生物芯片产业化分析（共9篇）
芯片产业被人形象地比喻为国家的“工业粮食”，是信息产业的核心，芯片是所有整机设备的“心脏”。
国内芯片产业起步于20世纪60年代。根据可以查找的资料：从上世纪60年代开始到2000年的30多年中，我国在芯片产业上(也称半导体产业)的各类投资总额累计约为30亿美元。
Foundry的出现代表着集成电路产业的垂直分工模式的形成。经过几十年发展, 目前全球Foundry厂商主要分布在亚太地区, 代表性企业有台积电、台联电、中芯国际、新加坡特许、和舰科技等。Foundry厂商与IDM厂商一起组成全球集成电路制造业的两大阵营。
Foundry厂商的主营业务是芯片代工, 其需求主要来源于无生产线的集成电路设计企业和IDM, 此外, IDM厂商在一定程度上也进行一些芯片代工业务, 所以, Foundry厂商和IDM厂商共同构成了全球Foundry产业中的供应商。
本文将从产业规模和产业集中度两个方面分析全球Foundry发展现状, 并指出产业发展主要趋势。
现状
2004-2006产业规模
据Gartner数据资料整理, 2006年全球代工市场规模为215亿美元, 约占全球半导体市场规模的9%, 较上年增长16.6%, 其中台积电再次成为全球最大的芯片代工厂, 并且其领先优势得到进一步扩大, 2006年台积电代工收入97亿美元, 占据全球代工市场份额的45%, 较上年增长18%。2006年全球前五大代工分别是台积电、台联电、特许半导体、中芯国际、IBM。
从加工工艺来看, 目前Foundry行业中的主流工艺为12英寸晶圆和90纳米及以下线宽, 90纳米线宽技术在2006年的市场份额达到18.7%。12英寸晶圆在2002年市场份额为15.2%, 2006年上升19.9%。
产业集中度
根据各相关机构公布的数据资料分析, 近年来全球代工行业中聚集度增大, 龙头企业具备绝对强势, 如一直稳居行业霸主的台积电, 其2004、2005和2006年的市场份额分别是40.6%、44.7%和45.1%。2004年前五大代工企业占据全部市场份额的69%, 2005年前五大代工企业占据全部市场份额的77%。技术更新换代快、投资规模巨大、适合大规模量产的行业特点决定了市场集中度的进一步加大。
趋势
产业增长趋势
随着市场进入另一个增长周期, 相关研究机构均预测近年来Foundry产业将快速增长, 其中, Gartner预计Foundry产业的市场规模将在2008年达到28.5%的增长率。
众所周知, 集成电路产业是高度专业化分工的产业, 从上游的IP和IC设计业, 到处于产业链核心的Foundry制造代工, 再到下游的测试封装, 每个环节都体现了专业化分工的特点。Foundry在整个集成电路产业链中具有举足轻重的位置, 是集成电路产业垂直化分工的具体体现。Foundry向上承接了IP核与集成电路设计, 向下联系了集成电路测试与封装。随着技术与市场的发展, 这种上下关联的程度将得到进一步加强。
Foundry与IP核和设计业的相互影响作用加大
80年代之前, IDM厂商在集成电路产业中充当主要角色, 80年代后, 随着产业分工的进一步细化, Foundry和无生产线设计公司的联合成为集成电路产业发展的一种新的模式。二者之间有着密不可分的联系。随着技术和市场的发展, 对芯片制造提出了更好更快的需求, Foundry和设计业在相互密切合作的基础上, 共同构成集成电路产业发展的主要模式。
作为设计业上游产业的IP核厂商, 其客户群是各类设计公司, 尤其以众多的无生产线设计公司为主, 因为大多数无生产线设计公司没有足够的精力和时间单独开发IP作为技术储备, 必须借助于利用IP设计公司的IP来加快产品设计和缩短面市时间。而设计公司的产品是经由Foundry来制造的, 因此无生产线设计公司最为关注的就是所需的IP是否经过相应Foundry的相关工艺的硅验证 (Silicon Proven) , 成为所谓的马上能用上并能实现集成电路生产的SIP。
IP厂商的竞争已经从单纯的In-House Design (室内设计) 模式跨入到Foundry层面的是否通过Silicon Proven (硅验证) 模式, 提供设计公司能直接利用的OTS (Off The Shelf) 产品, 成为IP厂商成功的关键, 也是竞争的焦点。IP核厂商主动增强了F o u n d r y厂商的联系。因此, 与Foundry的合作是IP设计公司成功不可或缺的选择。另外, 与F o u n d r y合作还带来其它益处, 首先可以借助Foundry的检测措施来获得准确的IP使用报告, 其次可以核对客户主动申报的IP使用报告内容是否准确, 再者还可以通过Foundry发运Wafer及时收回客户应付的IP使用版税费 (Royalty fee) 。
另一方面, Foundry厂商也将在与IP厂商的合作中获益良多, 越多IP在Foundry通过了验证, Foundry就拥有越丰富的IP资源库, 也成为吸引设计公司前来投片的主要考虑因素之一。
综上所述, 随着集成电路产业垂直分工的进一步深入, Foundry与IP核厂商以及设计公司之间的联系将更加密切。
Foundry与IDM的合作增强
由于集成电路产业前期投入资金量较大, 固定成本较高, 如果一条生产线建立后不能进行大量生产则无法收回成本。自2002年以来, 由于加工工艺和设备的成本直线上升, 许多IDM厂商无法通过投资生产线实现收益, 此时, Foundry可以通过为多家客户代工同类型产品而获益, 在这种情况下, 许多IDM厂商将制造环节外包给Foundry厂商。两者的合作不但可以分担研发先进工艺所需的费用及所面临的风险, 而且一旦一个新工艺投入量产, I D M和Foundry都能从中获益。
【关键词】 生物质发电产业 能源安全 产业发展政策
引言
