2025深圳市DNA存儲(chǔ)行業(yè)發(fā)展報(bào)告：打造全球DNA存儲(chǔ)技術(shù)創(chuàng)新高地

在全球數(shù)據(jù)爆炸式增長(zhǎng)與存儲(chǔ)技術(shù)面臨物理極限的雙重挑戰(zhàn)下，DNA存儲(chǔ)作為顛覆性的生物信息技術(shù)，正從實(shí)驗(yàn)室快速走向產(chǎn)業(yè)化。

中研普華最新發(fā)布的《深圳市DNA存儲(chǔ)行業(yè)“十五五”全景調(diào)研及發(fā)展趨勢(shì)分析研究報(bào)告》顯示，2024年全球DNA存儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到12.5億美元，預(yù)計(jì)2025年將突破18億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)43.7%。作為中國(guó)科技創(chuàng)新高地的深圳市，憑借其在基因測(cè)序產(chǎn)業(yè)的全球領(lǐng)先地位、完善的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)鏈和活躍的資本市場(chǎng)，正在DNA存儲(chǔ)領(lǐng)域形成獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

一、DNA存儲(chǔ)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與深圳市場(chǎng)地位

1. 技術(shù)原理與全球發(fā)展格局

DNA存儲(chǔ)技術(shù)利用腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)和鳥嘌呤(G)四種堿基作為信息編碼載體，其理論存儲(chǔ)密度可達(dá)傳統(tǒng)硬盤的100萬倍，且保存期限可長(zhǎng)達(dá)數(shù)千年。中研普華技術(shù)評(píng)估模型顯示，全球DNA存儲(chǔ)技術(shù)成熟度已從2020年的TRL3(實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證)提升至2024年的TRL6(原型系統(tǒng)示范)，預(yù)計(jì)2025年將有多家企業(yè)實(shí)現(xiàn)TRL7(系統(tǒng)級(jí)演示)突破。

表1：2024年全球DNA存儲(chǔ)主要參與企業(yè)技術(shù)路線比較

資料來源：中研普華《深圳市DNA存儲(chǔ)行業(yè)“十五五”全景調(diào)研及發(fā)展趨勢(shì)分析研究報(bào)告》

2. 深圳市產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)與政策支持

中研普華調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，2024年深圳市DNA存儲(chǔ)相關(guān)企業(yè)已達(dá)27家，較2021年增長(zhǎng)3.5倍，形成從DNA合成(擎科生物)、信息編碼(華大智造)、存儲(chǔ)介質(zhì)(微芯生物)到讀取系統(tǒng)(真邁生物)的完整產(chǎn)業(yè)鏈條。2024年1-9月，深圳DNA存儲(chǔ)領(lǐng)域融資事件占全國(guó)42%，總額達(dá)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(jì)錄。

3. 市場(chǎng)規(guī)模與增長(zhǎng)動(dòng)力

根據(jù)中研普華測(cè)算，2024年深圳市DNA存儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模約為3.8億元，占全國(guó)市場(chǎng)份額的35%，主要來自三大應(yīng)用場(chǎng)景：

政府?dāng)?shù)據(jù)長(zhǎng)期歸檔：深圳市檔案館2024年啟動(dòng)"千年記憶"計(jì)劃，將1980-2020年的重要?dú)v史文檔以DNA形式存儲(chǔ)，項(xiàng)目預(yù)算1.2億元。

企業(yè)冷數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：騰訊云與華大基因合作建立的DNA存儲(chǔ)示范中心已為金融、醫(yī)療行業(yè)客戶存儲(chǔ)1.2PB低訪問頻率數(shù)據(jù)，成本較磁帶庫(kù)節(jié)約37%。

科研機(jī)構(gòu)特殊需求：南方科技大學(xué)合成生物學(xué)研究院使用DNA存儲(chǔ)技術(shù)保存300TB單細(xì)胞測(cè)序原始數(shù)據(jù)，解決傳統(tǒng)存儲(chǔ)易受電磁干擾問題。

根據(jù)中研普華研究院撰寫的《深圳市DNA存儲(chǔ)行業(yè)“十五五”全景調(diào)研及發(fā)展趨勢(shì)分析研究報(bào)告》顯示：二、深圳市DNA存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)鏈深度解析

1. 上游：合成與測(cè)序技術(shù)突破

中研普華供應(yīng)鏈調(diào)研發(fā)現(xiàn)，深圳DNA存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)鏈上游呈現(xiàn)"一超多強(qiáng)"格局：

DNA合成：擎科生物通過微流控芯片技術(shù)將合成成本降至**$0.001/堿基**(2024年數(shù)據(jù))，較國(guó)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(shí)內(nèi)合成1.5MB數(shù)據(jù)編碼的DNA鏈。

測(cè)序設(shè)備：華大智造DNBSEQ-T20平臺(tái)單次運(yùn)行可讀取10TBDNA編碼數(shù)據(jù)，2024年全球市占率達(dá)31%。值得關(guān)注的是，其與華為合作的"鯤鵬-華大聯(lián)合實(shí)驗(yàn)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。

