（報告出品方/作者：國海證券，楊仁文，李永磊，陳云）

核心觀點：

攻堅國產替代，關注黃金賽道 “賣水人” 作為生物技術產業(yè)的底層支撐，生命科學工具類似于芯片技術在半導體行業(yè)的壟斷地位，生物技術驅動的萬億級新興市場將催生出龐大的底層生命科學 工具需求。據灼識咨詢，2021年，我國試劑耗材市場規(guī)模已約700億元，且均處于快速成長期，弗若斯特沙利文預計2020-2025年生物試劑及一次性 塑料耗材的復合增速分別達18.0%、20.1%。我國科學服務行業(yè)起步較晚，試劑和耗材幾乎進入巨頭壟斷時代，國產化率不足10%，進口替代空間廣闊。

生物技術驅動萬億市場 ? 合成生物學：合成生物學被譽為第三次生物技術革命，具有低成本、低能耗優(yōu)勢，且?guī)缀醺采w人類生活涉及的各領域。據BCC Research數據， 2019 年全球合成生物學市場規(guī)模已達53.20億美元，預計到2024年可達188.85億美元，2019-2024年的CAGR28.8%。 生物基材料：根據全球經濟合作與發(fā)展組織預測，2030 年全球將有20%的石化產品（約 8000 億美元）可由生物基產品替代，然而目前的替代率仍 不到 5%，較2020年市場提升空間近6000億美元。在低碳經濟驅動下，生物基材料市場規(guī)模加速提升，2021年，我國生物基材料市場規(guī)模達199.2 億元，同比增速由2018年的8.6%逐步提升至16.2%。生物基材料行業(yè)競爭充分，以細分領域龍頭為主。

生物食品：人造肉不僅節(jié)能環(huán)保，還能解決伴隨著人口增長而來的食物短缺問題。人造肉正處于行業(yè)導入期，據 Markets and Markets，2021年， 全球植物肉市場規(guī)模已達160億美元，預計至2025年可達279億美元，年復合增速達15%。當前，美國人造肉企業(yè)占據主導地位，我國人造肉處于 藍海階段，市場較為分散。生物醫(yī)用材料：生物醫(yī)用材料市場空間廣闊，且正在向促進組織再生的再生生物材料演化。2020年，我國生物醫(yī)用材料市場規(guī)模接近5000億元，約 占醫(yī)療器械市場規(guī)模的一半。由于較高的技術、資質和資金壁壘，全球生物醫(yī)用材料高端市場已形成寡頭壟斷局面。目前，我國70%的高端產品依 靠進口，但在心血管支架、封堵器、生物型硬膜補片等部分生物醫(yī)用材料方面已實現進口替代。

生物農業(yè)：生物育種能夠降本增效，在傳統育種已無法滿足不斷增長的人口對于食物需求的背景下，生物育種的產業(yè)化進程加速。據IDTechEx Research，預計全球生物技術種子規(guī)模將由2020年的282億美元增長至2031年的443億美元。全球種業(yè)高度集中，前五大企業(yè)壟斷了一半以上的 份額，且持續(xù)高研發(fā)投入，領先優(yōu)勢不斷加深。而我國種企規(guī)模小，且格局分散，2021年，前五大企業(yè)市占率僅約12%，未來成長空間廣闊。

生物經濟時代踏浪而來

三次生物技術革命，引領科技產業(yè)顛覆性變革

第一次生物技術革命以沃森、克里克發(fā)現DNA雙螺旋結構為標志，生物學研究進入分子時代。 第二次生物技術革命以人類基因組計劃的完成為標志，探秘基因組學拉開帷幕。 第三次生物技術革命以對生物體進行有目標的設計、改造，乃至重新合成為標志，創(chuàng)建賦予超越自然功能的人造生命體系， 在社會生產生活各個方面均有著巨大潛力和應用前景。

