命的認識和改造能力提升到一個全新的層次，還極大地催生了生物合成學的 產業應用。

機遇二：基因組“讀-改-寫”技術迭代進步，推動合成生物學快速發展。基因組的“讀 -改-寫”技術是合成生物學研究的基石，基因組序列的讀取是后續修改和再造的基礎；基 因組序列的編輯是注釋序列功能的有效手段，可為基因組的從頭設計提供理論支撐；基因 組的合成再造可對野生型序列進行全局設計，是對基因組相關功能和調控機制的再驗證和 再利用。基因組的“讀-改-寫”技術的進步一直在不斷拓展合成生物學應用的深度和廣度， 成為推動合成生物學快速發展的重要動力。

以基因測序為例，從最初的 Sanger 測序發展到二代測序以及三代測序，人類讀取基 因組序列的速度得到了飛躍式的提升，同時也極大地降低了測序成本，引領著復雜基因組、 大型基因組從草圖走向完成圖時代。2003 年，人類基因組計劃以近 30 億美元的成本完成 了人類全基因組的完整測序，而當前僅需花費不到 1000 美元。未來十年甚至更短時間內， 基因測序成本有望降到 100 美元以下，且速度將進一步加快。

機遇三：全球各國加快部署戰略規劃及政策支持，驅使合成生物研究及應用不斷深入。 石化材料的生物制造技術是傳統化工產業升級變革的主要方向，合成生物學成為世界各國 必爭的科技戰略高地，被紛紛納入主要經濟體的重點戰略發展領域。例如，美國政府通過 美國國家科學基金會（NSF）、國立衛生研究院（NIH）、農業部（USDA）、國防部（DOD） 等聯邦機構積極支持合成生物學的基礎研究和技術研發。中國合成生物學發展舉措是全方 位的，包括政府管理機構與科技界的大量互動，持續規劃部署相關產業的發展。（報告來源：未來智庫）

合成生物學蓬勃發展，應用領域迅猛擴展

作為戰略性新興產業技術之一，合成生物學已展現出巨大的應用潛力。合成生物學不 僅使人類對于生命本質的認知從“格物致知”上升至“建物致知”，同時也為醫療健康、 農業、化工、食品和消費品等領域的重大問題解決提供了新途徑，展現出前沿性、顛覆現 有工業生產流程、有應用市場及能創造新的經濟增長點等鮮明特征。例如，將細胞傳感器 用于臨床醫學、環境和食品監測；通過細菌、細胞來治療疾病和幫助作物增產；利用微生 物細胞工廠生產化學品、材料、燃料、植物天然成分和替代蛋白等。

合成生物學為醫療健康領域的發展注入了強大動力。醫藥健康是合成生物學影響最大 的下游領域，據麥肯錫預測，未來在全球范圍內醫藥健康領域受到的直接經濟影響約占合 成生物學總影響的 35%。合成生物學在醫療健康領域的應用廣泛，包括細胞免疫療法、 RNA 藥物、微生態療法、基因編輯相關應用、體外檢測、醫療耗材、藥物成分生產和制藥 用酶等諸多方向。如利用 mRNA 技術快速人工合成疫苗，利用基因編輯技術治療遺傳疾病， 設計細胞行為和表型精確調控的免疫細胞治療腫瘤，開發快速、靈敏的診斷試劑，改造微 生物和合成人工噬菌體來治療疾病，改造微生物生產醫療耗材和藥物成分等。隨著合成生 物學技術的創新及充分應用，有望進一步助力人們對腫瘤、瘧疾、菌株感染等疾病的預防、 診斷以及治療。

化工領域中合成生物學發展迅速，生物路線逐步實現對傳統化學路線的替代。合成生 物學在化工領域的應用主要包含材料和化學品、化工用酶、生物燃料等方向。例如，利用 改造后的酵母或其他微生物生產化學品、材料和油類，通過定向進化結合高通量篩選尋找 在高溫高酸等特殊場景擁有高活性的酶等。根據張媛媛、曾艷、王欽宏于 2021 年在《合 成生物制造進展》論文預測，未來十年，預計石油化工、煤化工產品的 35%可被合成生物 產品替代，從而緩解化石能源短缺等問題，對化工、材料、能源等領域產生廣泛影響。