2. 中游：存儲(chǔ)系統(tǒng)集成創(chuàng)新

深圳企業(yè)中游技術(shù)路線呈現(xiàn)多元化特征：

華大研究院采用"硅基合成+生物存儲(chǔ)"混合架構(gòu)，其發(fā)布的"神農(nóng)系統(tǒng)"實(shí)現(xiàn)單管存儲(chǔ)50GB數(shù)據(jù)，錯(cuò)誤率低于10^-9，已通過中國(guó)計(jì)量院認(rèn)證。

微芯生物開發(fā)的"凍干DNA存儲(chǔ)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(jí)可靠性認(rèn)證，開始用于自動(dòng)駕駛數(shù)據(jù)備份。

騰訊優(yōu)圖實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新的"分層編碼算法"，將高頻訪問數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在DNA分子表面標(biāo)記區(qū)域，使讀取速度提升至200Mbps，接近傳統(tǒng)SSD性能。

3. 下游：應(yīng)用場(chǎng)景持續(xù)拓展

中研普華客戶調(diào)研顯示，深圳DNA存儲(chǔ)商業(yè)化落地呈現(xiàn)梯度滲透特征：

首批成熟應(yīng)用(2023-2025)：國(guó)家基因庫(kù)生物樣本數(shù)字化備份(已完成500PB等效存儲(chǔ))、華為5G基站配置數(shù)據(jù)容災(zāi)備份(節(jié)省機(jī)房空間92%)。

中期潛力場(chǎng)景(2025-2027)：平安科技金融交易日志審計(jì)存證(測(cè)試中寫入延遲<2小時(shí))、大疆遙感影像長(zhǎng)期歸檔(需求規(guī)模約20EB/年)。

遠(yuǎn)期想象空間(2028-2030)：人類數(shù)字永生(碳硅混合存儲(chǔ))、星際殖民數(shù)據(jù)攜帶(極端環(huán)境穩(wěn)定性優(yōu)勢(shì))。

三、關(guān)鍵技術(shù)突破與成本下降路徑

1. 合成技術(shù)迭代加速

中研普華技術(shù)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，2024年深圳DNA存儲(chǔ)領(lǐng)域取得三大突破：

華大研究院開發(fā)的"光導(dǎo)定點(diǎn)合成技術(shù)"將寫入密度提升至25MB/mm2(相當(dāng)于傳統(tǒng)方法的8倍)，相關(guān)論文發(fā)表于《Nature Biotechnology》2024年6月刊。

南方科技大學(xué)團(tuán)隊(duì)利用CRISPR-Cas12a系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)DNA分子內(nèi)原位編輯，使數(shù)據(jù)修改成本從100/降至100/GB降至2.1/GB。

深圳先進(jìn)院發(fā)明的"納米孔直接寫入"技術(shù)跳過合成步驟，通過電場(chǎng)調(diào)控直接排列核苷酸，有望將寫入速度提升至1Gbps(2026年預(yù)計(jì))。

2.??標(biāo)準(zhǔn)化與生態(tài)建設(shè)

深圳市在DNA存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)方面走在前列：

2024年3月，深圳市市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布全球首個(gè)《DNA數(shù)字存儲(chǔ)系統(tǒng)技術(shù)要求》地方標(biāo)準(zhǔn)(DB4403/T 286-2024)，規(guī)范了編碼方案、錯(cuò)誤率等23項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。

由華為、華大、騰訊等發(fā)起的"粵港澳DNA存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟"已有87家成員單位，共同開發(fā)了跨平臺(tái)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口HelixBridge。

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四、未來展望：十五五期間發(fā)展建議

1.?重點(diǎn)發(fā)展方向建議

基于中研普華產(chǎn)業(yè)咨詢經(jīng)驗(yàn)，提出深圳DNA存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)"三個(gè)聚焦"策略：

技術(shù)攻關(guān)：組建"DNA存儲(chǔ)新型研發(fā)機(jī)構(gòu)"，重點(diǎn)突破酶促合成(2025年目標(biāo)$100/TB)、分子級(jí)隨機(jī)存取(延遲<10分鐘)等瓶頸。

場(chǎng)景創(chuàng)新：在河套深港科創(chuàng)區(qū)設(shè)立"DNA存儲(chǔ)應(yīng)用示范區(qū)"，率先在跨境數(shù)據(jù)流動(dòng)、證券交易存證等特色領(lǐng)域形成標(biāo)準(zhǔn)。

生態(tài)培育：設(shè)立50億元專項(xiàng)基金，通過"揭榜掛帥"方式支持中小企業(yè)參與國(guó)防、航天等高端場(chǎng)景驗(yàn)證。

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隨著"東數(shù)西算"工程對(duì)存儲(chǔ)技術(shù)提出新要求和《粵港澳大灣區(qū)數(shù)據(jù)條例》的立法推進(jìn)，DNA存儲(chǔ)技術(shù)將在深圳這片創(chuàng)新沃土上迎來爆發(fā)式增長(zhǎng)。

DNA存儲(chǔ)技術(shù)正處在產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)，深圳市憑借產(chǎn)業(yè)配套優(yōu)勢(shì)、市場(chǎng)化機(jī)制和敢闖敢試的創(chuàng)新精神，有望在這一未來產(chǎn)業(yè)中占據(jù)制高點(diǎn)。在十五五規(guī)劃中明確DNA存儲(chǔ)作為"新質(zhì)生產(chǎn)力"的戰(zhàn)略定位，支持深圳建設(shè)全球DNA存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)策源地。

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