2025年中國(guó)DNA存儲(chǔ)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)及整體發(fā)展形勢(shì)研判：應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，有望成為未來(lái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)重要解決方案[圖]

內(nèi)容概要：DNA存儲(chǔ)技術(shù)是指用人工合成的脫氧核苷酸鏈對(duì)文檔、圖片和音頻等信息進(jìn)行存儲(chǔ)并能完整讀取的技術(shù)。DNA作為一種潛在的存儲(chǔ)介質(zhì)，因其耐久性、大存儲(chǔ)容量以及高體積密度而引起了人們的研究關(guān)注。近年來(lái)，全球DNA測(cè)序技術(shù)研發(fā)熱度持續(xù)上升，2023年全球DNA測(cè)序技術(shù)專利申請(qǐng)總量為107353項(xiàng)，申請(qǐng)人數(shù)量50589個(gè)；DNA編碼專利申請(qǐng)總量為32535項(xiàng)，申請(qǐng)人數(shù)量16459個(gè)；DNA合成專利總申請(qǐng)量8471項(xiàng)，申請(qǐng)人數(shù)量5951個(gè)。中國(guó)在DNA存儲(chǔ)技術(shù)研發(fā)方面也表現(xiàn)出強(qiáng)勁的熱度，國(guó)家層面的政策扶持是推動(dòng)DNA存儲(chǔ)系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。與國(guó)外不同的是，在DNA測(cè)序、DNA合成、DNA編解碼三個(gè)領(lǐng)域，DNA合成技術(shù)為中國(guó)DNA存儲(chǔ)企業(yè)布局的重點(diǎn)。2021-2023年期間，我國(guó)DNA合成事件占據(jù)DNA存儲(chǔ)技術(shù)投資事件的50%，DNA測(cè)序占38%，DNA編碼占12%。

上市企業(yè)：博暉創(chuàng)新(300318)、陽(yáng)普醫(yī)療(300030)、上海三毛(600689)、中新藥業(yè)(600329)、友好集團(tuán)(600778)、諾禾致源（688315.SH）、華大基因（300676.SZ）、貝瑞基因（000710.SZ）、騰訊控股/騰訊云(00700)等。

相關(guān)企業(yè)：擎科生物、聯(lián)川生物、生工生物、中科碳元、密碼子、華為云

關(guān)鍵詞：DNA存儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模、DNA存儲(chǔ)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局、DNA存儲(chǔ)行業(yè)發(fā)展前景

一、DNA存儲(chǔ)行業(yè)概況

基因存儲(chǔ)技術(shù)又稱DNA存儲(chǔ)技術(shù)，是一種新型的信息存儲(chǔ)技術(shù)，是指用人工合成的脫氧核苷酸鏈對(duì)文檔、圖片和音頻等信息進(jìn)行存儲(chǔ)并能完整讀取的技術(shù)，通過(guò)將數(shù)據(jù)編碼成二進(jìn)制的數(shù)字串，然后用A、T、C、G4種堿基編碼二進(jìn)制相對(duì)應(yīng)的數(shù)字，使得數(shù)據(jù)能以脫氧核苷酸鏈的形式完成目標(biāo)DNA分子的構(gòu)建，再通過(guò)人工合成相應(yīng)的DNA分子，數(shù)據(jù)即可被儲(chǔ)存在DNA分子中。

DNA存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)為容量大、體積小、穩(wěn)定性好、可復(fù)制性強(qiáng)；劣勢(shì)主要體現(xiàn)在成本過(guò)高、測(cè)序技術(shù)不夠完善。目前，制約DNA計(jì)算研究的主要因素是DNA納米技術(shù)與成本問(wèn)題，大量進(jìn)行DNA分子測(cè)序和合成仍然較為昂貴。

二、DNA存儲(chǔ)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

DNA作為一種潛在的存儲(chǔ)介質(zhì)，因其耐久性、大存儲(chǔ)容量以及高體積密度而引起了人們的研究關(guān)注。DNA存儲(chǔ)是一種利用人工合成的脫氧核糖核酸(DNA)分子作為存儲(chǔ)介質(zhì)，將數(shù)字信息編碼后存儲(chǔ)在DNA分子上的技術(shù)。這種技術(shù)利用了DNA的堿基序列，通過(guò)特定的算法將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后編碼為DNA序列中的腺嘌呤(A)、鳥(niǎo)嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)堿基，再合成到DNA分子上。

