【SynBioCon】“如果说，可控核聚变能让人类实现能源自由，那生物制造能让人类实现物质自由。”

上海交通大学生命科学技术学院研究员，肆芃科技创始人、董事长陶飞对「交大新上院」表示，眼中闪烁着作为科学家的浪漫与创业者的激情。

因为"十五五"规划的明确提及，生物制造又一次成为全网热议的话题和资本市场的热点。而陶飞却觉得，生物制造走进现实并非遥不可及，但也不是一蹴而就。

业内人士认为，从战略上看，生物制造对中国的重要性，不亚于集成电路，将是中国继“新能源”之后的又一轮“弯道超车”之举，背后承接的产业规模，不下于万亿。

由于中国“贫油、少气、相对富煤”的先天禀赋特征，新能源产业的快速崛起显著缓解我国对石油等传统能源的外部依赖，但在石化领域，类似汽车产业长期被跨国巨头主导的格局依然存在——核心技术与知识产权壁垒高度集中，突破难度较大。在此背景下，生物制造凭借创新潜力，有望成为我国在高端制造领域实现“弯道超车”的战略性新赛道。

根据全球经济合作与发展组织（OECD）的预测，到2030年全球至少20%的石化产品将被生物基产品替代，对应市场空间超过8,000亿美元。

“生物基材料前景广阔”，陶飞认为，从发展潜力看，生物制造未来有望达到与化工产业相当的量级。他特别强调，生物制造并非孤立存在的产业，其核心价值更在于“融合”——与现有产业体系的深度融合。最终产品需深度嵌入现有产业链，而非独立于产业生态之外。

2022年，陶飞与肆芃科技的另一位创始人——美国三院Fellow、上海交通大学特聘教授许平携手成立肆芃科技，在成立三年的时间内，已相继获得本草资本、中科创新、国投创合、如皋科创投、交大科技策源基金等的投资，总融资金额超亿元。

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从一株“蓝藻”开始的创业

时间回传到2022年，上海疫情封控期间，在上海交通大学的一间实验室里，肆芃科技的另一位创始人——许平教授主动驻守留校，在实验室度过了数十个难忘的日夜。让教授亲自守护的重点不是精密仪器，而是能“吃”二氧化碳的微生物——这是肆芃科技创始团队耗时16年精心培育的合成生物学底盘—— 蓝藻（蓝细菌）。

大约35亿年前，地球上第一个光合自养单细胞生命——蓝藻诞生，蓝藻的出现使整个地球从无氧状态发展到有氧状态，从而为需氧生物的进化发展创造了条件，可以说它是地球高等生命起源的基石。而对肆芃来说，其耗时16年培育的蓝细菌更是至关重要，其价值无法用金钱来衡量。陶飞表示，蓝细菌是“负碳”生产材料的理想细胞工厂之一，对蓝细菌进行重新设计和改造，可以让它们以二氧化碳作为底盘，高效生产出材料、燃料、高价值化合物，乃至药物，达到“以生物造万物”的效果。

就在疫情发生前，许平、陶飞率领的研发团队，率先在国际上首次以二氧化碳为原料，直接合成可降解塑料聚乳酸（PLA），为材料产业提供“负碳生产”新思路。

在之前16年的研发过程中，陶飞表示，其团队先后尝试和实现了多种产品的生产，比如甘油、DHA、乳酸、丙二醇、白藜芦醇等小分子化合物以及多种芳香化合物。

团队一开始瞄准“独特的高值产品”，这类产品具有比较高的价值，原因是它们用蓝细菌生产技术难度低，但产品的市场规模通常比较小。而PLA的研发成功，证明了蓝藻在材料上应用可能性。这类产品数量多、市场规模大，成本敏感度比能源产品更低，兼具经济和社会效益，是合成生物学技术商业化的理想路径之一。

2022年5月，在上海疫情封控期间，在上海交通大学的支持下，许平、陶飞成立了肆芃科技。

而肆芃的“终极目标”就是把负碳合成生物学技术应用在重要大宗产品的可持续制造上，促进减碳和减少污染。

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碳源迭代，促进产业升级

目前，业内将生物制造分为一代、二代和三代。第一代主要以粮食为原料来合成生物燃料；第二代原料发展为非粮食类生物质，包括谷物秸秆、甘蔗渣等；第三代以大气中的二氧化碳为原料进行微生物利用，直接将无机碳转化为有机化学品、燃料等高附加值产物。