能源是发展经济和提高人民生活水平的重要物质基础，作为经济发展的动力，是实现我国经济持续、快速、健康发展的重要保证。中国作为是世界上经济增长最快的国家之一，也是全球第二大能源消费国，并且随着其不合理的能源消费结构和能源供需不平衡性的加剧，尤其是进入21世纪后，随着油价进入新的上涨期、能源消费的大幅度增长和节能减排政策的深入，中国的能源消费安全问题的日益突出。
中国生物质发电产业的处于导入阶段，既没有科学的市场机制做指导，又没有健全的政策框架做支持。一方面，中国人均耕地只有1.43亩，不足世界平均水平的40%，主要粮食品种长期处于紧平衡状态。粮食用作乙醇、生物柴油生产，增添了国家能源安全的变数。虽然2010年末以秋粮玉米大丰收暂时平息减产恐慌，但年初的西南五省大旱以及夏季的江西、湖南、吉林大涝，让能源安全问题凸显出来。另一方面，伴随经济的发展，中国的能源消耗日益增长，中国的石油消费大量依赖进口，国际油价的高企使得中国能源安全面临很严峻的挑战。生物质发电产业能否影响中国能源安全，将成为本文讨论的重点。
1.中国能源安全存在的问题
1.1自然资源禀赋不足，能源供需尤其是结构性矛盾突出。国土资源部数据显示，中国煤炭、石油、天然气人均剩余可采储量仅为世界平均的58.6%、7.69%和7.05%。按照目前探明储量和科开采能源测算，中国煤炭、石油、天然气可采年限分别只有83年、15年和30年，与世界平均230年、45年和61年相距甚远。中国正处于工业化、城镇化加快的时期，快速增长的能源供应仍赶不上更快增长的能源需求。同时，中国能源资源分布很不均衡，大规模、长距离地运输煤炭，导致运力紧张、成本提高，影响了能源工业协调发展。即使充分考虑经济结构调整、技术进步以及节能因素，2020年一次能源需求预测仍将达到30亿吨标准煤，石油缺口将达2.5亿吨。
1.2能源消费结构不合理，生态环境承载压力大。中国能源结构总体为“富煤、缺油、少气”。在一次能源消费中，煤炭所占比重高达70%左右，中国能源结构仍以煤为主，而且根据中国能源禀赋条件，这种结构今后20年不可能有太大变化。由于化石能源的大量使用，造成了日趋严重的环境污染。仅以大气污染为例，中国SO2和CO2排放量均居世界第一位，烟尘和CO2排放量的70%、SO2的90%、氮氧化物的67%来自燃煤。中国的温室气体排放情况已引起国际社会的广泛关注，承担国际减排义务的压力进一步加大。
1.3国际环境复杂，利用国外资源难度加大。中国的石油、天然气资源相对不足，需要在立足国内生产保障供给的同时，扩大国际能源合作。但目前全球能源供需平衡关系脆弱，石油市场波动频繁，国际油价高位振荡，各种非经济因素也影响着能源国际合作。全球资源约束问题、运输能力问题、国际政治问题以及安全问题，都加大了中国利用国外能源资源的难度。采取能源多元化发展战略，开发替代能源已经成为中国调整能源结构，改善生态环境，实现能源供给自主，促进经济社会良性发展的当务之急。
2.生物质发电产业发展现状
随着《可再生能源法》和相关可再生能源电价补贴政策的出台和实施，特别是强制上网制度和电价补贴政策的出台后，为生物质发电扫清了入网障碍，中国生物质发电投资逐年增加，并启动建设了各类农林废弃物发电项目。截至2008年上半年，国家和地方发改委共核准80余个生物质发电项目，合计装机容量128.4万kW。截至2009年底，中国已投产运营的生物质发电项目61个（国能的已投产项目20个），其中秸秆直燃发电厂占80%以上，生物质发电装机容量增加14%，达3.2GW，仅次于欧盟、美国、德国。
中国生物质发电技术产业呈现出全面加速的发展态势。2006-2009年，生物质发电的投资总额由168亿元增加到452亿元，年均增长率在30%以上；已经投产的总装机规模由2006年的140万kW增加到2009年的430万kW，年均增长率在30%以上。2010年中国生物质发电将达到550万kW，到2020年将上涨到3000万kW。2010年，国家对生物质发电的各项政策还在完善，各主要企业的在建项目也顺利进行，预计到2010 年底，建成的生物质发电总装机规模要超过550万kW，行业继续保持较快的发展速度，如表1所示（数据来源：中国银行）。
中国生物质发电技术主要以秸秆直燃和垃圾焚烧发电为主。截至到2009年底，中国秸秆直燃发电总装机容量为265万kW，占所有生物质发电的62%；其他气化发电、沼气发电、混燃发电等所占比例很小，总共占有不到10%的比例。根据国家能源局的规划，到2015年我国生物质发电装机达到1300万kW，较2010年增长160%。
3.生物质发电产业面临的问题
3.1市场问题
当前，中国的生物质发电产业正处于关键发展阶段，能源市场-料源市场并不成熟。主要问题包括：①料源不集中，生产成本难以控制；②生物质发电产品价格缺少市场机制作指导；③生物质发电产品缺少国内标准，不能走向市场。例如，欧洲有生物柴油产量的标准，而且市场也比较成熟。
3.2料源问题
原料问题是目前生物质发电源发展的全球性问题。与美国和巴西不同，中国的生物质发电源发展还受到能源安全问题掣肘，如何处理好能源安全和生物质发电源发展是目前我国要慎重解决的一个问题。
3.3技术问题
中国生物质发电的技术问题主要包括以下几个：①纤维素发酵技术依然很不成熟、直燃发电效率较低；②生产过程中的生态保护问题是一个十分棘手的问题；③提高生产工艺水平以控制生产成本；④原料产量提高的问题。
3.4政策问题
政策制度问题是中国生物质发电源发展所面临的最大问题：①市场准入制度，目前生物质发电产业基本上由国有企业垄断，而且政府的各项补贴只覆盖这有限的几家公司；②“争粮争地”问题有待解决，实现农业-工业联动发展；③补贴政策缺少科学的理论作指导，激励效果不明显；④产业发展政策框架不健全。
参考文献：
[1]胡锦涛.全球能源安全[R].http//nexs.xinhuanet.com/politics/2006-07/18/content_4847040.
[2]Paul Crompton， Yanrui Wu. Energy con-
sumption in china： past trends and future directions[J]. Energy Economics.2005， （27）：195-208.
