计算生物学市场规模和份额
市场概述
| 研究期 | 2019 - 2030 |
|---|---|
| 市场规模 (2025) | 7.24 十亿美元 |
| 市场规模 (2030) | 13.36 十亿美元 |
| 增长率 (2025 - 2030) | 13.02% CAGR |
| 增长最快的市场 | 亚太地区 |
| 最大的市场 | 北美 |
| 市场集中度 | 中 |
主要参与者
*免责声明：主要玩家排序不分先后 图片 © Mordor Intelligence。重新使用需遵守 CC BY 4.0 并注明出处。 |
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魔多情报计算生物学市场分析
计算生物学市场目前创造72.4亿美元收入，预计到2030年将达到133.6亿美元，以13.02%的复合年增长率推进。这一前景表明基于Transformer的基因组语言模型、合成生物学数字孪生和更广泛的人工智能采用现在如何塑造计算生物学市场的每个应用层。多组学数据集的急剧增长、向合同研究服务的持续转变以及对可扩展云基础设施的需求不断推动需求增长。北美仍因成熟的生物技术监管而支撑着计算生物学市场，但亚太地区的超级计算机投资和不断扩展的制药制造基地正将该地区定位为下一个增长引擎。与此同时，西门子51亿美元收购Dotmatics等战略收购反映了计算生物学市场内部平台整合的加剧。
关键报告要点
- 按应用划分，细胞和生物模拟在2024年占计算生物学市场份额的32.52%，而药物发现和疾病建模预计到2030年将以15.64%的复合年增长率增长。
- 按工具划分，数据库在2024年占计算生物学市场规模的最大份额36.46%，但分析软件和服务预计到2030年将以14.77%的复合年增长率扩张。
- 按服务模式划分，合同安排在2024年占据计算生物学市场份额的52.45%，并在2030年前以16.03%的复合年增长率推进。
- 按终端用户划分，学术界在2024年保持44.53%的收入份额，而工业和商业用户预计到2030年将实现14.56%的复合年增长率。
- 按地区划分，北美在2024年以42.78%的计算生物学市场份额领先；亚太地区在2030年前显示出最快的16.35%复合年增长率前景。
全球计算生物学市场趋势和见解
驱动因素影响分析
| 驱动因素 | (~) 对复合年增长率预测的影响百分比 | 地理相关性 | 影响时间表 |
|---|---|---|---|
| 组学数据量增长和生物信息学研究 | +2.8% | 全球，集中在北美和欧盟 | 中期（2-4年） |
| 在药物发现和疾病建模中的加速使用 | +3.1% | 全球，由北美主导，扩展到亚太地区 | 短期（≤2年） |
| 临床药物基因组学和药物动力学研究的扩展 | +1.9% | 北美和欧盟，在亚太地区新兴 | 中期（2-4年） |
| 基于Transformer的基因组语言模型实现快速注释 | +2.2% | 全球，研究机构早期采用 | 短期（≤2年） |
| 用于计算机模拟工作流程的合成生物学数字孪生 | +1.7% | 北美和欧盟，亚太地区试点 | 长期（≥4年） |
| 开源单细胞谱系追踪算法 | +1.5% | 全球，学术界主导，工业界采用 | 中期（2-4年） |
| 来源: Mordor Intelligence | |||
组学数据量增长和生物信息学研究
太字节规模的单细胞RNA测序、多组学整合和较低的测序成本继续扩大数据流入计算生物学市场。降低RNA-seq成本50-70%，扩大对精准医学数据集的获取。大型语言模型现在自动化94%的常见数据元素映射，推动互操作性。[1]Rodney Alan Long, Jordan Klebanoff, and Vince D. Calhoun, "A New AI-Assisted Data Standard Accelerates Interoperability in Biomedical Research," medRxiv, medrxiv.org由此产生的数据网络效应为控制最大存储库的利益相关者强化了先发优势。因此，云生物信息学平台已成为缺乏本地高性能计算的组织的必要基础设施。
在药物发现和疾病建模中的加速使用