生物經濟時代踏浪而來

人類社會已經歷了從狩獵與采集經濟、農業(yè)經濟、工業(yè)經濟到信息經濟的更替，當前正處在信息經濟的成熟階段與生物經濟 的成長階段。以DNA雙螺旋結構發(fā)現、人類基因組破譯為標志，生物經濟發(fā)展已邁過孕育階段。預計在不久的將來，以包括 健康醫(yī)療等在內的生物基產品和服務的普遍而廉價應用為標志，人類經濟社會將進入真正的生物經濟時代。

生物技術囊括與人類自身和社會發(fā)展相關的各領域

隨著計算、數據分析、機器學習、人工智能以及生物工程的發(fā)展，生物技術不斷進步，取得了一系列重要進展和重大突 破，加速向應用領域演進。目前，生物技術已囊括與人類自身和社會發(fā)展相關的各領域，如醫(yī)藥健康、農業(yè)、食品、能 源、環(huán)境、制造業(yè)、國家安全等。

多因素推動行業(yè)快速發(fā)展，生物技術空間巨大

在環(huán)境、技術、經濟、政策和投資等多重因素推動下，生物經濟行業(yè)迅速發(fā)展。根據國家發(fā)展改革委印發(fā)的《“十四五”生物 經濟發(fā)展規(guī)劃》，“十四五”時期生物經濟總量規(guī)模邁上新臺階。國家發(fā)改委創(chuàng)新驅動發(fā)展中心主任解讀，到2025年，我國生 物經濟總量有望達22萬億元，其中核心產業(yè)總量超過7.5萬億元。

攻堅國產替代，關注黃金賽道“賣水人”

生物技術催生底層生命科學工具市場

基因工程、細胞工程、微生物工程等底層是對細胞、 酶 、 病毒等生物的改造及篩選，都需要用到底層通用工具。未來，生物科技驅動的萬億級新興市場將催生出龐大的底層生命科學工具需求。

關注生命科學工具國產替代

作為生物技術產業(yè)的底層支撐，生命科學工具類似于芯片技術在半導體行業(yè)的基礎地位。據華經產業(yè)研究院，我國科研 試劑、實驗耗材長期被外資龍頭主導，國產化率僅約10%。但通過我國企業(yè)的不斷努力，目前本土生命科學工具正在逐 步壯大，已逐步擺脫完全依賴進口的狀態(tài)，尤其經歷2020年新冠檢測的洗禮，在部分賽道已展現出彎道超車的良好態(tài)勢。

科研試劑是新技術發(fā)展的基石

科研試劑是科學研究和新技術發(fā)展的支撐，呈現出品種門類多、 單位用量小、涉及范圍廣、技術含量高、更新速度快、 質量標準嚴等特點。隨著科學技術的快速發(fā)展，傳統化學試劑已經不能滿足科研需要，又產生出眾多新的試劑品類，如 色譜級、電子級、標準物質等化學試劑及重組蛋白、抗體等生物試劑。繁多的種類、復雜多樣的生產技術以及較高的品 牌認可度構成了科研試劑行業(yè)的高壁壘。

我國試劑行業(yè)技術相對落后

科研試劑市場按性質不同可分為化學試劑和生物試劑，其中化學試劑又可分為通用試劑和高端試劑。通用試劑用量大、 價格低、獲取難度較小，高端試劑品種多、用量小、品質高、價格貴、獲取難度較大。 我國試劑行業(yè)起步較晚，生產技術、應用技術以及生產工藝均與國外存在一定差距。據《我國科研試劑產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研 究》（周培才等，2022年11月），目前，全球試劑品種已達20萬種，經常流通的試劑品種約5萬種；我國常用試劑2萬 余種，但國內能自主研發(fā)生產的試劑品種不足7000種，且其中中低端產品占多數，中高端科研試劑產品嚴重欠缺。

高端化學試劑和生物試劑幾乎進入巨頭壟斷時代

目前，全球的科學服務行業(yè)已形成了行業(yè)巨頭賽默飛世爾科技、丹納赫、默克等知名企業(yè)為主的競爭格局。巨頭們在品 牌聲譽、產品質量等方面均具有較強優(yōu)勢，產品多達幾十萬種，橫跨科研試劑、實驗耗材及儀器設備領域，年收入過百 億美元，幾乎壟斷整個市場。 我國試劑行業(yè)以中小型企業(yè)為主，僅能專注于生產科研試劑中的某一類產品，缺少一站式整合能力，利潤空間極為有限。 據《國內實驗試劑供應鏈現狀、問題與對策》 （劉海龍等，2018年11月），我國的高端科研試劑產品，包括高端化學試 劑以及生物試劑基本被國外巨頭壟斷，占我國90%的市場份額。