[3]迟春洁，黎永亮. 能源安全影响因素及测度指标体系的初步研究[J]. 哈尔滨工业大学学报.2004（04）.
[4]郭小哲，段兆芳. 我国能源安全多目标多因素检测预警系统[J]. 资源经济. 2005， 13-15.
作者简介：郭星（1981-），男，山西省太原市人，从事项目管理研究；
资料来源：前瞻网：2013-2017年中国海洋生物材料行业市场调研与发展前景预测分析报告，百度报告名称可看报告详细内容。
自20世纪60年代起，海洋生物资源便成为医药界关注的新热点，各国竞相投入巨资进行海洋医药的研究。进入20世纪90年代，许多沿海国家都把利用海洋资源作为基本国策。
海洋生物医药产业作为一个新兴行业，已经成为医药行业中最活跃、发展最快的领域。近年来，我国海洋生物医药研发受到了政府的高度重视，各地出台了相关的扶持政策，从政府层面大力推动和发展海洋生物医药产业。目前，我国在海洋生物技术产业化方面已发现了一批新型抗肿瘤、抗艾滋病、抗心脑血管疾病、抗神经退行性疾病，以及抗动脉粥样硬化的海洋药物，并相继进入不同的临床研究阶段。国内已经有数十家海洋药物研究单位和几百家开发和生产企业。
海洋生物医药产业发展现状：
2001-2010年，我国海洋生物医药产业的增加值一直呈上升趋势，产业增加值年均增长率为33.04%。2011年，在国家相关政策的激励下，海洋生物医药产业增加值达到99亿元，较上年增长15.7%。作为海洋经济大省，山东、广东、江苏、福建等地纷纷加大了对海洋生物医药产业的投入，将其作为蓝色经济的增长点加速推动。
2012年5月，财政部、国家海洋局联合发布通知，支持山东、广东、浙江等示范地区开展海洋经济创新发展区域示范，明确提出以海产养殖、海洋生物制药等海洋生物产业为重点，给予专项资金支持；支持海洋生物创新医药、新型海洋生物制品和材料及相关中药研发等。这是继2011年公布《国家“十二五”海洋科学和技术发展规划纲要》之后，海洋生物医药再次被提上国家战略层面。海洋生物创新医药作为生物产业重点，将迎来新的发展契机。
海洋生物医药产业前景趋势分析：
未来，海洋生物医药研究将着重于海洋抗癌药物、海洋心血管药物、海洋消化系统药物等九大领域，我国海洋生物医药产业发展空间巨大。
前瞻网：2013-2017年中国海洋生物材料行业市场调研与发展前景预测分析报告，共十章。首先介绍了海洋生物医药产业的定义、分类、研究重点、研究领域等，接着分析了海洋生物医药的产业环境，并对海洋生物医药产业发展现状进行了阐述。然后报告对海洋生物医药产业做了海洋药物研发分析、海洋药物应用领域市场分析、海洋保健品发展分析、重点地区发展分析、海洋生物医药产业园分析、重点企业与研发机构经营分析。随后，报告对中国海洋生物医药产业做了投资分析及前景预测，最后介绍了各省市海洋经济的发展规划。
目的：为落实《上海市生物医药产业发展行动计划（2009-2012年）》（简称“行动计划”），加快推进本市生物医药产业的发展，加大对本市生物医药企业的产业化项目的支持力度，切实做好本市生物医药领域的产业工作。
申报时间：2010年4月23日，截止日期为2010年5月21日
一、申报范围
生物制品、化学制药、现代中药、医疗器械和研发服务外包等。
二、申报条件
2010年在建或新建，并同时满足以下条件的项目：
1、以形成产品生产能力为主要特征；
2、固定资产投资额1000万元以上；
3、2012年底前能投入正式生产。
三、申报资助经费额度
最大不超过项目总投资金额的10%。
四、申报主体
在本市进行工商注册、税务登记、具有法人资质，并有良好社会信用和技术团队的企业。项目申报主体原则上应是纳入生物医药产业统计范畴的企业（生物医药制造业行业统计分类代码详见附件1）
五、申报要求
1、产业化项目必须符合指南申报范围和申报条件，项目完成后能够显著提高生物医药产业竞争能力和规模效应，实现创新成果和技术的产业化。优先支持“行动计划”确定的六大产业园区内的项目。
2、2009年已获得资助的产业化项目不能重复申报
3、需提供的附件:（无特殊说明请提供复印件，复印件上须加盖申请单位公章）
（1）企业资质证明：法人营业执照、税务登记证、组织机构代码证、企业统计年报中的法人单位基本情况（101-1表）；
（2）财务状况证明：2008、2009有效的企业审计报告或相关财务报表（包括损益表、资产负债表、现金流量表）（新成立企业提供成立至申报前一个月的上述材料）；
（3）与申报项目名称和建设内容一致的行政审批证明材料，包括：项目投资概算书、环评审批批复件、项目核准/备案文件、项目建设设计文件批复件、建设工程规划许可证、施工许可证等；
（4）生产许可证明，如：新药证书、GMP证书、生产批文、产品注册证、生产许可证等；
（5）资金来源证明，如：项目银行贷款承诺书（意向书）、自有资金证明材料（原件）等；
2007年6月9日·北京钓鱼台
姓名
机构/公司
职位 姓名 机构/公司
职位
全球总裁李十中清华大学教授
兼
农业部规划设计院能源环境
李斯格
诺维信
国家能源办公室副主任，徐锭明
发改委能源局局长
石元春中国科学院/中国工程院 黄其励中国工程院 熊必琳国家发改委工业司 曾晓安国家财政部经济建设司 Dr.Arvizu美国能源部可再生能源实验室国家发改委能源研究所/中国资源
李俊峰
综
合利用协会可再生能源专业委员会孟伟国家环境科研究院 HumphreyLau诺维信中国 陈新华BP中国 岳国君中粮集团PoulRubenAndersen
诺维信集团
赵立欣
首席执行
官
