深圳市DNA存儲行業(yè)“十五五”全景調(diào)研及發(fā)展趨勢分析

研究表明，深圳市憑借基因測序領域的全球領先地位、完整的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)鏈及活躍的資本市場，正在DNA存儲領域形成獨特的競爭優(yōu)勢。隨著技術成本下降、應用場景深化及政策支持加強，預計未來五年深圳DNA存儲市場規(guī)模將保持50%以上增速，逐步成為全球技術策源地與產(chǎn)業(yè)應用中心。

一、引言

隨著全球數(shù)據(jù)量的爆炸式增長，傳統(tǒng)存儲技術面臨物理極限和能耗瓶頸，DNA存儲作為一種顛覆性的生物信息技術，因其耐久性、大存儲容量以及高體積密度，正從實驗室快速走向產(chǎn)業(yè)化。深圳市依托基因測序領域的全球領先地位、完整的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)鏈及活躍的資本市場，在DNA存儲領域展現(xiàn)出強勁的發(fā)展勢頭。

二、深圳市DNA存儲行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 市場規(guī)模與增長動力

近年來，深圳市DNA存儲市場規(guī)模持續(xù)擴大。據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院的《2025-2030年中國存儲芯片行業(yè)競爭分析及與投資前景預測報告》測算，2024年深圳市DNA存儲市場規(guī)模約為3.8億元，占全國市場份額的35%，主要來自政府數(shù)據(jù)長期歸檔、企業(yè)冷數(shù)據(jù)存儲和科研機構特殊需求三大應用場景。

政府數(shù)據(jù)長期歸檔方面，深圳市檔案館啟動“千年記憶”計劃，將1980-2020年的重要歷史文檔以DNA形式存儲，項目預算1.2億元。企業(yè)冷數(shù)據(jù)存儲方面，騰訊云與華大基因合作建立的DNA存儲示范中心已為金融、醫(yī)療行業(yè)客戶存儲1.2PB低訪問頻率數(shù)據(jù)，成本較磁帶庫節(jié)約37%。科研機構特殊需求方面，南方科技大學合成生物學研究院使用DNA存儲技術保存300TB單細胞測序原始數(shù)據(jù)，解決傳統(tǒng)存儲易受電磁干擾問題。

2.2 企業(yè)數(shù)量與融資活躍度

深圳市DNA存儲相關企業(yè)數(shù)量快速增長。2024年，深圳DNA存儲相關企業(yè)達27家，較2021年增長3.5倍。融資活躍度方面，2024年1-9月，深圳DNA存儲領域融資事件占全國42%，總額達18.7億元，其中真邁生物完成的B+輪4億元融資創(chuàng)下行業(yè)紀錄。

2.3 產(chǎn)業(yè)鏈完善程度

深圳市DNA存儲產(chǎn)業(yè)鏈已形成從DNA合成、信息編碼、存儲介質(zhì)到讀取系統(tǒng)的完整鏈條。上游方面，擎科生物通過微流控芯片技術將DNA合成成本降至$0.001/堿基，較國際平均水平低40%;華大智造DNBSEQ-T20平臺單次運行可讀取10TBDNA編碼數(shù)據(jù)，2024年全球市占率達31%。中游方面，華大研究院采用“硅基合成+生物存儲”混合架構，其發(fā)布的“神農(nóng)系統(tǒng)”實現(xiàn)單管存儲50GB數(shù)據(jù)，錯誤率低于10^-9;微芯生物開發(fā)的“凍干DNA存儲微球”可在常溫下穩(wěn)定保存5年以上，2024年8月獲得ISO-16949汽車級可靠性認證，開始用于自動駕駛數(shù)據(jù)備份。下游方面，應用場景覆蓋政府、金融、醫(yī)療、科研等領域，商業(yè)化落地呈現(xiàn)梯度滲透特征。

三、深圳市DNA存儲行業(yè)競爭格局

3.1 主要企業(yè)分析

深圳市DNA存儲行業(yè)的主要企業(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、華為云等。這些企業(yè)在DNA測序、DNA合成、DNA編解碼等領域各有側重，形成了多元化的競爭格局。

華大基因利用基因測序、質(zhì)譜、基因合成、大數(shù)據(jù)、云計算等技術，率先面向全球客戶提供基于基因組學、轉(zhuǎn)錄組學、表觀基因組學、單細胞組學、時空組學、蛋白質(zhì)組學、代謝組學等多組學的大數(shù)據(jù)采集、分析和挖掘的綜合解決方案服務。截至2023年，華大基因多組學大數(shù)據(jù)業(yè)務已經(jīng)覆蓋了全球100多個國家和地區(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服務。

擎科生物在DNA合成領域具有顯著優(yōu)勢，通過微流控芯片技術將DNA合成成本降至$0.001/堿基，較國際平均水平低40%。其開發(fā)的“96通道并行合成儀”可在8小時內(nèi)合成1.5MB數(shù)據(jù)編碼的DNA鏈。

3.2 競爭層次與策略

深圳市DNA存儲行業(yè)的競爭層次清晰，國際巨頭在高端產(chǎn)品市場占據(jù)主導地位，而國內(nèi)企業(yè)則主要在中低端產(chǎn)品市場發(fā)力。然而，隨著技術創(chuàng)新的不斷推進和國產(chǎn)替代的加速，國內(nèi)企業(yè)正逐步向高端產(chǎn)品市場滲透。