“最大的降本逻辑还是在碳源的迭代上”，陶飞对「交大新上院」解释到。

生物制造的成本主要来自于碳源，碳源成本通常要占到总成本的50%以上。以一代生物制造为例，粮食成本基本锁定，技术改进在成本上的改进空间有限。这一现状和我国化工产业目前面临的瓶颈很相似，化工产业的大量成本来自于石油及衍生品的原料成本。由于我国石油自给率较低，化工产业需要同时面临成本波动、跨国巨头的知识产权壁垒和全球绿色浪潮的三重压力。

而二代生物制造，原料主要来自于秸秆等纤维素，成本较一代有降低的空间，但原料收储运和加工容易受到气候环境和季节的影响，生产供应链稳定性不强。

“一代、二代生物制造，还面临与人争粮，与粮争地的情况“，陶飞表示，目前碳源已成为制约生物制造产业发展的关键因素，而以二氧化碳为原料的第三代合成生物则有望突破这一瓶颈。二氧化碳取之不尽用之不竭，且随着技术发展，成本可以不断降低甚至最终趋向为零。如果与碳捕集技术相结合，更可以将“负碳智造”带入现实，实现人类社会与自然真正的永续共存。

“如果说，可控核聚变能让人类实现能源自由，那生物制造能让人类实现物质自由。”陶飞认为，以二氧化碳为原料的三代生物制造，一旦产业化落地，将成为造福人类发展的“革命性支柱”。

“肆芃的未来，正锚定在以二氧化碳为原料的第三代合成生物技术之上。”陶飞谈及公司战略时眼中闪烁着笃定光芒，语气中透露出开拓者的澎湃动能。

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从“实验室克级”到“产业吨级”的生死考验

当生物制造迈向规模化生产阶段，从“实验室克级”到“产业吨级”的量产跨越是很多企业的“生死关”。陶飞觉得，生物制造技术的真正价值需要通过产业化来体现。

肆芃如何跨越从实验室小试到产业化生产的“死亡谷”？

陶飞表示。在技术方面，肆芃构建了“独有工业底盘细胞库”，通过细胞工厂智能设计算法，AI赋能合成生物全链条设计，加速工程菌构建和迭代，将生物制造的核心环节拆成标准化流水线，这极大提高了肆芃的研发速度。

摇瓶实验成功只是开始，发酵放大才是最大挑战。陶飞表示，肆芃也曾遭遇，在实验室跑通的技术环节，在大发酵罐中却出现生长缓慢、产物合成效率下降，好在团队以“以终为始”的设计，众志成城的精神，夜以继日的汗水，成功克服了从实验室到量产的难题。

在生物基领域的产品竞争，肆芃已能保持成本及性能领先。陶飞觉得，未来的挑战或许在于把生物基产品的价格进一步降低到和石化产品相当。

“客户最关心的不是‘生物基’标签，而是性能和成本。”陶飞展示了一款肆芃科技与HERO英雄联合打造的全球首款高性能生物基文具，这款产品使用的Yogtic-05D材料正是肆芃团队潜心开发的产品之一，兼具高生物基含量、高物理性能与高透明度三大特点，在保证了文具产品耐用性和安全性的同时，也赋予了产品优秀的外观和质感。

肆芃还与上海交通大学联名推出了一款PLA聚乳酸酸奶纤维T恤，其核心材料——聚乳酸纤维，源自玉米、木薯等可再生资源。该T恤不仅具备低碳环保，更拥有亲肤柔滑、吸湿透气和天然抑菌防螨的卓越穿着体验，更拥有可工业堆肥完全生物降解的环保闭环特性，能在特定条件下最终分解为二氧化碳和水，有效避免了传统化纤衣物带来的微塑料污染问题。

“生物制造不是替代化工，而是创造新可能，赋能并革新传统产业。”陶飞表示，肆芃已与另一家交大系企业——天鹜科技展开合作，通过“AI+计算”进行蛋白质改造及设计，在产品性能上更大程度满足工业界的需求。同时他坦言，如果说，论文需要追求“100分的突破”，而产业需要“稳定的80分”，未来肆芃将脚踏实地，让生物制造真正走进产业、服务市场。

陶飞向「交大新上院」透露，肆芃将在不久的将来，实现第三代合成生物从实验室到产线的产业化落地，用二氧化碳替代石油，让微生物成为“细胞工厂”。

这份对‘负碳智造’的信念，在肆芃办公室的LOGO墙前具象成一幅生动图景：光影流转间，蓝藻在模拟阳光下舒展、翻腾，仿佛正将无形的二氧化碳编织成可触摸的材料单体，每一次跃动都在诉说”用二氧化碳造万物’的产业雄心”。

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