BernhardHartmann汪燮卿 副主任
尹伟伦 两院院士
马小军院士
李洁
副司长
副司长
陈洪章主任
刘德华 谭天伟 副所长
赵晓 秘书长
覃伟中院长
孙树祯总裁
李建 副总裁
高蕴健
总裁助理
工业乙醇
市场总监
所
科尔尼中国工程院中国工程院中央党校国际战略研究所 戴姆勒-克莱斯勒（中国）
投资有限公司
中国科学院过程工程所清华大学北京化工大学北京科技大学中石化新能源研究室吉林燃料乙醇公司BBCA生化业务发展部
所长
中国区总裁
院士
院士
博士生导师
副总裁
研究员
教授
教授
教授
主任
总经理
总经理
总经理
中化国际（控股）有限公司
姓名 机构/公司 姓名 机构/公司 姓名 机构/公司
北汽福田汽车股份有限公
霍心一
司 赵乐嘉中国中化集团战略部 柳永茂诺维信中国 佟明友抚顺石油化工研究院 陈红诺维信中国
谭品斌日产（中国）投资有限公司 蒋福康中石化石油化工科学研究院 庄伟栋诺维信中国 池田达彦日产（中国）投资有限公司 郭卫军中石化新能源研究室 周鹏诺维信中国 王振海
叶汝求
郑虎
田宗祥
任纪良
夏胜枝
翟明普
黄全胜
陈伟立
秦伯鲲
杜风光
1 生物降解材料的战略意义
塑料等高分子材料造成的“白色污染”问题越来越严重,其处理和降解非常困难,从而造成大量永久性垃圾。由于石油等资源供给日趋紧张,以玉米、淀粉等非石油路线制备塑料等可降解的高分子材料受到社会更多的关注。生物降解材料制备生产过程无污染,其产品可生物降解,可实现在自然界中循环,最终生成二氧化碳和水,不污染环境(这对保护环境非常有利),是公认的环境友好材料,逐渐成为未来事关国计民生的战略新兴材料。
降低生物降解材料制造成本是急需解决的关键问题。控制材料的降解速度,提高材料未降解时的物理化学性能,开发安全的生物降解材料添加剂以及不需要添加剂的降解性高分子材料也是未来重要的发展方向。在聚乳酸方面,进一步降低乳酸的发酵成本,改进乳酸的聚合工艺,提高聚乳酸在组织工程上的应用性将是未来发展的关键科学问题。
2 生物降解材料研究进展和产业化分析
生物降解材料包括用生物技术直接制取的高分子材料,如聚羟基脂肪酸酯(PHA)等;用生物技术制取的原料再经聚合的材料,如聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚氯基酸等;此外还有淀粉基生物降解塑料、二氧化碳基塑料等。在众多生物降解材料技术中,PLA、PHA、PBS、二氧化碳基塑料、淀粉基生物降解塑料的方法成为当前国际生物降解塑料的主流技术,该技术相对成熟、产业化规模较大,也是市场消费的主要品种。
2.1 聚乳酸
聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料,也称为聚丙交酯,属于聚酯家族。聚乳酸由可再生的植物资源(如玉米)所提取的淀粉原料制成,淀粉原料经由发酵过程制成乳酸,再通过化学合成转换成聚乳酸[2]。聚乳酸的热稳定性好,加工温度为170~230 ℃,有好的抗溶剂性,可用多种方式进行加工,如挤压、纺丝、双轴拉伸、注射吹塑等,在自然条件下可生物降解为二氧化碳和水,不会产生任何环境问题,被业界视为最有前途的生物降解塑料之一。
聚乳酸材料具有无毒、无刺激性、强度高、良好的生物降解和生物相容性等特点,可用作可降解生物包装材料、药物控释载体、组织工程支架材料、骨科内固定材料等领域[3]。进一步降低乳酸的发酵成本,改进乳酸的聚合工艺,提高聚乳酸在组织工程上的应用性将是聚乳酸今后研究的重点。
目前成熟的生产工艺是由玉米等谷类为碳源,采用细菌发酵法生产L-乳酸,用碳酸钙等中和剂控制发酵液pH值,然后用硫酸中和,产生大量硫酸钙沉淀,该过程工艺繁复,而且会带入大量杂质和染菌,使产品纯度下降。新技术用一种厌氧菌发酵,加氢氧化铵控制发酵液pH值,采用膜分离技术与清液单罐细菌连续发酵耦合工艺生产L-乳酸,以玉米为碳源,用湿法工艺制糖液,发酵液经微滤除菌丝体后用膜澄清,一般采用电渗析提纯,再经双极膜电渗析,最后用高真空蒸馏得到纯L-乳酸。乳酸的原料来源也从粮食作物逐步向非粮农作物及秸秆转化。
目前聚乳酸生产商有近20家,主要集中在美国、中国、日本和德国等。美国Nature Works公司以玉米等谷物为原料,通过发酵得到乳酸,再聚合生产生物降解塑料聚乳酸,是目前世界上最大的聚乳酸生产厂家,年产能达到14 万t;2011年泰国PTT公司将向其投资1.5亿美元,共同在泰国建立以甘蔗和木薯为原料的生物基聚乳酸生产基地[4]。2014年1月,Nature Works公司与3DOM公司合作,将聚乳酸纤维引进3D打印市场,因此聚乳酸可作为3D打印机的原料。日本三菱塑料公司对聚乳酸在包装领域的应用做了大量工作,开发出多种聚乳酸包装材料和技术,成为世界上聚乳酸包装材料开发的领军企业。国外聚乳酸主要生产企业还包括日本三井化学公司、油墨化学工业公司、岛津制作所、德国柏林EmsInventa-Fischer公司等。
国内的主要研究机构有中国科学院成都有机化学有限公司、中国科学院化学研究所、中国科学院上海有机化学研究所,武汉大学、同济大学、浙江大学、复旦大学、天津大学、南开大学、东华大学、华南理工大学、华东理工大学、北京理工大学等。国内生产商中,海正集团公司研制的新型聚乳酸已进入产业化阶段,年产5000t聚乳酸中试厂在运行,计划建万吨工业级厂。深圳市光华伟业公司处于中试规模,正扩建万吨级厂。南通九鼎生物工程公司、云南富集生物材料公司、河南飘安集团、长江化纤公司和中国科学院长春应用化学所的合作企业等也拥有聚乳酸生产线,规模相对较小,但都有不同程度的扩建计划。吉林中粮能源生化(榆树)1万t聚乳酸项目已开工建设。