合成生物學有望推動農業持續增產，可能成為未來農業發展的方向。合成生物學在農 業領域的應用主要涉及作物增產、蟲害防治、動物飼料及作物改良等方向。如利用微生物 固氮來幫助作物增產；利用無細胞系統生產 RNA 藥物和天然產物衍生化合物來保護作物； 通過基因改造控制蟲害；通過生物發酵生產蛋白質為牲畜提供蛋白飼料；利用基因編輯技 術改良作物等。我們認為未來農業將因合成生物學的技術發生顛覆性的變化，合成生物學 的發展勢必影響未來農業的走向，展現出廣闊的發展空間。

合成生物學推動食品領域的持續創新，為食品行業的發展提供新的思路和活力。合成 生物學在食品領域的應用包含肉類和乳制品、飲品、食品安全、調味劑和添加劑等多個方 向。如利用微生物生產蛋白來提升人造肉的口感和營養，通過微生物來生產香料、甜味蛋 白和甜味劑，通過設計和改造酶來中和毒素等。隨著社會經濟的發展和生活水平的提高， 人們對食品安全、營養和風味等愈加重視，合成生物學有望在食品領域發揮更大的作用。

合成生物學在消費品領域應用廣泛，涉及寵物食品、皮革、護膚品等方向。如利用微 生物發酵生產動物蛋白食品來滿足寵物營養和健康需求，利用菌絲體或微生物發酵生產皮 革，通過改造微生物來生產香料、保濕劑和活性成分等用于護膚品。未來隨著消費者對天 然和更加安全原料的增長需求，消費品行業正逐漸轉向生物成分來源，合成生物學有望引 領消費品領域的可持續創新浪潮。

新興技術創巨量市場，吸引全球資本涌入

在合成生物學應用逐漸成熟的支撐下，合成生物學市場已具備成熟規模。根據華經產 業研究院數據，2020 年全球合成生物學市場規模達 68 億美元，同比增長 28.3%。隨著核 心技術不斷更迭，行業規模有望進一步迅速擴張，CB Insights 預計 2020-2025 年，全球 合成生物市場規模將保持 22.5%的高年均復合增速，至 2025 年突破 200 億美元。從區域 分布來看，全球合成生物學市場由北美洲主導，占 2019 年全球總市場規模的 58.5%；亞 太區是全球第三大市場，占 2019 年全球總市場份額的 15.1%，可發展空間廣闊。

隨著合成生物學市場規模的不斷擴大，資本的目光加速向合成生物學聚集。根據 SynbioBeta 的數據，近十年合成生物學領域的融資大幅增加，從 2011 年的 4 億美元增長 至 2020 年的 78 億美元，年復合增長率達 37%；僅 2021 年上半年，合成生物學領域的融 資就超過 2020 年的總額，達到 89 億美元。同時，合成生物領域企業平均融資額呈現逐年 升高的趨勢，表明企業的體量不斷提升、規模不斷擴大。從資本市場表現來看，隨著市場 滲透率的加快，合成生物行業有望迎來爆發期。

3 合成生物公司百家爭鳴

大批合成生物學相關公司相繼成立，商業模式可分為產品型及平臺型。截至目前，國外從事合成生物學領域的公司已多達 500 家，國內公司也近數十家。總體來看，合成生物 學領域的公司主要分為兩類：一是產品型商業模式，即借助合成生物學手段生產面向市場 各領域的合成生物產品；二是平臺型商業模式，旨在提供生物體設計與軟件開發等平臺化 的集成系統。