我國科研試劑行業(yè)處于快速成長期

根據Wise guy，全球實驗室試劑市場規(guī)模預計將從2017 年的183億美元增加到2025年的298億美元，年復合增長 率為 6.3%。 我國已進入創(chuàng)新驅動發(fā)展的關鍵時期，研發(fā)投入持續(xù)加大， 2017至2022年，據國家統計局，我國研發(fā)經費支出復合 增速高達11.9%。在海量投入支撐下，未來3~5年，預計 我國科研試劑增速仍將維持10%以上。據弗若斯特沙利文 統計預測，2022年，我國僅生物試劑科研領域市場規(guī)模已 達217億元，并將以16.4%的復合增速增長至2026年的 398億元。

實驗耗材目前以一次性塑料耗材為主

實驗室耗材的種類繁多，制造材料包括塑料、玻璃、橡膠、金屬等，其中，一次性塑料耗材因原料品種多樣且價格低廉、便于 一次性使用、易于表面改性等優(yōu)勢，目前應用最為廣泛。從下游分類看，細胞培養(yǎng)類耗材、分子生物學實驗耗材及微生物學實 驗耗材性能要求較為苛刻，如透光率、潔凈度、精度等，同時針對不同應用還需滿足不同需求，如表面超疏水、超親水、溫敏 可逆超親水等，具備較高技術含量，屬于耗材中的高值產品。

高分子材料的改性和加工是核心技術

一次性塑料實驗室耗材主要由高分子材料制成，高分子材料的改性技術與加工技術是該行業(yè)的關鍵技術。改性技術能使其在不 同的應用場景具備某些特定性能；加工技術，如注塑、擠出成型技術的精密程度決定了生產環(huán)節(jié)的產品質量與生產效率。 從趨勢上看，早期玻璃材質因光潔、易消毒、理化性質穩(wěn)定等特點為實驗耗材主要原料，后由于技術的發(fā)展和大家對傳染病的 認識提高，逐漸被一次性塑料耗材所取代。隨著應用場景的拓展及對相應產品理化性能、生物性能要求的提升，未來普通高分 子材料將逐步向醫(yī)用級別高分子材料、可生物降解材料等更高生物安全標準的材料轉向。

截至2020年底，我國一次性實驗耗材市場90%以上被國外壟斷

歐美發(fā)達國家生命科學研究及其相關生物實驗耗材產業(yè)已有一百多年的發(fā)展歷史，耗材產品精密且生產技術成熟，有長期的品 牌優(yōu)勢。我國一次性塑料生物實驗室耗材市場相對歐美國家起步較晚，目前基本被進口產品壟斷。國際龍頭企業(yè)，如賽默飛世 爾科技、艾本德、艾萬拓、康寧等長期占據主導地位，據凱實生物招股說明書，截至2020年底，進口品牌仍占據約90%以上 的市場份額。 目前國產改性塑料能滿足大部分低端和部分中端耗材的需求，隨著國產廠家研發(fā)和創(chuàng)新能力的不斷提升，已有少數企業(yè)的產品 品質達到國際先進水平，國有品牌有望逐步實現進口替代。

生物技術驅動萬億市場

合成生物學：生物制造產業(yè)的核心技術

合成生物學是一門新興的交叉學科，結合了生物學、化學工程、信息學、計算科學，通過重新設計與改造酶、細胞或合 成途徑，使其成為細胞工廠，來模擬生物體細胞內的物質反應以替代傳統化學制造。合成生物制造一般以淀粉、纖維素、 二氧化碳等可再生碳資源為原料，加工及合成化學品、藥品、食品、生物能源、生物材料。具有清潔、高效、可再生等 特點，能夠減少工業(yè)經濟對生態(tài)環(huán)境的影響，助力醫(yī)藥、食品、能源、材料、農業(yè)等行業(yè)的低碳轉型。