2.2 聚羟基脂肪酸酯
聚羟基脂肪酸酯(PHA)属于天然高分子聚酯,是很多细菌在特定条件下合成的一种细胞内聚酯。PHA是聚羟基脂肪酸酯类材料的总称,目前产业化品种已有4代:第1代产品PHB(聚3-羟基丁酸酯)、第2代产品PHBV(聚3-羟基丁酸酯/3-羟基戊酸酯共聚物)、第3代产品PHBHHx(3-羟基丁酸酯/3-羟基己酸酯共聚物)以及第4代产品P34HB(聚3-羟基丁酸酯/4-羟基丁酸酯共聚物)。
PHA生物材料及其改性材料的热性能、力学性能、加工性能成了科研工作者的研究热点。研究主要集中在两个方面:一是PHA基本性能的研究,如高聚物的力学性能、热降解性能及其结晶性能;二是PHA及其改性聚酯纤维成形的研究,通过静电纺丝或熔融纺丝进行纤维成形,研究初生纤维性能,为PHA纤维的工业化奠定理论基础[5]。
PHB和PHBV分别由奥地利林茨化学公司和英国帝国化学工业公司在20世纪80年代实施生产。美国Metabolix公司和ADM公司的合资企业Telles公司在美国爱荷华州拥有产能为5万t每年的PHA生产装置[6],品牌为Mirel,2010年3月开始生产,2013年中期达到全产能。意大利Bio-On公司开发甜菜制备生物塑料聚羟基烷基酸酯的生产技术,并计划建设1万t每年的生产装置。国外PHA的主要项目还有德国慕尼黑Biomers公司1000t每年,美国P&G公司5000t每年的第3代PHBHHx项目等。日本三菱瓦斯化学公司、日本卡奈卡公司、巴西PHB Industrial S/A公司、英国Biocycle公司、荷兰Agrotechnology & Food Innova-tions公司等也在研发生产相关产品。
我国PHA研发及产业化趋势处于世界的前沿,主要研发机构有清华大学、中国科学院微生物所及长春应用化学所、汕头大学等,主要企业有天津国韵生物科技公司(年产能1万t)、宁波天安生物材料公司、广东联亿生物工程公司、江苏南天集团、深圳意可曼生物科技有限公司(年产能5000t)等。
2.3 聚丁二酸丁二醇酯
聚丁二酸丁二醇酯(PBS)由丁二酸和丁二醇经缩聚而得,是目前世界公认的综合性能最好的生物降解塑料,用途极为广泛,可用于包装、餐具、化妆品瓶及药品瓶、一次性医疗用品、农用薄膜、农药及化肥缓释材料、生物医用高分子材料等领域。
全球能够产业化并且已经市场化生产PBS的国家只有美国和日本。20世纪90年代中期,日本昭和高分子公司采用异氰酸酯作为扩链剂,与传统缩聚合成的低相对分子质量PBS反应,制备出相对分子质量可达2×105的高相对分子质量PBS。目前产能为5000t每年,年产2万t的新生产线正在建设中。美国Eastman公司PBS生产规模为1.5万t每年。
我国PBS的研发和产业化进程在积极推进中。中国科学院理化技术研究所工程塑料国家工程研究中心展开了从PBS合成、改性到制品加工及应用全方位的研究;中国科学院化学所工程塑料重点实验室也进行了“可生物降解脂肪族聚酯合成”的研究,通过聚酯链结构设计,调节PBS结晶速率、力学性能、降解速率等性能,满足不同实际需求;海尔科化工程塑料国家工程研究中心股份有限公司也通过自有创新技术研制出可完全生物降解的PBS系列聚酯产品[7]。
2007年,杭州鑫富药业公司建成2万t每年的PBS生产线。2008年,邗江格雷丝公司建成2万t每年的PBS生产线。广东金发公司已建成年产1000t的生产线,安徽安庆和兴化工和清华大学合作也已筹建5000t规模生产线。但国内PBS的工业化生产仍然采用石油基丁二酸和丁二醇,其合成工艺有待改进,需要通过微生物发酵法生产丁二酸单体,改善PBS产品性能,降低对石化资源的依赖。
2.4 二氧化碳基塑料
在二氧化碳基塑料(PPC)方面,目前已批量生产的PPC原料主要有二氧化碳/环氧丙烷共聚物、二氧化碳/环氧丙烷/环氧乙烷三元共聚物、二氧化碳/环氧丙烷/环氧环己烷三元共聚物等品种。由二氧化碳制备完全降解塑料的研究始于1969年,由日本油封公司首先发现,美国通过改进催化剂于1994年生产出二氧化碳可降解共聚物。国外开展该项工作的研究单位主要有日本东京大学、波兰理工大学、美国Pittsburgh大学和TexasA&M大学、日本京都大学、埃克森研究公司等。美国空气产品与化学品公司和陶氏化学公司已合成出相应的产品,美国、日本和韩国等已生产出二氧化碳降解塑料,美国年产量约为2万t,日本、韩国也已形成年产上万吨的规模。
国内主要的研究单位有长春应用化学研究所、中国科学院广州化学公司、吉化研究院、浙江大学等。中国科学院长春应用化学所与蒙西高新技术集团公司合作,建成了世界上第1条3000t每年“二氧化碳基全降解塑料母粒”工业示范生产线,2007年底投产了3万t每年的生产线。2008年长春应用化学所项目组还同中国海洋石油总公司合作,成功建成年产3000t二氧化碳共聚物生产线,2011年12月与浙江台州邦丰塑料有限公司合作建成了万吨级PPC生产线。河南天冠集团以二氧化碳为原料生产全降解塑料5000t每的年生产线在实现产业化运行。中国科学院广州化学公司完成二氧化碳的共聚及其利用———二氧化碳高效合成为可降解塑料的技术成果转让给江苏省金龙公司、广州广重企业集团公司,分别建成了2000t每年和5000t每年的二氧化碳可降解塑料中试生产线,江苏金龙公司年产2万t二氧化碳树脂的连续生产线于2007年6月初投产。中山大学与广州市合诚化学有限公司、广州市天赐三和环保工程有限公司两家公司于2007年10月中旬签订合作协议,采用中山大学研发的利用二氧化碳合成全降解塑料技术,首期投资1.3亿元建设一条万吨级二氧化碳全降解塑料生产线。2010年1月,吉林省松原市建成5万t每年二氧化碳基降解塑料项目,3年内将达到9万t每年环氧丙烷和15万t每年二氧化碳基降解塑料的生产规模。