現階段，平臺型企業由于缺乏應用層面的落地產品，盈利能力受限；相比之 下，產品型企業打通了從生物改造、發酵純化到產品改性的全產業鏈，近年來得到快速發展，盈利水平不斷提升，部分平臺型企業也演化出向產品型公司轉變的趨勢。因此，我們 更看好產品型公司的未來發展，代表性公司包括華恒生物、凱賽生物、新日恒力、圣泉集團、科拓生物、三元生物、金丹科技、利爾化學、金達威等細分領域龍頭企業；同時也建 議關注具備應用場景落地可能性的平臺型企業，代表性公司包括 GinkgoBioworks、 Zymergen 等。

產品型公司：生產面向市場各領域的合成生物產品

國內合成生物學企業以產品型為主，以微生物發酵工藝為基礎。合成生物學已展現出 巨大的應用潛力，催生了大量的產品導向型公司，涉及醫療健康、農業、化工、食品和消 費品等諸多領域。產品型公司以微生物發酵工藝為基礎，歷經菌株篩選及培育、高效發酵 工藝、純化工藝調控等環節，定向生產目標產品。產品的生產從實驗室驗證階段到產業化 放大階段往往需要經歷漫長的研究探索和生產實踐，才能在工業菌種創制、發酵過程智能 控制、高效后提取等環節形成完備的技術領先優勢，核心產品型企業因此受益。

凱賽生物：生物基材料全球引領者

凱賽生物成立于 2000 年，以合成生物學等學科為基礎，聚焦聚酰胺產業鏈，規模化 產品涵蓋上游長鏈二元酸（DC11~DC18）、戊二胺及下游生物基聚酰胺。公司生產的生物 法長鏈二元酸系列產品在全球市場處于主導地位，按在產產能計，近年全球市占率超過 50%，并于 2018 年被工信部評為制造業單項冠軍。公司與杜邦、艾曼斯、贏創、諾和諾 德等國際知名企業建立了良好的商務合作關系。目前公司癸二酸、生物基聚酰胺、戊二胺 等產品產能逐步釋放，規模化后有望打開公司盈利空間，市場前景廣闊。

公司擁有一系列生物基聚酰胺產品的完整生產平臺，產業鏈優勢凸顯。公司產品已覆 蓋縮聚型聚酰胺生產過程中所需的關鍵原材料及聚合產品，通過生物法能夠生產從碳九到 碳十八（目前以 DC12、DC13 為主）的各種鏈長的二元酸，結合自有的生物基戊二胺產 品，具備通過不同單體組合得到更多高性能聚酰胺的完整平臺，展現出開拓多個潛在市場 的能力。如聚酰胺 56 產品性能接近通用型聚酰胺 66，戊二胺與長鏈二元酸（十六碳以上） 聚合得到的長鏈聚酰胺產品具有接近聚酰胺 11、12 的低溫柔韌性能。

四大核心技術是公司生產各類產品的基石。公司擁有合成生物學手段開發微生物代謝 途徑和構建高效工程菌、微生物代謝調控和微生物高效轉化技術、生物轉化/發酵體系的分 離純化技術、聚合工藝及其下游應用開發技術四大核心技術，均已應用于主營業務，在提 升產品競爭力、降低產品成本的同時，產品質量、性能亦不斷提升。隨著公司持續地新技 術開發和升級，不斷優化生產工藝流程并引入數字化、智能化管理方式，成本優勢有望進 一步加強。

公司業績近年來整體上行，有望進一步加速發展。2016~2019 年，公司營收及盈利持 續增長，2020 年受新冠疫情的影響業績有所下滑。2021 年以來，公司業績恢復增長，前 三個季度實現營業收入 16.3 億元，同比增長 42%；實現歸母凈利潤 4.9 億元，同比增長 53%。隨著癸二酸、生物基戊二胺、生物基聚酰胺新建產能的落地，公司業績有望進一步 實現大發展。