像ESM-3这样的蛋白质语言模型模拟进化过程，以几年前药物开发人员无法达到的速度创造新的蛋白质候选物。由Model Medicines的GALILEO所例证的混合人工智能-量子系统现在提供100%命中率的抗病毒筛选。[2]Model Medicines Communications Team, "The Future of Drug Discovery: 2025 as the Inflection Year for Hybrid AI and Quantum Computing," Model Medicines, modelmedicines.com数字孪生让研究人员运行数百万次虚拟实验，压缩假设检验周期并降低湿实验室成本。479,000次试验的机器学习基准为试验设计优化提供了前所未有的训练数据。并购活动，如6.88亿美元的Recursion-Exscientia合并，显示现任者正在竞相内化这些人工智能优势的整合平台。
临床药物基因组学和药物动力学研究的扩展
预防性药物基因组学检测将精神病药物不良反应减少了34.1%，住院率减少了41.2%。[3]Maria Skokou, Konstantinos Tziomalos, and Georgios Papazisis, "Clinical Implementation of Preemptive Pharmacogenomics in Psychiatry," eBioMedicine, thelancet.com 现实世界的面板显示60.4%的患者至少收到一个可操作的处方。加州大学洛杉矶分校利用342,000人的生物样本库识别出156个调节他汀类药物疗效的基因，证明遗传多样性提高剂量准确性。人工智能增强的PK/PD模型现在考虑人群特异性变异，这是亚太地区药物基因组学采用增长的要求。
基于Transformer的基因组语言模型实现快速注释
开源蛋白质模型在仅需要商品GPU的情况下提供AlphaFold级别的性能。像JanusDNA这样的双向DNA基础模型无需专用硬件即可处理100万个碱基对。参数高效的微调方法如LoRA降低训练成本但仍提高下游预测准确性。这些收益使先进分析民主化并降低准入门槛，将计算生物学市场扩展到传统生物信息学中心之外。
约束因素影响分析
| 约束因素 | (~) 对复合年增长率预测的影响百分比 | 地理相关性 | 影响时间表 |
|---|---|---|---|
| 多学科人才短缺 | -1.8% | 全球，在北美和欧盟严重 | 短期（≤2年） |
| 互操作性和数据标准化差距 | -1.2% | 全球，特别是跨境合作 | 中期（2-4年） |
| 云和计算成本上升 | -0.9% | 全球，在成本敏感市场影响最强 | 短期（≤2年） |
| 生物安全和双用途监管审查 | -0.7% | 主要在北美和欧盟，全球扩展 | 长期（≥4年） |
| 来源: Mordor Intelligence | |||
多学科人才短缺
对精通生物学、软件工程和统计学的专业人员的需求超过供应。生命科学雇主预见到到2030年将出现35%的短缺，招聘需求每年增长11.75%。薪资通胀和项目延误随之而来，特别是与进入该领域的科技巨头竞争的中型生物技术公司。基于技能的招聘、学徒制和跨行业招聘是临时缓解策略。
互操作性和数据标准化差距
虽然矩阵和分析元数据标准（MAMS）开始对齐单细胞数据集，但广泛的协调仍然难以实现。语义映射工具可以整合非结构化健康记录，但实施负担减缓了采用。联邦学习试点保护隐私，但仍面临监管不确定性，使跨国研究依赖于手工数据清洗。
细分分析
按应用：药物发现和疾病建模推动下一代工作流程
药物发现和疾病建模已经实现最快的15.64%复合年增长率，而细胞和生物模拟在计算生物学市场规模中保持32.52%的2024年份额。人工智能增强的靶点识别和先导化合物优化让Insilico Medicine等公司能够在计算机模拟中筛选数百万种化合物。临床前团队现在整合基因组、蛋白质组和代谢组数据集，以提高化合物进入临床的成功几率。临床试验运营采用检索增强系统，达到97.9%的资格筛选准确率，减少招募瓶颈。越来越多的研究者利用数字孪生运行虚拟剂量反应研究，缩短湿实验室时间线。因此，计算生物学市场在每个研发关口都经历了更深层次的制药参与。
人体模拟软件正在崛起为一个高潜力子细分。斯坦福大学的人工智能驱动"虚拟细胞"说明了整合的多组学和生物物理模型如何能够为个体化治疗策略映射途径扰动。这一发展将计算生物学市场扩展到一线精准医学临床医生。随着数字孪生保真度的提高，保险公司开始评估计算机优化治疗计划的报销模型，暗示下游收入池。
备注: 购买报告后可获得所有单独细分的细分份额
按工具：分析软件加速人工智能集成
数据库仍占计算生物学市场份额的36.46%，但分析软件和服务显示出最快的14.77%复合年增长率。蛋白质和基因组语言模型正在推动组织购买分析能力而不是维护静态档案。供应商嵌入融合基因组、蛋白质组和临床流的多模态数据管道。这一转变还鼓励学术-工业财团共同开发开源堆栈；Boltz-1在标准GPU上的AlphaFold可比较准确性强调了社区创新如何推动更广泛的采用。