合成生物學發(fā)展迅速，市場空間廣闊

合成生物學及其應用在各個領域不斷滲透，并創(chuàng)造了巨大的經濟價值。據BCC Research數據，2019 年全球合成生物 學市場規(guī)模已達53.20億美元，預計到2024年可達188.85億美元，2019-2024年的CAGR 28.8%。 分應用領域看，醫(yī)療健康領域主導了合成生物學商業(yè)化發(fā)展，化工、食品、農業(yè)、消費品領域細分市場增速較高。預計 化工領域市場規(guī)模將由2019年的11.10億美元增長至2024年的37.47億美元，CAGR 27.5%。分區(qū)域來看，全球合成生 物學市場由北美洲和歐洲主導，2019年全球市占率分別58.5%、23.6%，亞太區(qū)2019年全球市占率15.1%。

生物基材料：廣闊藍海，即將啟航

生物基材料是指是指利用生物質為原料或（和）經由生物制造得到的材料。根據我國“十四五”生物經濟發(fā)展規(guī)劃預測， 未來十年石油化工、煤化工產品的35%可被生物制造產品替代。根據全球經濟合作與發(fā)展組織發(fā)布的“面向2030生物經濟 施政綱領”戰(zhàn)略報告預測，2030年全球將有大約35％的化學品和其他工業(yè)產品來自生物制造，其中20%的石化產品（約 8000億美元）可由生物基產品替代，然而目前的替代率仍不到5%，較2020年市場提升空間近6000億美元。在低碳經濟驅動 下，萬億元藍海市場，蓄勢待發(fā)。

行業(yè)競爭充分，以細分領域龍頭為主

從全球范圍來看，亞洲是生物基材料重要的生產中心。據《我國生物基材料產業(yè)發(fā)展對策與建議》（魏珣等，2022年4月）， 2020年，產能占全球生物基材料的46%，其次為歐洲、北美，產能占比分別為25%、17%。 生物基材料行業(yè)市場競爭較為充分，企業(yè)競爭格局以細分領域的龍頭為主。巴斯夫、陶氏、杜邦等化工巨頭長期致力于生物 基材料的研發(fā)，有力推動了全球生物基材料的商業(yè)化進程。目前，我國生物基材料仍處于起步階段，但在政策助力下，也出 現了重點企業(yè)，多為細分領域的龍頭。

生物食品：人造肉正在改變餐桌

人造肉指人工制造而不是通過養(yǎng)殖動物來提供的肉類， 不僅節(jié)能環(huán)保，還能解決伴隨著人口增長而來的食物短 缺問題。人造肉分為植物基人造肉和細胞基人造肉：植 物基人造肉是利用植物蛋白通過纖維結構化和風味物質 的整合模仿真肉口感；動物基人造肉通常是采用從動物 分離出干細胞或組織，將其增殖分化出類似肌肉的原始 纖維組織而制成。

我國人造肉處于藍海階段，市場較為分散

從區(qū)域來看，歐美及亞太地區(qū)是全球主要的人造肉市場，據 Research and Markets，2020年，歐洲、亞太、北美植物性人造肉 市場規(guī)模占全球比重分別為35%、30%、20%。當前美國人造肉企業(yè)占據主導地位，據IRR統計，2019年，全球人造肉市場市 占率前四家企業(yè)均為美國企業(yè)，合計約占全球69%的市場份額。 我國人造肉市場尚處于藍海階段，競爭格局較為分散，產品技術能夠對標國際先進水平的僅有深圳星期零、北京珍肉等初創(chuàng) 企業(yè)。在巨大市場前景吸引下，傳統食品巨頭也紛紛下場，但目前還處于合作研發(fā)的階段，隨著人造肉市場逐漸成熟，或將 重塑競爭格局。