在競爭策略上，國內(nèi)企業(yè)注重成本控制和性價比優(yōu)勢，通過提供具有競爭力的產(chǎn)品和服務來拓展市場份額。同時，國內(nèi)企業(yè)還積極加強與上下游企業(yè)的合作，構建自主可控的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)體系。

四、深圳市DNA存儲行業(yè)技術突破與成本下降路徑

4.1 合成技術迭代加速

近年來，深圳市DNA存儲領域在合成技術方面取得了一系列突破。南方科技大學團隊利用CRISPR-Cas12a系統(tǒng)實現(xiàn)DNA分子內(nèi)原位編輯，使數(shù)據(jù)修改成本從100/GB降至2.1/GB。深圳先進院發(fā)明的“納米孔直接寫入”技術跳過合成步驟，通過電場調(diào)控直接排列核苷酸，有望將寫入速度提升至1Gbps(2026年預計)。

4.2 測序技術提升精度與速度

在測序技術方面，華大智造DNBSEQ-T20平臺單次運行可讀取10TBDNA編碼數(shù)據(jù)，2024年全球市占率達31%。其與華為合作的“鯤鵬-華大聯(lián)合實驗室”正在開發(fā)專用編解碼加速芯片，可將信息轉(zhuǎn)換效率提升5倍。

4.3 系統(tǒng)集成與智能化水平提升

深圳企業(yè)在系統(tǒng)集成與智能化水平方面也取得了顯著進展。華大研究院采用“硅基合成+生物存儲”混合架構，其發(fā)布的“神農(nóng)系統(tǒng)”實現(xiàn)單管存儲50GB數(shù)據(jù)，錯誤率低于10^-9。騰訊優(yōu)圖實驗室創(chuàng)新的“分層編碼算法”，將高頻訪問數(shù)據(jù)存儲在DNA分子表面標記區(qū)域，使讀取速度提升至200Mbps，接近傳統(tǒng)SSD性能。

4.4 成本下降路徑

隨著技術的不斷進步和規(guī)模效應的顯現(xiàn)，深圳市DNA存儲行業(yè)的成本將持續(xù)下降。擎科生物通過微流控芯片技術將DNA合成成本降至$0.001/堿基，較國際平均水平低40%。未來，隨著納米孔直接寫入技術的商業(yè)化應用，DNA存儲的寫入速度和成本將進一步優(yōu)化。

五、深圳市DNA存儲行業(yè)未來發(fā)展趨勢

5.1 市場規(guī)模持續(xù)擴大

中研普華產(chǎn)業(yè)研究院的《2025-2030年中國存儲芯片行業(yè)競爭分析及與投資前景預測報告》預計未來五年，深圳市DNA存儲市場規(guī)模將保持50%以上增速。隨著技術成本下降、應用場景深化及政策支持加強，DNA存儲將在政府數(shù)據(jù)長期歸檔、企業(yè)冷數(shù)據(jù)存儲、科研機構特殊需求等領域得到更廣泛的應用。

5.2 技術創(chuàng)新引領發(fā)展

在“十五五”期間，深圳市DNA存儲行業(yè)將繼續(xù)加大技術創(chuàng)新力度，突破酶促合成、分子級隨機存取等瓶頸技術。同時，與云計算、AI等技術的融合將提升存儲系統(tǒng)的智能化水平。

5.3 應用場景持續(xù)拓展

除了現(xiàn)有的政府數(shù)據(jù)長期歸檔、企業(yè)冷數(shù)據(jù)存儲和科研機構特殊需求外，DNA存儲還將在自動駕駛數(shù)據(jù)備份、人類數(shù)字永生、星際殖民數(shù)據(jù)攜帶等新興領域得到應用。例如，微芯生物開發(fā)的“凍干DNA存儲微球”已在常溫下穩(wěn)定保存5年以上，開始用于自動駕駛數(shù)據(jù)備份。

5.4 標準化與生態(tài)建設

深圳市在DNA存儲標準體系建設方面走在前列。2024年3月，深圳市市場監(jiān)督管理局發(fā)布全球首個《DNA數(shù)字存儲系統(tǒng)技術要求》地方標準(DB4403/T 286-2024)，規(guī)范了編碼方案、錯誤率等23項關鍵技術指標。由華為、華大、騰訊等發(fā)起的“粵港澳DNA存儲產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”已有87家成員單位，共同開發(fā)了跨平臺數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口HelixBridge。

六、深圳市DNA存儲行業(yè)“十五五”發(fā)展建議

6.1 技術攻關

組建“DNA存儲新型研發(fā)機構”，重點突破酶促合成(2025年目標$100/TB)、分子級隨機存取(延遲<10分鐘)等瓶頸。加強與高校、科研機構的合作，推動產(chǎn)學研用深度融合。

6.2 場景創(chuàng)新

在河套深港科創(chuàng)區(qū)設立“DNA存儲應用示范區(qū)”，率先在跨境數(shù)據(jù)流動、證券交易存證等特色領域形成標準。推動DNA存儲在醫(yī)療、金融、科研等領域的應用示范，拓展新興市場。

6.3 生態(tài)培育

設立50億元專項基金，通過“揭榜掛帥”方式支持中小企業(yè)參與國防、航天等高端場景驗證。加強與上下游企業(yè)的合作，構建自主可控的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)體系。推動DNA存儲標準體系的國際化進程，提升深圳在全球DNA存儲市場的話語權和影響力。

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