2.5 淀粉基生物降解塑料
淀粉基生物降解塑料是淀粉经过改性、接枝反应后与其他聚合物共混加工而成的一种塑料产品,在工业上可代替一般通用塑料等,用作包装材料、防震材料、地膜、食品容器、玩具等。淀粉基生物降解塑料已有30年的研发历史,是研发历史最久、技术最成熟、产业化规模最大、市场占有率最高的一种生物降解塑料。淀粉与PE、PP、PVA、PCL、聚乳酸等聚合物共混粒料已批量生产。
国外淀粉基塑料产品生产商主要有意大利的Novamont公司、美国的Warner-Lambert公司和德国的Biotec公司。我国积极研发并产业化的单位主要有中国科学院理化技术研究所、中国科学院长春应用化学研究所、江西科学院、北京理工大学、华南理工大学、天津大学比澳格(南京)环保材料有限公司、广东上九生物降解塑料有限公司、广州优宝生物科技有限公司、浙江天示生态科技有限公司、中京科林新材料(深圳)有限公司、武汉华丽科技有限公司、哈尔滨绿环降解塑料有限公司、黑龙江绥化绿环降解塑料有限公司、烟台万利达环保材料有限公司等。
国内最大的淀粉基塑料生产厂家是武汉华丽和比澳格(南京)。武汉华丽预计产销规模10万t,比澳格(南京)现已形成数万吨淀粉基塑料规模。其他几个大型企业均达到年产万吨级生产规模,总产量占到我国生物降解塑料产量的60%以上,并出口日本、韩国、马来西亚、澳大利亚、美国、欧盟等地区[8]。国内外主要生物降解材料产业化现状见表1和表2。
3 未来应用领域分析
生物降解材料最大的应用领域是食品等软硬包装材料市场,对减少环境污染具有积极意义。生物降解包装材料一般是将可降解的高分子聚合物加入到层压膜中或直接与层压材料共混成膜。食品包装材料和容器一般要求能保证食品不腐烂、隔离氧气且材料无毒。生物降解材料还可用于外科手术缝合线、人造皮肤、骨固定材料和体内药物缓释剂等生物医学领域以及农业地膜、文体、机械用品等领域。
生物降解材料的应用还必须渗透到高价值和高性能工程中去,如汽车和电子产品领域,这类应用会在未来表现出很大的发展趋势。无论出于生产角度还是从经济效益角度,天然纤维增强塑料都已经在汽车内饰中得到了越来越多的应用,生物降解塑料下一步将在旅客车辆内部增加使用。塑料在电子电气市场的发展潜力也十分巨大,除了手机制造商正越来越多地在手机外壳上使用聚乳酸之外,可生物降解塑料还将被扩大应用到其他电子产品上。生物降解塑料在电气设备和家电产品中的应用比例还非常小,其应用会在未来5年内取得重大进展。
因此生物降解塑料市场将会逐渐扩大,增长速度将会加快。包装仍是生物降解塑料的主要市场,但应用比例会逐渐下降,同时生物降解塑料在汽车和电子行业的新应用将推动其总体需求的增长。
4 结语
生物可降解材料的重要地位是不言而喻的,世界各国正在竭力开展相关研究和开发工作,并推广其应用,前景十分广阔,其主要研究领域包括降低可生物降解材料成本、材料精细化、对现有的降解高分子进行改性、用新方法合成新颖结构的降解高分子、利用绿色天然物质制造降解高分子材料。虽然仍有很多技术问题等待解决,但随着人们环保意识和能源危机意识的不断增强,可生物降解材料作为一种治理环境污染、解决资源紧张等难题的全新技术途径,必将进入人们日常生活,在各领域得到广泛应用。
现在生物降解塑料正面临一个较为关键的时期,生物塑料从实验室或试验场渐渐投入商业生产。“十二五”期间,该行业将开发出重大生物基材料10-15种,培养大型企业10家,形成300万t生物基材料产能,达到600亿元产业规模。在国际上生物降解塑料占优势的现实影响下,中国已经将主要力量开始转向了全降解型生物降解塑料的研发。对我国发展生物降解材料提出以下意见和建议:
(1)政府出台相关政策和计划推动发展,增强公民环保意识。政府应出台相关政策和计划推动生物降解材料的研发和商业化进展,提高社会对可再生材料的需求,同时也会对市场的增长产生关键影响。鉴于国内市场对价格的承受能力较低以及人们的环保意识还不够,生物降解材料国内市场不活跃,可通过公共宣传、科普活动等方式提高公民的环保意识。
(2)发展和创新生物降解新产品,提高生物降解塑料的产量。过去生物降解塑料的发展较为停滞的原因在于市场上产品种类较少。有些生物降解塑料,如PHA根本就没有实现商业生产,目前这种产品基本都是由试验厂或者实验室生产的。即使是主流的生物降解塑料产品,如PLA和淀粉塑料,它们的产量也是远远低于传统塑料产品的,这就需要扩大生物降解塑料的产能。我国淀粉基塑料成本3倍于石化基塑料成本,突破其市场化推广瓶颈的有效途径就是加速开发新的生物质降解材料,如因地制宜,在广大南方地区研发稻谷糠、竹粉等降解材料,在辽阔的北部、西部地区研发棉秆麦等降解材料。
(3)加强学术界和产业界合作,促进生物降解塑料健康发展。根据国家“十二五”规划要求,节能减排目标任务更加繁重。因而塑料行业的使命就是节能减碳:减碳就是减石化源的碳,改用生物质的碳。降解或将考核行业的终端指标,它体现出生物循环的意义在于提高环境贡献率。生物降解塑料的研发进程中,需要产学研密切结合,专家要深入一线开发新的降解材料,不断提高市场占有率。同时,行业要密切追踪国际标准,并使相关国际标准、国家标准付诸实施。