本地高性能计算对敏感数据集仍然重要；然而，云成本曲线和托管服务成熟度鼓励迁移。提供商通过自动扩展算法和安全认证进行差异化。数据库现任者通过在存储库之上构建分析层来保护其安装基础进行反应。净效应增加了竞争但提升了整体软件质量，支持计算生物学市场的持续增长。
按服务：合同模式主导增长
合同研究服务在份额和速度上都领先--2024年为52.45%，前景为16.03%的复合年增长率--因为制药公司外包复杂的计算机模拟工作流程。CRO现在在统一订阅中捆绑基因组分析、人工智能模型开发和虚拟筛选。内部团队保留核心知识产权密集型算法，但在计算密集型模拟方面与外部合作。
混合服务框架获得关注。企业在本地维护数据治理节点，同时为峰值工作负载突发到基于云的CRO平台。战略联盟分散风险：客户支付基于使用的费用，而提供商保证包括监管支持的服务级别协议。随着采用增加，计算生物学市场进一步整合到传统药物开发价值链中。
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按终端用户：工业采用加速
学术界在2024年控制了44.53%的收入，但工业用户通过到2030年14.56%的复合年增长率获得势头。测序成本下降、经验证的人工智能管道和紧迫的治疗时间线推动制药采用。企业买家寻求嵌入审计跟踪和GxP合规性的交钥匙解决方案。
学术机构仍是知识引擎，开创后来商业许可的算法。为了对抗预算限制，大学扩大合作模式，技术供应商提供计算信用以换取共同作者身份和早期访问反馈。这种共生关系维持计算生物学行业的创新渠道。
地理分析
北美占据2024年收入的42.78%，受益于深厚的生物技术风险投资、成熟的监管机构参与和密集的人才库。FDA不断发展的人工智能框架为当地公司提供了比许多同行更清晰的商业化路径。赛默飞世尔20亿美元的多年国内投资强调了对基础设施可扩展性的信心。尽管如此，劳动力短缺和云成本上升抑制了加速。
亚太地区实现最高的16.35%复合年增长率。政府资助艾级超级计算机--韩国的计划目标是2025年启动--而中国的分布式国家中心已经推动多组学项目。区域制药制造繁荣，遗传多样性研究项目为当地人群量身定制人工智能模型，创造了其他地方无法获得的边缘案例数据资产。分散的临床试验试点和mRNA平台建设强化了对计算生物学市场能力的长期需求。
欧洲依靠跨境财团和强大的数据隐私保护维持稳定增长。伦理人工智能倡议增加了合规开销，但也在付款人和监管机构中培养了信任。数字孪生试点与优化资源使用的公共卫生目标保持一致。与此同时，拉丁美洲、非洲和中东随着互联网基础设施和生物信息学课程的扩展而缓慢前进。与跨国制药集团的合作伙伴关系弥补了当地资金缺口，确保了计算生物学市场的逐步但持续渗透。
竞争格局
计算生物学市场仍然适度分散，但显示出明显的并购上升趋势。西门子51亿美元收购Dotmatics将实验室信息学与工业数字孪生产品整合，反映了买家对端到端堆栈的渴望。丹纳赫将Genedata纳入其投资组合，反映了相同的逻辑。Illumina与英伟达合作加速GPU驱动的组学分析，这是技术-生物技术融合的一个例子。
初创公司利用开源社区超越其规模。EvolutionaryScale筹集了1.42亿美元来商业化蛋白质生成人工智能，直接与现任者的专有化学品竞争。围绕混合量子-经典模型和谱系追踪算法的专利申请表明知识产权战斗的加剧。竞争成功将取决于对精选数据集、可扩展计算和最小化转换成本的集成工作流程的访问。
大型供应商通过订阅许可和数据网络效应追求生态系统锁定。中层参与者通过垂直专业化--单细胞分析、数字孪生引擎或药物基因组学工具包--进行差异化。价格竞争被抑制，因为准确性、监管合规性和周转速度仍然是决定性的购买因素。
计算生物学行业领导者
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达索系统公司
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薛定谔公司
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Certara
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Simulation Plus公司
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Illumina公司
- *免责声明：主要玩家排序不分先后
