计算生物学市场 尺寸和份额 2025 - 2034

计算生物学市场规模

据 Global Market Insights Inc. 发布的最新报告，2024年全球计算生物学市场规模估计为71亿美元。预计市场规模将从2025年的80亿美元增长至2034年的227亿美元，预测期内复合年增长率（CAGR）为12.3%。推动市场增长的因素包括采用计算设计的临床试验活动日益增多、药物研发成本上升及时间进度压力加大、生物信息学和数据科学持续进步，以及政府政策的支持等。
 

组学数据量和生物信息学研究不断增加、人工智能工具持续创新并得到应用，以及临床试验数量不断增长，都是推动市场增长的关键因素。Thermo Fisher Scientific、Illumina Inc.、QIAGEN、BIO-RAD Laboratories 和 Dassault Systèmes 是市场上的领先企业。这些企业主要专注于产品和服务创新、拓展产品与服务范围，并将先进技术融入不同的框架和平台，以提高效率。
 

市场规模从2021年的38亿美元增至2023年的60亿美元。全球各国政府已开始认识并了解计算生物学在医疗保健和环境科学领域不断变化的格局。各国正通过资助计划、公私合作和监管支持，推动基因组学、生物信息学和个性化医疗领域的创新。美国、英国和印度等国家的国家级基因组计划生成大规模数据，并支持基础设施建设。这些计划有助于简化数字健康工具和人工智能诊断产品的监管审批流程，使企业能够更快地将产品推向市场。此外，支持性政策举措可降低市场准入壁垒、增加研发投资，并为初创企业和大型成熟企业营造有利的生态系统，助其扩大基于计算生物学的解决方案。
 

传统药物研发周期漫长（通常超过10年）且成本高昂，因此市场对计算生物学工具的需求日益增长，以提升并简化研发流程、减少反复试错，并在研发早期识别可能兼具疗效和安全性的候选药物。计算生物学可用于模拟生物系统、构建药物相互作用模型和/或分析组学数据，最终减少实验室实验耗时，并降低后续临床试验失败的风险。制药企业面临着更快、更低成本地提供疗法的压力，从而推动行业增长。
 

随着计算生物学的应用，临床试验正在发生变革，这为试验设计、患者分层和生物标志物发现带来了新方法。例如，截至2025年5月，美国约有22,985项正在招募患者的临床试验。采用模拟和预测分析的自适应试验模型，将使研究人员能够实时修订试验方案，从而提高试验成功的可能性并降低成本。在开展实际研究之前，研究人员可以利用计算工具确定最佳剂量、预测不良结局，甚至在伦理约束条件下模拟试验。随着精准医疗的发展，这一范式转变将日益发挥重要作用，因为患者特异性数据有助于确定患者是否适合参与试验招募，并为调整护理或治疗策略提供依据。
 

计算生物学是一门跨学科领域，融合算法、数据分析和/或高性能计算，应用于生物系统建模、复杂生物数据（基因组学、蛋白质组学）分析，以及加快药物发现、疾病建模和个性化医疗。该领域是现代生命科学以及制药研发不可或缺的一部分。

计算生物学市场趋势

在整个分析期内，多项趋势预计将塑造计算生物学行业的增长。首先，人工智能和机器学习的应用正在改变数据分析方式，使研究人员能够更快速、更准确地对基因组学、药物发现和疾病建模作出预测。这些方法正在改变传统研发的时间安排和成本。
 

• 其次，随着基因组学、蛋白质组学和代谢组学领域组学数据生成能力大幅提升，用于管理和解读复杂生物数据集的可扩展计算平台需求显著增长。
   
• 此外，个性化医疗的发展正推动对患者特异性建模和模拟工具的需求增长，以支持个体化治疗。
   
• 此外，云计算的应用提升了数据的可访问性，并促进了研究机构与全球制药公司之间的协作。监管机构也越来越愿意支持在临床试验中采用计算方法，从而推动更具创新性的试验设计和生物标志物验证。
   
• 最后，可穿戴健康设备日益普及，为整合实时数据创造了新机遇，进而为计算模型提供更丰富的信息。总体而言，所有这些因素都能加快科学发现，并从多方面改变医疗解决方案的开发、评估和交付方式。因此，计算生物学是推动下一代生物医学创新发展的基础。
   

计算生物学市场分析

了解关键趋势

下载免费 PDF

2021年，该市场规模为38亿美元，2022年增至49亿美元，到2023年达到60亿美元。对先进计算平台和框架的需求日益增长，以及创新解决方案的集成，是推动行业增长的主要因素。
 

按工具划分，全球计算生物学市场包括分析软件与服务、数据库和硬件。2024年，分析软件与服务细分市场占据领先地位，市场份额为41.7%。由于组学数据激增、对先进建模工具的需求增加，以及药物发现和精准医疗领域对人工智能驱动洞察的依赖日益加深，分析软件与服务的需求迅速增长。预计到2034年，该细分市场规模将超过98亿美元，在预测期内的复合年增长率（CAGR）为12.8%。
 