公司境內外市場逐漸擴大，主營業務毛利保持較高水平。隨著與客戶的業務合作關系 日益穩固和合作規模的日益擴大，公司整體銷售收入規模逐年擴大。生物法長鏈二元酸應 用領域的拓展使國內市場更加得以開拓，境內收入占比逐年增加。境內市場的開拓有利于 公司更充分地利用國內和國際兩個市場，更好地分散單一市場風險，保障業績平穩增長。 另外，公司生物法長鏈二元酸技術壁壘高，毛利呈逐年上升趨勢，2020 年公司生物法長 鏈二元酸單體毛利率達到 60.6%、混合酸毛利率達到 49.8%。未來隨著新產品產能擴大， 工藝流程進一步改進，預計毛利率仍有較大提升空間。

華恒生物：合成生物細分領域的絕對龍頭

華恒生物丙氨酸系列產品的生產規模居行業前列，是全球規模最大的丙氨酸系列產品 生產企業之一。公司深耕自主研發，突破厭氧發酵技術瓶頸，構建了以可再生葡萄糖為原 料厭氧發酵生產 L-丙氨酸的微生物細胞工廠，在國際上首次成功實現了微生物厭氧發酵規 模化生產 L-丙氨酸產品，在工藝轉化率、環境友好度、生產成本等方面優勢顯著。基于厭 氧發酵法生產丙氨酸的核心技術，公司進一步布局了 L-纈氨酸、L-異亮氨酸、L-亮氨酸等 產品的規模化生產，產品矩陣不斷完善。

通過多年的技術研發和實踐積累，公司丙氨酸系列產品展現出卓越的技術優勢。對于 L-丙氨酸產品，隨著厭氧發酵工藝的不斷成熟，公司厭氧發酵法生產 L-丙氨酸的產量占比 較高，經濟和環境效益得以顯著提升，使 L-丙氨酸產品成本相較于酶法降低約 50%。對于 DL-丙氨酸和 β-丙氨酸產品，公司采用酶法工藝生產，以常溫常壓的溫和反應條件替代了 傳統化學合成法，在能耗節約、成本降低等方面更具優勢，為公司在丙氨酸行業中的領先 地位奠定了堅實的基礎。

公司近年業績總體呈上升趨勢。2012-2019 年，公司營業總收入與凈利潤持續上升， 2019 年營業總收入達 4.9 億元，凈利潤達 1.2 億元。2020 年受疫情影響，公司業績有所 下滑，營業總收入與凈利潤同比分別下降 0.8%、4.2%。2021 年以來，公司業績大幅回升， 2021 年前三季度營收同比增長 72%，歸母凈利潤同比增長 20%。隨著公司 L-纈氨酸、L異亮氨酸、L-亮氨酸等項目，未來盈利有望底部復蘇并繼續保持增長。

公司獲跨國巨頭高度認可，外銷占比高。近年來，公司外銷占比保持在一半以上，與 巴斯夫、味之素、德之馨、帝斯曼、伊藤忠等世界化工巨頭建立了良好的合作關系。同時， 公司境內市場得到連年開拓，占比不斷提升。根據公司招股說明書，2020 年外銷、內銷 的收入分別為 2.4、2.3 億元，分別占總營業收入的比例為 51%、49%。另外，公司產品 的外銷毛利率顯著高于內銷毛利率，且呈現逐年遞增的態勢。

新日恒力：生物基材料順利轉型

新日恒力新建 5 萬噸/年月桂二酸項目，躋身產品型合成生物企業。新日恒力于 2017 年購買中國科學院微生物研究所月桂二酸生產技術，建設 5 萬噸/年月桂二酸項目，并設立 子公司恒力新材負責項目的建設和運營。月桂二酸是碳鏈上含有 12 個碳原子的脂肪族長鏈二元酸的一種，主要用于生產長鏈尼龍的原料。據公司公告，2021 年 10 月，月桂二酸 項目正式投產，已開啟二分之一產能，標志著公司轉型圓夢。