最近的行业发展
- 2025年6月：Illumina以最高4.25亿美元收购SomaLogic以扩大蛋白质组学和生物标志物能力，扩大其多组学投资组合。
- 2025年4月：西门子完成51亿美元收购Dotmatics，将研发信息学与工业数字孪生框架合并。
- 2025年2月：Illumina发布星座映射读取和5碱基测序解决方案，计划2026年商业推出。
- 2025年1月：Illumina与英伟达合作使用GPU加速多组学数据管道，目标是更快的治疗发现。
全球计算生物学市场报告范围
根据范围，计算生物学涉及开发和应用数据分析和理论方法、数学建模和计算模拟技术来研究生物、生态、行为和社会系统。计算生物学使用生物数据开发算法来理解生物系统和关系。计算生物学市场按应用（细胞和生物模拟、药物发现和疾病建模、临床前药物开发、临床试验和人体模拟软件）、工具（数据库、基础设施（硬件）、分析软件和服务）、服务（内部和合同）、终端用户（学术界和工业及商业）和地理（北美、欧洲、亚太、中东和非洲以及南美）进行细分。该报告还涵盖全球主要地区17个国家的估计市场规模和趋势。报告提供上述细分的价值（美元）。
| 细胞和生物模拟 | 计算基因组学 |
| 计算蛋白质组学 | |
| 药物基因组学 | |
| 其他模拟（转录组学/代谢组学） | |
| 药物发现和疾病建模 | 靶点识别 |
| 靶点验证 | |
| 先导发现 | |
| 先导优化 | |
| 临床前药物开发 | 药物动力学 |
| 药效学 | |
| 临床试验 | I期 |
| II期 | |
| III期 | |
| 人体模拟软件 |
| 数据库 |
| 基础设施（硬件） |
| 分析软件和服务 |
| 内部 |
| 合同 |
| 学术界 |
| 工业和商业 |
| 北美 | 美国 |
| 加拿大 | |
| 墨西哥 | |
| 欧洲 | 德国 |
| 英国 | |
| 法国 | |
| 意大利 | |
| 西班牙 | |
| 欧洲其他地区 | |
| 亚太 | 中国 |
| 日本 | |
| 印度 | |
| 澳大利亚 | |
| 韩国 | |
| 亚太其他地区 | |
| 中东和非洲 | 海湾合作委员会 |
| 南非 | |
| 中东和非洲其他地区 | |
| 南美 | 巴西 |
| 阿根廷 | |
| 南美其他地区 |
| 按应用 | 细胞和生物模拟 | 计算基因组学 |
| 计算蛋白质组学 | ||
| 药物基因组学 | ||
| 其他模拟（转录组学/代谢组学） | ||
| 药物发现和疾病建模 | 靶点识别 | |
| 靶点验证 | ||
| 先导发现 | ||
| 先导优化 | ||
| 临床前药物开发 | 药物动力学 | |
| 药效学 | ||
| 临床试验 | I期 | |
| II期 | ||
| III期 | ||
| 人体模拟软件 | ||
| 按工具 | 数据库 | |
| 基础设施（硬件） | ||
| 分析软件和服务 | ||
| 按服务 | 内部 | |
| 合同 | ||
| 按终端用户 | 学术界 | |
| 工业和商业 | ||
| 按地理 | 北美 | 美国 |
| 加拿大 | ||
| 墨西哥 | ||
| 欧洲 | 德国 | |
| 英国 | ||
| 法国 | ||
| 意大利 | ||
| 西班牙 | ||
| 欧洲其他地区 | ||
| 亚太 | 中国 | |
| 日本 | ||
| 印度 | ||
| 澳大利亚 | ||
| 韩国 | ||
| 亚太其他地区 | ||
| 中东和非洲 | 海湾合作委员会 | |
| 南非 | ||
| 中东和非洲其他地区 | ||
| 南美 | 巴西 | |
| 阿根廷 | ||
| 南美其他地区 | ||
报告中回答的关键问题
1. 计算生物学市场目前的规模是多少？
计算生物学市场在2025年创造72.4亿美元，预计到2030年将达到133.6亿美元。
2. 哪个应用领域扩张最快？
药物发现和疾病建模在2030年前实现最高的15.64%复合年增长率，由人工智能驱动的靶点识别和数字孪生工作流程推动。
3. 为什么合同研究服务增长迅速？
制药公司将数据密集型建模外包给专业化CRO，使合同服务占52.45%份额和16.03%增长率。
4. 哪个地区将为未来增长贡献最多？
亚太地区凭借政府超级计算机项目和快速扩张的制药制造以16.35%的复合年增长率领先。
5. 什么阻碍了计算生物学平台的更广泛采用？
多学科人才短缺、云计算成本上升和不断发展的生物安全法规是主要约束因素。
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