• 由于组学数据快速增长、对建模工具的需求不断增加，以及人工智能和机器学习被引入药物发现领域，分析工具与服务的销售额显著上升。
   
• 这些分析工具与服务能够更快速、更准确地提供生物学知识，这对制药研发、临床试验和个性化医疗计划至关重要。
   
• 此外，数据库细分市场在2024年位居第二，规模为26亿美元。研究人员和企业需要集中、有序地存储海量基因组学、蛋白质组学和临床数据，因此对生物数据库的需求迅速增长。
   
• 这些生物数据库支持互操作、数据共享和实时访问，对于协作研究、监管申报和数据驱动型医疗解决方案具有重要价值。
   
• 2024年，硬件细分市场规模为16亿美元。为支持复杂生物模拟、大规模基因组测序工作和基于人工智能的分析，高性能计算（HPC）硬件的需求日益增长。
   
• 此外，随着数据生成量不断增加，可扩展、高效的计算硬件基础设施变得至关重要，其中包括GPU、云服务器和存储系统，以支持实时分析，并加快用于研究和临床目的的计算工作流程。
   

按应用领域划分，全球计算生物学市场包括细胞与生物模拟、药物发现与疾病建模、临床前药物开发、临床试验和人体模拟软件。细胞与生物模拟细分市场占据领先地位，2024年规模为25亿美元。
 

• 细胞与生物学模拟的市场需求强劲，推动了该领域的发展。这类技术能够在计算机中模拟复杂的生物过程，从而减少对成本高昂且耗费大量人力的实验室实验的需求。
   
• 此外，模拟对于了解疾病过程和药物相互作用，以及预测细胞反应都十分重要。随着系统生物学和个性化医疗的发展，研究人员和制药企业对模拟工具的兴趣日益浓厚，希望借此加快发现进程、优化治疗策略，并通过改进临床前建模降低临床开发的高昂成本。
   
• 预计药物发现与疾病建模细分市场将在预测期内以12.8%的复合年增长率实现更快增长。由于制药企业正寻求更快速、成本更低的方法来识别候选药物，该细分市场正以强劲势头增长。
   
• 借助计算生物学开展虚拟筛选、靶点识别和先导化合物优化，可减少早期药物发现研发所耗费的时间和资源。利用人工智能和多组学数据进行疾病建模，可模拟疾病进展和治疗反应，对精准医疗计划尤为重要。对复杂疾病研究需求的增加，以及缩短药物开发周期的需要，也推动了这一趋势。
   
• 此外，临床前药物开发细分市场在2024年的估值为11亿美元，并正稳步运用计算生物学，在患者试验前模拟候选药物的药代动力学、药效学和毒性特征。这些工具可预测药物在生物系统中的作用表现，并有望减少临床前药理学研究中动物模型的使用，从而提高药物进入临床试验阶段的可能性。
   

按服务类型划分，计算生物学市场分为合同服务和内部服务。受成本效益高、可使用先进工具和专业技术等优势推动，合同服务细分市场在2024年占据了54.9%的市场份额。
 

• 随着制药和生物技术企业转向计算生物学专业合同组织（CRO），合同服务需求强劲。这类模式使企业能够提高成本效益，并获得先进技术和专业人才，同时避免在内部建设基础设施所产生的间接成本。
   
• 合同组织推动计算生物学的发展，因为这类服务具有项目执行速度快、可扩展性强和灵活性高等优势，对中小型企业尤为重要。


• 随着相关工作变得日益复杂、数据密集且耗时，合同服务被视为支持创新、减轻运营负担的战略选择。
   
• 内部服务细分市场在2024年的估值为32亿美元。当机构需要全面掌控专有数据和工作流程时，制药企业和学术机构内部的计算生物学服务仍不可或缺。机构投资于计算生物学服务，以保障数据安全和知识产权，并支持长期研究与开发（R&D）。
   
• 内部服务通常成本较高，但适应性更强，也更容易与现有工作流程、电子病历系统等兼容。
   

按最终用途划分，计算生物学市场分为商业领域和学术与研究领域。2024年，商业领域占据了57.6%的市场份额，主要得益于工业领域对这类工具和解决方案的采用日益广泛。
 

• 商业领域正以工业化规模采用计算生物学，尤其是制药、生物技术和医疗保健企业。这些企业利用先进的建模、模拟和数据来推动药物发现、缩短研发时间并降低成本，或更快地开发个性化疗法。
   
