生物制造
是通过酶、微生物细胞等生物元件或生物体进行物质转化和加工的规模化生产模式，是新质生产力的重要组成部分。
近年来，生物技术（BT）和信息技术（IT）的深度融合，推动代谢途径的创新设计和生物合成效率的大幅提升，生物制造在新能源、新材料、生物医药、绿色食品等领域展现出巨大的应用前景。
目前，生物制造已成为新一轮科技革命的制高点和产业变革的新引擎，受到全球各国政府的高度重视：美国制定了《美国生物技术和生物制造的远大目标》，英国制定了《工程生物学的国家愿景》。
我国于2023年底召开的中央经济工作会议将生物制造确立为战略性新兴产业，并在2024年、2025年政府工作报告中连续提及生物制造。
不过，作为与科技创新关系紧密的新兴产业，生物制造的发展面临多重挑战：
1.技术研发的“断桥”：科研成果难以从实验室转化为市场应用；
2.中试放大的“死亡谷”：即中试和量产阶段极高的失败概率；
3.推向市场的“达尔文死海”：即初创企业在市场竞争中因策略失误而面临被淘汰的风险
而要成功跨越这三大关键障碍，则需要政府、学术界和产业界通力合作，打造技术创新平台、中试放大平台与产业孵化平台，帮助科研成果转化为实际生产和市场应用。
近日，来自中国科学院等机构的专家们发表了《全球生物制造产业关键平台设施建设现状分析与思考》，详细分析了美国、英国、欧盟等发达经济体在三类关键平台设施建设方面取得的进展，为我国提供了宝贵的参考借鉴。
技术创新平台：需满足三项核心功能
技术创新平台致力于将实验室技术转化为实际应用，通过提供专业设备和技术支持，助力企业将研究成果转化为可行的技术方案。
一个成功的技术创新平台必须实现3项核心功能：①工艺创新——通过研发高效的发酵技术、分离纯化方法和智能控制系统，提升生产效率并降低运营成本；②人才储备——通过建立校企合作机制和培训体系，培养复合型专业人才；③产学研联动——通过建设联合实验室，加快科研成果的转化和技术交流。
美国敏捷生物工厂（ABF）
ABF是由美国7家国家实验室组成的联合体，每年从美国能源部生物能源技术办公室获得2000万美元的资助。其建立了一个面向私营和公共部门的分布式生物制造平台，通过产学研合作推动创新。
2023年，NREL投入近2000万美元对其综合生物精炼研究设施进行设备更新，以扩大原料范围、产品种类和生产规模。ABF 还积极开展研究合作促进行业发展，例如，与华盛顿大学合作开发人工智能平台预测生产工艺。
英国过程创新研究中心（CPI）
CPI 提供全面的生物制造基础设施，规模从300升到75000升不等，专注于支持中小企业和行业合作，其位于达灵顿的国家生物制剂制造中心配备了200升的微生物和哺乳动物细胞平台，以及13个生物安全1级和2级实验室，全面支持从研究到商业化的转化。
2023年新建的RNA卓越中心 （RNA Centre of Excellence） 是英国唯一能够生产脂质纳米颗粒包裹RNA疫苗的良好生产规范（GMP）设施，年产能可达1亿剂，为制药公司提供临床试验支持。
德国弗劳恩霍夫化学-生物技术过程中心
该中心是弗劳恩霍夫协会 （Fraunhofer Gesellschaft） 下属的重要研究机构，专注于化学和生物技术研发，获得了来自德国政府、欧盟项目和工业界等多方资金，通过跨学科合作推动生物制造技术发展，重点关注生物资源利用、可持续化学品和能源生产。
2024年6月，该中心参与完成了BioSPRINT项目，实现硬木生物质向生物基聚合物的全流程转化。该项目汇集了8个欧洲国家的13家机构，展现了欧洲在非粮生物质利用领域的协同创新能力。
丹麦诺和诺德基金会生物可持续发展中心
该中心在诺和诺德基金会的资助下，专注于细胞工厂的设计和开发。该中心于2020年建立了可持续生物制造工厂 ，该工厂基于 2011—2019年积累的DBTL工作流程，结合信息科学和数据科学技术，致力于开发基因组工具和建设工业级微生物细胞工厂。
该工厂已开发多项实用工具，包括基因缺失预测和蛋白质组分析软件，并配备完整的数据管理系统。目前，工厂的重点项目涵盖环保染料、燃料，以及碳捕获、利用与封存等领域。
中试放大平台：依赖三个关键要素
中试放大平台主要负责工艺验证和规模化生产，通过提供基础设施和技术支持，助力企业克服从实验室到产业化生产的技术壁垒。