控股股東中能集團布局生物合成聚酰胺的上下游一體化，助力公司可持續發展。受產 業積極政策的影響，控股股東中能集團近年來將發展生物合成長鏈/高溫聚酰胺專業領域作 為公司戰略性發展的目標和方向，與大同市政府合作共建生物基新材料生態產業園。生物 基新材料生態產業園的建設包括長碳鏈二元酸項目、生物基新材料一體化項目、煤質活性 炭及環保項目三個子項目。公司產品月桂二酸是制備長鏈聚酰胺 PA612 和 PA1212 的主要 原料，生物合成聚酰胺上下游一體化一方面利好新日恒力上游月桂二酸原料的合理利用， 視市場情況調整自用與外銷的比率，從而獲得最大經濟效益；另一方面助力下游長鏈聚酰 胺產品建立起成本優勢，實現可持續發展。

公司業績有望底部復蘇。受行業趨勢、業務變動等因素的影響，公司近年來業績波動 較大。2020 年，子公司華輝環保收購寧夏天福，進一步擴大產品品種結構和規模，公司 成功扭虧為盈，實現盈利 0.21 億元，同比增長 147%。據公司公告，5 萬噸/年月桂二酸項 目投產后，可實現年營業收入 21.45 億元、凈利潤 5.45 億元，有望成為公司業績的主力增 長點，促進公司盈利能力底部復蘇。

圣泉集團：酚醛樹脂行業絕對龍頭

圣泉集團系國內酚醛樹脂、呋喃樹脂產銷量最大的企業，集合成樹脂及復合材料、生 物質化工材料及相關產品的研發、生產、銷售為一體。公司將農作物廢棄物玉米芯、秸稈 中的半纖維素、木質素、纖維素三大成分提純并高效利用，形成了擁有自主知識產權的生 物質精煉技術，不僅生產木糖、L-阿拉伯糖、表面活性劑等生物質化工產品，同時利用木 質素、半纖維素制成木質素酚、糠醛等用于生產呋喃和酚醛樹脂，形成了生物質化工產業 與合成樹脂產業一體化產業鏈條，實現了對植物秸稈的循環利用。

公司產品沿產業鏈不斷縱深延伸。截至 2020 年末，公司酚醛樹脂、呋喃樹脂產能分 別達到 36 萬噸/年和 10 萬噸/年，產銷規模均居國內第一、世界前列。同時，公司通過持 續科技創新與應用拓展，產品進一步延伸至陶瓷過濾器、固化劑、涂料、保溫冒口、電子 級環氧樹脂、高強低密度酚醛 SMC、口罩等，產品矩陣不斷完善。公司通過 IPO 募投項 目擴大公司酚醛樹脂及其高端復合材料、陶瓷過濾器和冒口、高端電子化學品的生產能力， 有利于鞏固行業領先地位。

公司營收整體穩健增長，合成樹脂及復合材料占比最高。2020 年，全球新冠疫情爆 發，公司衛生防護用品業務大幅提升，帶動業績迅猛增長。2020 年公司實現營收 83.2 億 元，同比增長 41%；實現歸母凈利潤 8.8 億元，同比增長 86%。2021 年前三季度公司實 現營收 63.6 億元，同比增長 1%，扣除衛生防護用品外的業務營收實現 43%的同比增長。 其中，合成樹脂及復合材料營收占比最高，除 2020 年以外常年保持在 65%左右，成為公 司業績的主要增長動力。

科拓生物：國內益生菌產業第一股

科拓生物是一家主要從事復配食品添加劑、食用益生菌制品以及動植物微生態制劑研 發、生產與銷售的高新技術企業。公司擁有 1 萬余株乳酸菌的菌種資源庫，掌握了益生菌 分離、篩選、評價、培養、冷凍干燥和保藏的全套技術。目前，公司形成了“兩個基礎， 三大系列”的良好業務布局，兩個基礎是指食品配方、復配食品添加劑配方及相應工藝技 術以及乳酸菌菌種資源庫和益生菌菌株篩選、評價及生產、儲藏的相關工藝技術；三大系 列是指復配食品添加劑、食用益生菌制品和動植物微生態制劑。