• 此外，获取竞争优势、缩短上市时间（TTM）以及获得监管批准的需求，持续推动着该领域的需求。
   
• 2024年，学术与研究领域的市场规模为30亿美元。学术机构和研究组织利用计算生物学研究基础生物过程、开发新方法，或推动科学创新。
   
• 该领域通常受益于不断增加的政府和私人资助，并在开发算法以及培养能够实施算法的专业人员方面发挥重要作用，从而促进整个计算生物学生态系统的发展。
   

获取影响这个市场的主要细分市场的详细见解

下载免费 PDF

• 在先进的生物技术生态系统、强大的研究基础设施以及活跃的公共和私人投资支持下，北美被视为全球计算生物学领域的领导者。美国是该地区的主要国家，拥有包括Thermo Fisher Scientific、Illumina在内的主要机构总部，以及其他众多企业。美国受益于大量联邦资金、学术机构卓越的研究实力，以及遍布全国的蓬勃发展的初创企业生态系统，并推动人工智能、基因组学和个性化医疗领域的协同发展。
   
• 此外，美国国立卫生研究院（NIH）的“全民研究计划”（All of Us Research Program）等项目，以及电子健康记录使用量的增长，带来了大量数据的生成与整合。
   
• 此外，加拿大通过聚焦伦理人工智能、基因组学研究和协同创新空间，推动计算生物学的发展。各国正投资于云计算、高性能基础设施和监管体系完善，以支持数字医疗和计算工具的发展。
   
• 北美致力于缩短药物开发周期、改进临床试验流程并推进精准医疗，确保其在可预见的未来继续引领计算生物学领域的创新与商业化进程。
   

美国计算生物学市场规模在2021年和2022年分别为17亿美元和22亿美元。2024年，市场规模从2023年的27亿美元增至32亿美元。随着先进工具和框架的整合推动药物开发流程提速，预计市场将因此实现增长。
 

• 凭借成熟的生物技术生态系统、先进的研发基础设施，以及公共和私营部门利益相关方的深入参与，美国已成为计算生物学领域的突出力量。
   
• 领先的制药和科技企业正在人工智能药物开发、基因组学和精准医疗领域大举投资。美国的学术机构和国家实验室持续为算法、数据分析和生物建模的发展作出开放且重要的贡献。
   
• 此外，美国还受益于完善的监管环境，该环境日益有利于数字健康的发展。
   
• 此外，凭借强大的人才队伍、先进的基础设施和持续创新，美国将继续引领计算生物学领域。
   
• 具体而言，肿瘤学研究、罕见病研究和传染病建模等多个应用领域对基于软件的云端分析和模拟平台存在需求。
   

欧洲计算生物学市场

2024年，欧洲在该市场占据相当大的份额，市场规模为20亿美元。
 

• 英国、法国、德国、瑞士和荷兰等国使欧洲成为计算生物学研究的重要中心。英国在基因组学和个性化医疗研究方面一直处于前沿地位，这得益于 Genomics England 等举措，以及 NHS 建设数字化医疗服务的愿景。
   
• 法国和瑞士以其对制药行业的重要贡献，以及在生物学、生命科学和医疗保健领域的强大研究项目而闻名。荷兰也因数据驱动的医疗保健创新而受到认可。
   
• 此外，欧盟“地平线欧洲”计划在多国研究方面投入大量资金，重点关注生物信息学、系统生物学以及人工智能在医疗保健和生命科学领域的应用。英格兰境内及整个欧洲均建有合作网络，将大学和研究机构的研究人员与生物技术企业及医院联系起来，从而形成充满活力的创新体系。
   

德国在欧洲计算生物学市场占据显著份额，展现出强劲的增长潜力。
 

• 德国是欧洲计算生物学生态系统的关键推动力量，在系统生物学、生物信息学和精准医疗领域尤具优势。强大的生命科学企业产业基础与世界领先的机构（如马克斯·普朗克学会和亥姆霍兹联合会）相结合，为创新计算建模技术和数据驱动型生命科学的发展创造了有利条件。德国的生命科学和生物技术行业积极采用计算方法，以改进药物发现和临床试验，并提升诊断能力。
   
• 此外，政府推动数字健康发展并将人工智能研究纳入国家重点方向的举措，以及欧盟支持和培育小型企业的相关举措，进一步增强了这一生态系统。
   
• 最后，德国注重在学术界、医疗保健和产业界之间采取跨学科方法，近年来催生了众多初创企业和由政府资助的研究联盟。
   

亚太计算生物学市场

预计在分析期内，亚太市场将以13.9%的最高复合年增长率增长。
 

• 亚太地区是该市场增长最快的地区。生物技术投资增加、医疗基础设施改善以及对精准医疗的日益重视，推动了该地区的增长。
   
• 中国、印度、日本、韩国和澳大利亚正在投资国家基因组学计划、人工智能医疗项目，并推动该地区制药研发的发展。该地区人口众多，产生了大量组学和临床数据，进而催生了对先进计算方法和数据分析工具的需求。
   