关键词：生物技术;发展现状;发展趋势
自21世纪以来，医药生物被应用的领域越来越多，如医疗、环保、轻化工业、食品等多个行业都有涉及。在全球医药生物技术突飞猛进的重要阶段，发达国家产业集群初现规模，所带来的人才聚集效应越发明显，使医药生物技术成为全球激烈竞争的领域之一。我国近年来加大在医药生物技术领域的研究与开发越来越多，体细胞克隆、基因治疗、组织工程等方面取得了卓越的成就，但与发达国家相比，仍存在较大的差距。
一、国外医药生物技术领域进展
医药生物就是把生物工程技术应用到药物制造领域的过程，生物药物最主要应用的方法就是基因重组原理。按照用途不同，大体可以分为三类：生化药物、生物工程药物、生物制剂。据相关数据显示，65%的生物技术应用于医疗、卫生行业，主要用以新药品的研发和对传统药物的改良。截止到今年，通过生物技术所研发出来的药品销售额已超过千亿（美元），并且呈不断上升趋势。
美国是现代医药生物技术发展最发达的地区之一，也是全球范围内首创基因工程药物的国家。美国的医药生物技术研发从1982年开始，到目前为止美国已成为全球极少数实现医药生物技术产业化的国家。有数据统计，到2010年底美国已有生物技术公司超过3000家，占全球该行业的2/3，是全球医药生物技术公司上市最多的国家。如今医药生物技术已成为美国科技发展的一部分，成为美国高技术产业发展的核心动力之一。
除美国外，英国、法国、德国等一些欧洲国家在医药生物技术领域的发展也有突出成就，在某些领域甚至高于美国。但日本、新加坡、印度等国家生物技术的发展相对于英法等欧洲国家来说，相对弱些。
二、国内医药生物技术的进展
相对于发达国家而言，我国的生物药物产业起步较晚，但是经过了20多年的发展，也形成了自己的一些规模。特别是在国家有关部门所倡导的科技计划的支持下，我国医药生物技术领域的发展在全球范围内已有一席之位，具有较强的国际竞争力。最具突出成绩的是我国在基因治疗领域、利用纳米药物载体治疗恶性肿瘤方面取得了可喜的进展。如四川大学、天津大学等高等学院及国内生物技术研究院，对造血干细胞、骨髓干细胞移植等进行了更加深刻的研究，也取得了重要进展。
目前，全国注册的生物科技公司主要集中在长三角、珠三角等沿海经济开放区，这些地区改革开放早，过早的接触到国外的先进理念与技术，因此其生物科技产业业发展的颇具规模。例如扬子江药业、华北制药等也是国内颇具名气的生物制药公司。由此可见，国内的医药生物技术主要应用于医疗卫生行业，且初具规模。
三、我国医药生物技术发展面临的问题
1.缺乏原创性。我国人口众多，医疗卫生行业对生物技术应用较为普通。自21世纪以来，我国医药生物技术得到了迅速发展，但原创性较差，在21种基因工程药物和疫苗中只有3种是自主研发，其他均为仿效他国产品。众所周知，仿效国外药品生产周期短、成本低、见效快，导致一些企业生产过量，与正规药物生产企业形成恶性竞争，使一些企业生产费用难以收回。因此，应该加强我国医药生物技术的自主研发，确保我国药物工业的良性发展。
2.上下游技术脱节。我国生物技术经过了近20年的发展，在某些领域取得了卓越成就，但上游的研发技术很难应用到下游产品中，这就导致上下游技术脱节的问题。众所周知，我国医药生物技术上游研发主要是在研究院、研究所、大学等，而下游主要是一些制药企业，下游企业的技术能力较差，使得上游的研究成果无法在下游企业得到很好的应用。
3.投资力度不够。据悉，我国近20年对医药生物技术资金投入约40亿元（人民币），仅相当于美国研究1-2种新型医药生物技术的费用。上文提到我国很多药品是仿制他国生产，在研发领域投资少，研发能力差，导致我国与发达国家间的距离较大。针对这种情况，初创期的生物技术企业可以通过市场融资，得到风险资金的支持。
四、我国对于生物药物发展的建议
1.加强技术创新。我国加入到世界贸易组织，仿制他国药品将可能面临着巨额赔偿。对于我国的制药企业来说，一是要加强与上游研发机构的联系，将上游的研发成果积极应用到下游企业的生产;二是要加大对下游技术和能力的提高，注重原创性。当然，这需要相关政策的支持，如税收政策、收入分配、人才引进等相关政策，唯有这样才能使我国医药工业呈良性发展。
2.加大投入力度，提高企业规模。相比较而言，我国的生物制药发展较晚，而且在资金投入和规模上都不占优势。我们应该尽快建立较为完善的资本主义市场投资机制，广泛的吸纳来自政府、民间组织以及海外的投资，同时应该多渠道的增加生物医药技术的投入力度，促使企业国模的壮大。
3.加强国际合作。由于国外生物药物技术发展的较早，那么其技术和市场较之中国相对完善，在经济全球化的今天，我国的生物药物企业不仅要立足本土还要充分贯彻走出去的理念，充分利用好全球化带来的机遇，把握好时机，加强国际合作。努力开拓国际市场，将一批拥有自主知识产权的产品推向国际市场。
五、结语
综上所述，医药生物技术已被各国认为科技实力的指标。近年来，我国生物医药产业得到快速发展，但仍然存在诸多问题，整体来说与发达国家间存在差距较大，需要加大投资力度、注重创新意识，利用政策支持，不断完善我国的医药生物行业体系。本文对国内外医药生物技术的发展做简单说明，并从国内医药生物市场存在的问题出发进行探讨，提出合理性建议。
参考文献：
[1]徐晓迪，董晓艳，张绪英等.我国生物技术产业的技术创新战略研究.[J].中国生物工程杂志，2010，2（9）：38-46.
[2]邱家学，陈道雷.生物医药研发服务业的特征与发展规律的研究.[J].上海医药，2009，11（4）：22-35.