全球植物肉市場規(guī)模預計超千億元

植物基人造肉的研究發(fā)展速度較快，已經進入商業(yè)化生產階段，目前，市場上部分知名品牌植物肉產品價格僅略高于 傳統養(yǎng)殖肉。據 Markets and Markets，2021年，全球植物肉市場規(guī)模已達160億美元，預計至2025 年可達279億美元， 年復合增速達15%。而據 Euromonitor 預測，2025年中國植物肉市場規(guī)模將達到142億美元，超過全球市場的一半。 動物基人造肉的成本從2013年國外首次培育出的幾十萬元一公斤到現在的千元級別，已經實現近百倍的下降。但離規(guī) ?；氖袌鐾茝V還有距離，目前仍處于實驗室階段。

生物醫(yī)用材料市場空間廣闊

生物醫(yī)用材料又稱生物材料，是一類用于診斷、治療、修復和替換人體組織、器官或增進其功能的新型高技術材料，是材料 科學、生物技術、臨床醫(yī)學多領域的深度融合。生物醫(yī)用材料屬于醫(yī)療器械范疇，2020年，我國生物醫(yī)用材料市場規(guī)模接近 5000億元，約占醫(yī)療器械市場規(guī)模的一半。據羅蘭貝格，2022年我國醫(yī)療器械市場規(guī)模預計達9582億元，2015-2022年復 合增速約17.5%，已躍升為除美國外的全球第二大市場。

全球高端市場呈寡頭壟斷局面

由于較高的技術、資質和資金壁壘，全球生物醫(yī)用材料高端市場已形成寡頭壟斷局面。具備技術優(yōu)勢且已成規(guī)模的企業(yè)，跨國公司占據了全球市場的大部分份額。 我國生物醫(yī)用材料產業(yè)市場規(guī)模增長迅速，但大部分企業(yè)仍處于小規(guī)模發(fā)展階段。據成都市科學技術發(fā)展戰(zhàn)略研究院統計， 目前，我國80%～90%的生物醫(yī)用材料成果仍處于研發(fā)階段，企業(yè)基本生產中、低端產品，70%的高端產品依靠進口。但隨 著研發(fā)能力的不斷增強，在心血管支架、封堵器、生物型硬膜補片、骨創(chuàng)傷修復器械等部分生物醫(yī)用材料方面已實現進口替 代。

生物農業(yè)：中國正在進入分子育種時代

植物分子育種是指不經過有性生殖過程，將外源基因導入植物體內，誘發(fā)可進行遺傳的變異，以此來選育帶有目的性狀的優(yōu) 良品種的育種技術。分子育種方法簡便、變異范圍廣并且能夠顯著縮短育種周期，隨著我國轉基因工程植株在大田的釋放和 推廣，植物分子育種技術已成為植物育種發(fā)展的重要方向。 國際上將育種分為4個經典階段，當前部分發(fā)達國家已經逐步進入育種4.0時代，而我國仍處于以雜交育種和分子技術輔助選 育為主的“2.0時代”到“3.0時代”之間。未來，隨著基因編輯等技術監(jiān)管的寬松、基因測序技術的進步，我國分子育種產 業(yè)化進程將會進一步加快，進一步催生對底層生命科學工具的需求。

生物育種降本增效，打開成長空間

生物育種產業(yè)化種植可顯著降低玉米、小麥、大豆等作物的生產成本，提升單產水平和增加農民收入。以中美數據為例， 2020年我國的玉米和大豆單產不足美國的60%，在2010年到2020年間的差距繼續(xù)被拉大。截至2022年11月15日，全球人口已經達到80億大關。據聯合國糧農組織測算，預計2025年，全球人口將達到 100億，僅靠傳統育種已無法滿足不斷增長的人口對于食物的需求，生物育種的產業(yè)化進程加速。據IHS Market， 2021年， 全球商業(yè)種子市場較2020年增長7.1%至472.42億美元，其中轉基因種子銷售總額增長了11.6%，達到約218億美元，占商 業(yè)種子市場銷售額的46%。據IDTechEx Research，預計全球生物技術種子市場規(guī)模將由2020年的282億美元大幅增長 57%至2031年的443億美元。