生物制造中试放大平台的成功运营依赖3个关键要素：① 配备先进的实验和中试设施，以支持从小规模到中试规模的生产；②建立专家团队和资源共享体系，以促进产学研的协作；③获得政府的支持，包括政策扶持和资金激励
美国生物工业制造和设计生态系统（BioMADE）
BioMADE 是美国国防部资助、美国制造业研究所管理的生物制造基础设施项目，旨在美国建立12—15个生物制造试点的设施网络，为企业提供关键服务，构建完整的生物制造生态系统。
2023年，首个生物制造创新设施在明尼苏达州启动，截至2024年， BioMADE已将建设计划扩展至加利福尼亚、佐治亚、夏威夷等6个州，帮助企业在本土实现从实验室到商业规模的产品开发。
欧盟Pilots4U
欧盟委员会通过“地平线2020”计划资助的Pilots4U 项目，建立了一个覆盖全欧洲的中试设施网络。该项目开发了专门的数据库，涵盖了14个国家86个组织的262个资产条目，以方便企业和研究机构快速找到合适的测试设施。此外，Pilots4U的专家团队提供专业咨询，协助用户进行试验规划和预算编制。
欧洲生物基地中试工厂（BBEPP）
BBEPP 是一家位于比利时根特的非盈利机构，专注于将生物基产品从实验室规模转化为工业规模。该机构由欧盟、比利时和荷兰政府联合资助，并通过提供服务和参与研究项目获得额外资金。该机构实行严格的保密制度和灵活的知识产权政策，并不断更新设备以保持竞争力。最近，BBEPP通过新投资将其发酵产能提升了3倍。
英国生物试点项目（BioPilots UK）
BioPilots UK建立了一个全国性的开放生物制造设施网络，包括威尔士生物炼制卓越中心 （BEACON）、生物可再生资源开发中心、工艺创新中心、工业生物技术创新中心等。BioPilots UK设立了统一的服务窗口，根据需求灵活调配资源，并通过技术交流和统一的知识产权政策，确保高效运作和权益保护。
产业孵化平台：场地、资源和服务缺一不可
产业孵化平台普遍采用“场地+资源+服务”模式，为企业提供办公和生产场地，并建立了广泛的产业链资源网络，此外它还提供一站式服务，包括分析检测、认证服务、成果转化、信息咨询、投融资支持，这要求其具备丰富的行业经验。
美国加利福尼亚定量生物科学研究所（QB3）
QB3成立于2000年，是一个专注于生物科学研究和商业化的孵化器网络。依托美国加利福尼亚大学10所联盟学校的支持，QB3为生命科学初创企业提供种子资金、实验室和办公场地等基础支持，并与BayBio等行业协会合作，帮助企业扩展技术和市场资源。
QB3已成功孵化了多家企业，如基因编辑公司Caribou Biosciences、合成生物学公司Zymergen和分子诊断公司Lucira Health。通过与中国瀚海控股等进行国际合作，QB3不断拓展其全球影响力。
英国合成生物学创新知识中心（SynbiCITE）
SynbiCITE于2013年在伦敦帝国理工学院成立，获得了来自英国政府、个人和学术合作伙伴 2800万英镑的共同投资。该中心构建了全面的创业支持体系，包括配备尖端基因研究设备的实验室、技术和商业培训课程，以及通过创新比赛和种子基金支持初创企业的机制。
SynbiCITE 已成功孵化多家企业，如DNA合成公司Bento Bioworks和生物检测公司 Nanocage Technologies，并与布里斯托尔、爱丁堡和曼彻斯特的合成生物学研究中心（SBRCs） 展开合作。
荷兰代尔夫特生物技术园区
该园区由代尔夫特理工大学、帝斯曼公司和当地政府联合建立的创新基地，帝斯曼负责具体运营，政府提供基础设施支持。园区的资金来源主要包括项目资助、投资、租金和服务收入。通过举办创新竞赛，园区能够发现优质项目，并为企业提供创业指导和资金申请支持。
作为产业孵化平台，园区提供从原料供应到产品配送的完整产业链服务，包括研发设施、中试平台和生产空间。2024年4月，Plant One公司接管了园区的生物工艺试验设施，继续支持企业进行工业化验证。
美国IndieBio
IndieBio是SOSV集团旗下的生物技术加速器，专注于支持解决可持续发展、食品科技和医疗健康等全球性挑战的早期企业，通过其全球风险投资网络为企业提供种子资金、实验室设施、专业指导和商业咨询等全方位支持，特别注重合成生物学领域的创业项目。
2022年12月，IndieBio 在纽约设立新基地以扩大孵化能力。2024年7月 ，SOSV成立了爱尔兰生物制造基金，支持企业拓展欧洲市场。