[3]周永春，张木.我国生物技术及产业发展的战略与若干对策.[J].科技管理，2008，27（8）：97-107.
化学药物 □
医疗器械 □
现代中药 □
研发服务外包 □
其它 □
类别：高新技术产业化重大项目 □
重大产业科技攻关项目 □
上海市高新技术产业化 2011年生物医药产业化项目
申请书
项目名称：
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年
月
2011年
月
日订
填 报 说 明
1、本项目申请报告是各单位申报《上海市高新技术产业化2011年生物医药产业化项目》的重要依据，各栏目务必认真填写。文字叙述应简洁，数据应真实、可靠、准确。项目负责人必须确保书面文本和电子文本的一致性。外来语同时用原文和中文表达。
2、表中选择栏目，请在相应的“□”内画“■”。文字、标点，计量单位要准确。
3、“港、澳、台资企业”指与港、澳、台商合资经营企业，港、澳、台商独资经营企业及港、澳、台商投资股份有限公司；“外商投资企业”指中外合资、合作经营企业、外资独资企业和外商投资股份有限公司。
4、项目承担单位根据有关要求或项目的具体需要，可另提出项目补充说明文件。
5、申请报告经评审通过后，即作为项目合同书（实施框架协议）的附件。
6、经过政府审查、审计等发现有申请材料、投资规模等不实情况，市科委将取消项目单位的申报资格。已立项项目必须退回政府资助资金，五年内不得申报相关政府资助资金项目；同时，市科委将保留其他追责权利。
一、项目法人基本情况。项目法人的所有制性质，主营业务，近三年来的销售收入、利润、税金、固定资产、资产负债率、银行信用等级，项目负责人基本情况及主要出资人的概况等。
二、项目意义和必要性。
（一）国内外现状、水平和发展趋势（含知识产权状况和技术标准状况）
（二）经济建设和社会发展需求（对产业发展的作用与影响，产业关联度分析，市场分析，与本市高新技术产业化项目组织实施方案的总体思路、原则、目标等关联情况）
三、项目前期基础与环境保障
（一）项目技术基础与保障（成果来源及知识产权情况，已完成的研究开发工作及中试情况和鉴定年限，技术或工艺特点以及与现有技术或工艺比较所具有的优势，该重大关键技术的突破对行业技术进步的重要意义和作用，项目技术团队组成情况，已经具备的实验条件，产学研联合攻关的组织机制等）
（二）项目产业化基础与保障（申报单位各类生产资质的取得情况，前期相关产品的产业化情况，项目产业化管理团队组成情况，已具备的产业化条件等）
四、项目市场预测与风险分析
（一）产品国内外的市场分析（项目涉及产品的国内外市场容量的分析，市场现状与主要市场竞争对手等）
（二）市场预测与风险分析（目标市场确定和市场占有份额的预测，产品价格与预测，市场竞争的优劣势分析，市场营销策略和风险分析）
五、项目建设内容（项目的产能规模、建设的主要内容、厂区总图布置、主要预算支出与设备选型、主要经济指标、建设地点、建设工期和进度安排、建设期管理等）
六、项目研究内容（项目的科技攻关目标、采用的工艺技术路线与技术特点、主要技术指标等）
七、项目投资（项目总投资规模，投资使用方案、资金筹措方案以及贷款偿还计划）
八、环境保护、资源综合利用、节能与原材料供应及外部配套条件落实情况等（其中节能分析章节请按照《国家发展改革委关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知》（发改投资〔2006〕2787号）要求进行编写）
九、项目财务分析、经济分析及主要指标
（一）项目财务分析（财务内部收益率、投资利润率、投资回收期、贷款 偿还期等指标的计算和评估）
（二）项目经济和社会效益分析（课题成果对社会发展所起的作用；项目完成当年及后三年预计的年产值、年利润、年节汇、年创汇、年节能等；对环境影响程度及资源综合利用情况）
九、有关声明
（一）项目负责人声明 声明：
1、本人对申报材料的真实性、可靠性、完整性负责；
2、本申报材料不存在任何违反《中华人民共和国保守国家秘密法》等相关法律法规的情况；
3、本申报材料不存在侵犯他人知识产权或剽窃的情形。如有不符，愿意承担相关后果并接受相应的处理。
项目负责人（签字）：
****年**月**日
（二）申报单位声明 声明：
1、本单位对申报材料的真实性、可靠性、完整性负责；
2、本申报材料不存在任何违反《中华人民共和国保守国家秘密法》等相关 法律法规的情况；
3、本申报材料不存在侵犯他人知识产权或剽窃的情形。如有不符，愿意承担相关后果并接受相应的处理。
申报单位法人代表（签字）：
申报单位（盖章）：
****年**月**日
十、资金申请报告附件
1、企业资质证明：法人营业执照、税务登记证、组织机构代码证、企业统计年报中的法人单位基本情况（101-1表）。
2、财务状况证明：2008、2009、2010年度有效的企业年度审计报告或相关财务报表（包括损益表、资产负债表、现金流量表）（新成立企业提供成立至申报前一个月的上述材料）。
3、与申报单位、申报项目名称和建设内容相一致的行政审批证明材料：（1）项目投资概算书；
（2）城市规划部门出具的城市规划意见；
（3）环境保护主管部门出具的环境影响评价文件的审批意见；
（4）政府投资项目可行性研究报告的批准文件，企业投资项目核准或备案的批准文件；
（5）其他证明材料。
4、项目建设场地证明：
（1）国土资源部门出具的项目用地预审意见和土地权属证明文件；（2）房产部门开具的房产所有权属的证明文件；（3）其他证明材料。
5、有关部门出具的产品生产、经营许可文件。
6、资金来源证明：
（1）银行承贷证明（省分行以上）文件；（2）项目法人自筹资金保证落实文件；（3）其它资金来源证明文件。
7、其它有关证明：
（1）经权威机构认证或出具的科技查新报告、技术检测报告、专利证书、奖励证书等；
（2）已开工项目需提供投资完成、工程进度以及生产情况证明材料；（3）合作单位协议书、研发服务外包合同等。（4）重要原材料以及其它所需证明材料。