公司業績近年來整體上行，毛利水平高位運行。2016~2020 年，公司營業收入及歸母 凈利潤持續增長，年均復合增長速率分別達到 6.8%和 70.1%。2021 年前三個季度，公司 實現營收 2.7 億元，同比增長 10.0%；實現歸母凈利潤 0.8 億元，同比增長 17.0%。從營 收分業務占比來看，復配食品添加劑業務是公司各項業務的基礎和現有業績的基石，營收 占比常年維持在 80%左右；食用益生菌制品業務在公司經營業績中的占比不斷提高，2020 年達到 23.7%。另外，公司毛利率保持高位運行，2020 年復配食品添加劑、動植物微生 態制劑、食用益生菌制品毛利率分別達到 46.3%、59.8%、52.4%。

金丹科技：聚乳酸產業鏈集大成者

金丹科技系國內乳酸生產規模最大的企業，擁有高效工程菌種的選育、乳酸及衍生產 品的制備、提純等多項核心技術和關鍵工藝。同時，公司積極布局乳酸產業鏈一體化，在 掌握有機胍催化生產技術的基礎上，進軍乳酸下游可降解環保新材料丙交酯及聚乳酸領域， 產業鏈一體化帶來的規模優勢和成本優勢將為公司產品提供有力競爭。在可降解材料的方 面，公司還進一步開發生物降解聚酯 PBAT，通過與聚乳酸、淀粉等材料共混直接生產生 物降解制品以提升產品附加值。

公司產能擴張潛力大，生產規模化進一步提升。公司目前擁有乳酸產能 10.5 萬噸/年， 乳酸鹽和乳酸酯產能 2.3 萬噸/年，淀粉產能 20 萬噸/年，石膏制品產能 6.5 萬噸/年，各類 乳酸及乳酸鹽產品廣泛應用于食品、飼料、生物降解材料、工業、醫藥等領域。另外，根 據 2021 年中報，公司成功建設 1 萬噸/年丙交酯生產線，已經能穩定產出符合設計要求的 丙交酯產品。在建產能方面，公司計劃新增乳酸產能 25 萬噸/年，淀粉產能 20 萬噸/年， 石膏制品 20 萬噸/年，PBAT 產能 6 萬噸/年，規模優勢進一步擴大有利于拓展發展空間。

公司經營穩健，營收持續加速增長。2016~2020 年，公司營業收入及歸母凈利潤持續 增長，年均復合增速分別達到 15.1%和 22.2%。2021 年前三個季度，公司實現營收 10.1 億元，同比增長 40.6%；實現歸母凈利潤 1.1 億元，同比增長 7.7%。未來，隨著乳酸、 聚乳酸、PBTA 等新建產能的陸續投產，公司業績有望保持高速增長勢頭，經濟效益大幅 提高。

三元生物：赤蘚糖醇全球霸主

三元生物自 2007 年成立以來專注深耕赤蘚糖醇產品十余年，先后攻克菌種選育、配 方優化、發酵控制、結晶提取等多個環節的工藝難題，逐步發展成為全球赤蘚糖醇行業內 產能及產量最大、市場占有率最高的企業。截至 2021 年 6 月末，公司擁有赤蘚糖醇產能 8.5 萬噸/年，產能利用率超過 90%。公司 IPO 募資新建 5 萬噸/年赤蘚糖醇產能，預計將 于 2023 年投產，市場份額有望進一步提升。公司在鞏固赤蘚糖醇行業優勢地位的基礎上， 推出赤蘚糖醇與甜菊糖苷、羅漢果甜苷、三氯蔗糖等高倍甜味劑復配的產品，進一步延伸 了赤蘚糖醇產業鏈，提升了公司的市場競爭力和盈利能力。

赤蘚糖醇細分市場量價齊升，助力公司業績大幅擴張。2016~2020 年，公司營業收入 及歸母凈利潤持續增長，年均復合增速分別達到 72.6%和 88.4%。2021 年前三個季度， 公司實現營收 13.1 億元，同比增長 132.3%；實現歸母凈利潤 4.4 億元，同比增長 155.9%。 從營收分業務占比來看，赤蘚糖醇業務是公司現有業績的基石，2021H1 收入占比約 91.5%。 同時，公司毛利率總體穩中有升，2021H1 達到 44.3%的較高水平。未來，隨著 5 萬噸/ 年赤蘚糖醇項目的投產，公司進一步擴大龍頭企業優勢，業績有望持續高速提升。