DNA存儲(chǔ)的整個(gè)流程可大致分為“編”“寫(xiě)”“存”“讀”4個(gè)步驟。其中，“編”即將待存儲(chǔ)的二進(jìn)制信息通過(guò)編碼算法轉(zhuǎn)換為堿基信息。“寫(xiě)”即將編碼好的堿基信息通過(guò)DNA合成寫(xiě)入到DNA分子中?！按妗辈襟E將合成好的DNA分子在適宜條件下長(zhǎng)期穩(wěn)定儲(chǔ)存?！白x”步驟即信息還原，依賴于DNA測(cè)序技術(shù)。

近年來(lái)，全球DNA測(cè)序技術(shù)研發(fā)熱度持續(xù)上升，2023年全球DNA測(cè)序技術(shù)專利申請(qǐng)總量為107353項(xiàng)，申請(qǐng)人數(shù)量50589個(gè)；DNA編碼專利申請(qǐng)總量為32535項(xiàng)，申請(qǐng)人數(shù)量16459個(gè)；DNA合成專利總申請(qǐng)量8471項(xiàng)，申請(qǐng)人數(shù)量5951個(gè)。

近年來(lái)，中國(guó)在DNA存儲(chǔ)技術(shù)研發(fā)方面也表現(xiàn)出強(qiáng)勁的熱度，國(guó)家層面的政策扶持是推動(dòng)DNA存儲(chǔ)系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。與國(guó)外不同的是，在DNA測(cè)序、DNA合成、DNA編解碼三個(gè)領(lǐng)域，DNA合成技術(shù)為中國(guó)DNA存儲(chǔ)企業(yè)布局的重點(diǎn)。2021-2023年期間，我國(guó)DNA合成事件占據(jù)DNA存儲(chǔ)技術(shù)投資事件的50%，DNA測(cè)序占38%，DNA編碼占12%。

相關(guān)報(bào)告：智研咨詢發(fā)布的《中國(guó)DNA存儲(chǔ)行業(yè)市場(chǎng)全景評(píng)估及投資前景研判報(bào)告》

三、DNA存儲(chǔ)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

1、DNA存儲(chǔ)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)

DNA存儲(chǔ)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)、基礎(chǔ)材料與專用設(shè)備制造商，其中，技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)主要包括科研機(jī)構(gòu)（高校和研究所）、生物技術(shù)公司；基礎(chǔ)材料供應(yīng)商提供DNA原料和存儲(chǔ)介質(zhì)；專用設(shè)備主要包括DNA合成儀、測(cè)序儀等。DNA存儲(chǔ)位于行業(yè)中游，主要表現(xiàn)為DNA存儲(chǔ)解決方案開(kāi)發(fā)，包括DNA存儲(chǔ)技術(shù)的開(kāi)發(fā)，如編碼算法、合成技術(shù)和讀取技術(shù)。行業(yè)下游主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、文化遺產(chǎn)機(jī)構(gòu)、政府機(jī)構(gòu)、商業(yè)基因檢測(cè)公司等。

2、DNA存儲(chǔ)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游-高校

?DNA存儲(chǔ)技術(shù)在高校的研究和應(yīng)用中扮演了重要角色。如東南大學(xué)師生團(tuán)隊(duì)成功將該校校訓(xùn)“止于至善”存入一段DNA序列，實(shí)現(xiàn)了DNA存儲(chǔ)技術(shù)的新突破。相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)·進(jìn)展》上。天津大學(xué)合成生物學(xué)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新DNA存儲(chǔ)算法，將十幅精選敦煌壁畫(huà)存入DNA中，該算法支持DNA分子成為世界上最可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)之一，可以讓面臨老化破損危機(jī)的人類文化遺產(chǎn)信息保存千年萬(wàn)年。該成果發(fā)表于《自然·通訊》上。

高等教育發(fā)展水平是一個(gè)國(guó)家發(fā)展水平和發(fā)展?jié)摿Φ闹匾獦?biāo)志。當(dāng)前，我國(guó)已建成世界最大規(guī)模高等教育體系。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2023年，我國(guó)普通高等學(xué)校數(shù)量從2018年的2663所增加到2822所，截止2024年上半年，我國(guó)普通高等學(xué)校數(shù)量為2868所。

3、DNA存儲(chǔ)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈下游-醫(yī)療機(jī)構(gòu)

醫(yī)療機(jī)構(gòu)是DNA數(shù)據(jù)庫(kù)的重要應(yīng)用場(chǎng)所。醫(yī)院和診所通過(guò)基因檢測(cè)，為患者提供個(gè)性化的醫(yī)療服務(wù)。DNA數(shù)據(jù)庫(kù)在醫(yī)療中的應(yīng)用包括遺傳病診斷、藥物反應(yīng)預(yù)測(cè)、個(gè)性化治療方案制定等。近年來(lái)，隨著我國(guó)衛(wèi)生事業(yè)的快速發(fā)展，中國(guó)醫(yī)療機(jī)構(gòu)得到較快發(fā)展。2023年我全國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)總數(shù)1070785個(gè)，比2022年增加37867個(gè)。