利爾化學：草銨膦和氯代吡啶類除草劑雙龍頭

利爾化學成立于 1993 年，經過近三十年發展開拓了除草劑、殺菌劑、殺蟲劑三大系 列共 40 余種原藥、100 余種制劑以及 2-甲基吡啶等部分化工中間體。其中，公司擁有草 銨膦產能 15400 噸/年，系國內最大規模的草銨膦原藥生產企業；擁有畢克草產能 2800 噸 /年、毒莠定產能 3000 噸/年、氟草煙 1300 噸/年，氯代吡啶類除草劑產能產量穩居國內前 茅。

積極布局 L-草銨膦，依托專利技術助力行業領先。據我們統計，目前全球草銨膦的產能合計約 5.25 萬噸（包含輝豐股份待復產 0.5 萬噸），規劃產能約 12.25 萬噸；而全球草 銨膦市場空間在 10 億美金左右，折合原藥用量僅 3.5 萬噸/年，行業存在著產能過剩風險。 與消旋的 DL-草銨膦相比，L-型草銨膦的理論效果約為外消旋產品的 1.8-2 倍，而成本上 不超過消旋產品的 1.5 倍，具有較大的調價空間，有望實現對普通草銨膦的快速替代。

公 司在廣安及綿陽基地分別規劃 3000 噸/年和 30000 噸/年 L-草銨膦在建產能。從合成工藝 上來看，利爾化學采用合成生物學方法，參考公司《一種 L-高絲氨酸生產菌株及其構建方 法和應用》，公司通過 Lambda-Red 重組、FLP-FRT 重組和 CRISPR/Cas9 技術，對野生 大腸桿菌 MG1655 進行基因的敲除和編輯，得到的L-高絲氨酸生產菌株能夠利用葡萄糖和少量氮源代謝生產 L-高絲氨酸。公司再利用自有的 MDP 經過 3步反應即可制備高手性 的 L-草銨膦，避免了丙烯醛及氫氰酸等化合物的使用，有望顯著降低生產成本。

近年來公司業績保持穩定增長。2016~2020 年，公司營業收入及歸母凈利潤持續增長， 年復合增速分別達到 25.8%和 30.9%。2021 年前三個季度，得益于主要產品銷量及價格 同比增加，公司實現營收 42.8 億元，同比大幅增長 27.4%；實現歸母凈利潤 6.1 億元，同 比大幅增長 46.8%。（報告來源：未來智庫）

金達威：國內營養健康全產業鏈龍頭

金達威成立于 1997 年 11 月，逐步發展成為貫穿上游原材料供應?中游保健品生產加 工?下游終端產品銷售的營養健康全產業鏈龍頭企業。營養保健食品原料產品涵蓋輔酶 Q10 系列、維生素 A 系列、維生素 D3 系列、維生素 K2 系列、NMN 原料等；營養保健食 品終端產品包括膳食補充劑、能量補充劑、運動營養食品、功能性營養食品等。其中，公 司采用具有自主知識產權的微生物發酵工藝生產輔酶 Q10，目前已成為全球最大輔酶 Q10 生產廠家之一、國內最大的輔酶 Q10 出口企業。

公司近年營收、利潤總體穩中有升。憑借在營養保健原料端的深度布局，以及終端產 品品類的多樣性、成分的科學性，公司近年經營業績穩步提升。2016~2020 年，公司營業 收入及歸母凈利潤年均復合增速分別達到 20.5%和 33.7%。2021 年前三個季度，公司實 現營收 27.0 億元，同比增長 5.3%；實現歸母凈利潤 6.7 億元，同比減少 16.2%。未來隨 著維生素 A、維生素 D3、玻尿酸等新建產能的落地，公司業績有望步入高速發展期。

保健品終端業務比重上升，維生素 A 與輔酶 Q10 優勢競爭地位保持。自 2015 年公司 步入保健品終端銷售業務，保健品逐步發展成為公司主營業務之一，2020 年其營收占比 已達到 52.65%；同時公司保健品盈利水平呈現穩步上升態勢，2021年實現毛利率 35.19%。 對于維生素 A 和輔酶 Q10 傳統業務，由于公司供應端的龍頭競爭力，疊加價格上揚有利 因素，其毛利率維持在 70-80%的高位運行。

平臺型公司：提供集成化的合成生物學平臺

典型平臺型企業多分布在國外，以微生物開發技術為基礎。平臺型企業依托涵蓋軟件 工程、生化工具、自動化平臺、機器學習與數據科學、代碼庫等理論與技術在內的集成化 平臺，實現從產品設計到微生物開發、最終規模化生產的進程。其中，微生物細胞工廠的 開發是平臺型企業的基礎技術，依賴于“設計-構建-測試-學習”的循環迭代：首先利用系 統生物學工具建立微生物的代謝模型，設計微生物細胞工廠改進目標；接著通過基因工程 手段進行菌株構建；對菌株進行表征，并結合高通量分析或組學分析等手段對目標參數進 行評估；根據分析結果，對模型進行改進；重復迭代，直至獲得滿足需求性狀的目的微生 物細胞工廠。

Zymergen：合成生物學領域平臺型巨頭

Zymergen 成立于 2013 年，總部位于加州埃默里維爾，是典型的合成生物學領域平 臺型公司。公司利用生化工具、機器學習、自動化等理論與技術研發創新產品與材料，經 “設計-構建-測試-學習”的循環迭代最終完成從產品設計到規模化生產的進程。2014 年 1 月，公司獲得 200 萬美元種子輪融資，隨后的幾年內又分別進行了 A 至 D 輪的融資。2021 年 4 月 22 日，公司正式在納斯達克上市，成為合成生物學產業化的一個重要的里程碑。

Zymergen 尚未從產品銷售中獲得收入，當前收入主要來源于研發服務協議和合作收 益。2021 年前三個季度，公司實現營收 1370 萬美元，其中研發服務協議收入占比為 76.2%， 對外合作收入占比為 23.8%。此外，由于下游市場推廣受阻，公司首款產品 Hyaline 的預 期銷售延緩，2021 年前三個季度，公司凈虧損增加至 2.6 億美元。因此，盡管公司已經實 現自動化、機器學習和合成生物學的技術融合，真正到應用層面仍需考慮后續產品落地和 量產的難度。

GinkgoBioworks：致力于生物鑄造平臺的獨角獸企業

GinkgoBioworks 成立于 2009 年，是一家專注于生物鑄造廠、代碼庫以及由此產生 的下游價值的合成生物獨角獸企業。GinkgoBioworks 由麻省理工學院合成生物學領域專 家 TomKnight 教授及幾位研究生于美國波士頓創立，以為客戶提供微生物的研發服務為主 要業務，致力于對微生物進行基因改造用于生產高端化學材料或優化化工業生產。在公開 上市之前，GinkgoBioworks 已經在 9 輪融資中籌集了 8 億美元，其中包括比爾·蓋茨資 產管理公司的參投。2021 年 5 月，GinkgoBioworks 通過 SPAC 在紐約交易所上市。

GinkgoBioworks 目前仍處于虧損狀態，但生物鑄造平臺的快速發展使得公司營收呈 現高速增長趨勢。2020 年，盡管公司經營受到全球新冠疫情的影響，實現 7670 萬美元營 收，相較于 2019 年的 5420 萬美元增長 42%。2021 年以來，公司營收大幅提升，前三季 度達到 1.65 億美元，同比增長 271%。預計未來 GinkgoBioworks 的生物鑄造廠的代工收 入和新項目的增長將繼續推升公司業績，實現扭虧為盈。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息，請參閱報告原文。）

精選報告來源：【未來智庫】。未來智庫 - 官方網站