四、DNA存儲(chǔ)行業(yè)發(fā)展歷程

DNA存儲(chǔ)概念最早由NorbertWiener和MikhailNeiman于20世紀(jì)60年代中期提出，并在1988年得到初步驗(yàn)證。但受限于DNA高通量合成及測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，直到2010年后，DNA存儲(chǔ)領(lǐng)域才開(kāi)始有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步。我國(guó)在DNA存儲(chǔ)領(lǐng)域的發(fā)展雖然較西方略為滯后，但近年來(lái)也在強(qiáng)勢(shì)追趕，達(dá)成了多項(xiàng)技術(shù)突破，取得了一系列國(guó)際領(lǐng)先水平的研究成果。除科研領(lǐng)域外，DNA存儲(chǔ)在商業(yè)化應(yīng)用方面的潛能也受到多方認(rèn)可。

五、DNA存儲(chǔ)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局

1、部分企業(yè)

我國(guó)DNA存儲(chǔ)行業(yè)仍處于早期發(fā)展階段，但競(jìng)爭(zhēng)格局已初步形成。參與者包括科研機(jī)構(gòu)、生物技術(shù)公司、科技巨頭和初創(chuàng)企業(yè)。目前，我國(guó)DNA存儲(chǔ)行業(yè)主要企業(yè)包括華大基因、擎科生物、聯(lián)川生物、生工生物、騰訊云、中科碳元、密碼子、華為云、迪贏生物等。

2、代表企業(yè)

1）、華大基因

華大基因利用基因測(cè)序、質(zhì)譜、基因合成、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)，率先面向全球客戶提供基于基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、表觀基因組學(xué)、單細(xì)胞組學(xué)、時(shí)空組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等多組學(xué)的大數(shù)據(jù)采集、分析和挖掘的綜合解決方案服務(wù)。截至2023年，華大基因多組學(xué)大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)已經(jīng)覆蓋了全球100多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，擁有5000多家合作單位，為20000多位合作伙伴提供了杰出技術(shù)服務(wù)。2023年，華大基因基因組學(xué)應(yīng)用行業(yè)營(yíng)業(yè)收入43.33億元，占總營(yíng)收的99.61%。

2）、貝瑞基因

貝瑞基因聚焦生育健康、遺傳病檢測(cè)、腫瘤檢測(cè)、科技服務(wù)等領(lǐng)域，通過(guò)“產(chǎn)品+服務(wù)”的綜合方案為各級(jí)醫(yī)院、第三方醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室、科研院所等醫(yī)療及科研機(jī)構(gòu)提供醫(yī)學(xué)產(chǎn)品及服務(wù)。貝瑞基因年產(chǎn)出的基因數(shù)據(jù)量已超過(guò)PB級(jí)，且在標(biāo)準(zhǔn)/結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)及人工智能數(shù)據(jù)算法、對(duì)臨床信息解讀等方面的優(yōu)勢(shì)日益凸顯。2024年前三季度，貝瑞基因基因檢測(cè)行業(yè)營(yíng)業(yè)收入為8.23億元。

六、DNA存儲(chǔ)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，基因存儲(chǔ)技術(shù)研發(fā)的主要方向?yàn)樘嵘鎯?chǔ)數(shù)據(jù)的容量以及尋找更為精確、先進(jìn)的存儲(chǔ)寫(xiě)入方法，相關(guān)研究已實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)一次性“寫(xiě)”入DNA分子中，且在從DNA池中讀取數(shù)據(jù)的測(cè)序過(guò)程中，沒(méi)有出現(xiàn)任何錯(cuò)誤。但受現(xiàn)有的技術(shù)限制，人工合成DNA的成本過(guò)高且費(fèi)時(shí)，基因存儲(chǔ)技術(shù)用途有限，目前尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程。

隨著技術(shù)不斷成熟和市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)，DNA存儲(chǔ)行業(yè)未來(lái)將呈現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步、成本下降、應(yīng)用拓展、產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)、標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化、合作與并購(gòu)以及區(qū)域發(fā)展的趨勢(shì)，DNA存儲(chǔ)技術(shù)有望在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，成為未來(lái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的重要解決方案。

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢（yhcgw.cn）發(fā)布的《中國(guó)DNA存儲(chǔ)行業(yè)市場(chǎng)全景評(píng)估及投資前景研判報(bào)告》。智研咨詢是中國(guó)領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、商業(yè)計(jì)劃書(shū)、可行性研究報(bào)告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢】公眾號(hào)，每天及時(shí)掌握更多行業(yè)動(dòng)態(tài)。