• 此外，该地区经济不断增长，为数字医疗转型创造了有利条件。学术机构和初创企业通过在生物信息学、药物发现和疾病建模领域开展创新，发挥更具针对性、优化后的作用，助力这一转型。
   

在亚太市场中，中国计算生物学市场预计将以相当可观的复合年增长率增长。
 

• 在政府支持、大规模基因组学投资和强大生物技术行业的助力下，中国正成为计算生物学领域的强国。《精准医学战略》和中国基因组计划等项目正在加快生物数据的生成，推动计算工具的应用不断增长。
   
• 中国科技企业和初创公司正利用人工智能和机器学习服务开展药物发现和疾病建模。
   
• 学术机构和科研园区正与制药企业建立合作关系，共同打造本土生物信息学平台。
   
• 此外，发展本土技术、实现生物技术创新自主自足的目标，也正在推动中国计算生物学能力的发展。
   

拉丁美洲计算生物学市场

巴西引领拉丁美洲市场，并在分析期内展现出显著增长。
 

• 在强大的学术研究人员群体和政府对生物技术日益浓厚的兴趣的支持下，巴西已成为拉丁美洲计算生物学的新兴市场。巴西在基因组学领域取得了重大进展，尤其是在农业生物技术和传染病研究方面。
   
• Fiocruz 和 EMBRAPA 等机构已将计算工具应用于基因组测序、流行病学建模和疫苗开发研究。
   
• 此外，私营部门仍不够成熟；不过，学术界与新兴生物技术初创企业群体之间的合作正在推动创新。
   
• 随着巴西继续推进医疗服务现代化并保持其在研究领域的重要地位，拉丁美洲生命科学生态系统对计算生物学解决方案的需求将持续稳步增长。
     

中东和非洲计算生物学市场

2024年，沙特阿拉伯市场将在中东和非洲市场实现显著增长。
 

• 作为“2030愿景”计划的一部分，沙特阿拉伯正逐步拓展其在计算生物学领域的影响力。该计划强调向生物技术、医疗保健等知识型领域实现多元化发展。
   
• 政府正在投资基因组研究、精准医疗和数字健康基础设施，以改善公共卫生状况。
   
• 阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）和费萨尔国王专科医院正在引领基因组科学和生物信息学领域的发展。沙特阿拉伯正积极推动国际合作，以培养本土专业人才并吸引国际生物技术企业。
   
• 总体而言，凭借对研发、教育和基础设施投资的持续重视，沙特阿拉伯有望成为中东地区计算生物学和生命科学创新的中心。
   

计算生物学市场份额

Thermo Fisher Scientific、Illumina Inc.、QIAGEN、BIO-RAD Laboratories 和 Dassault Systèmes 等市场领先企业在该行业占据重要地位。这些企业通过将强大的产品组合、监管许可、持续创新以及与行业主要利益相关方建立的合作关系相结合，巩固其关键地位。
 

该市场竞争激烈且以创新为驱动，既有成熟的生命科学企业，也有专业的生物信息学公司。Thermo Fisher Scientific、Illumina、BIO-RAD Laboratories 和 QIAGEN 等企业利用一体化平台、收购和全球布局推动业务扩张。这些企业投资于人工智能、云端处理和多组学，以改进药物发现方法并支持精准医疗。
 

该市场的新兴企业包括 Schrödinger 和 Certara 等，它们专注于为制药研发的特定环节提供更先进的建模和生物模拟方法。机器学习领域的竞争日趋激烈，一些规模较小的初创企业利用平台展开竞争，力求领先同行，更快、更准确地获取生物学信息。
 

计算生物学市场企业

全球计算生物学行业的部分知名企业包括：

• aganitha
• Atomwise
• Benevolent AI
• BIODIGITAL
• BIO-RAD
• cadence
• CERTARA
• compugen
• DASSAULT SYSTEMES
• deep genomics
• DNAnexus
• fios GENOMICS
• Genedata (Danaher)
• GINKGO
• Illumina
• instem
• QIAGEN
• Schrödinger
• strand
• Thermo Fisher SCIENTIFIC
   
• Thermo Fisher Scientific

2024年，Thermo Fisher Scientific 在计算生物学市场处于领先地位，市场份额约为16%。Thermo Fisher 致力于整合生命科学价值链的端到端环节，将研发、制造、诊断和临床服务融为一体。其战略着重于积极开展并购、推动数字化转型和人工智能驱动的创新，以加快药物开发和精准医疗进程。该公司还投资于可持续发展和全球扩张，以巩固其关键地位。
 

• Illumina Inc.

Illumina正将业务拓展至测序以外的多组学和AI驱动的数据解读领域。该公司新设立的部门BioInsight面向制药企业开展合作，利用大规模组学数据集进行药物发现。公司正拓展蛋白质组学（例如收购SomaLogic）、推动临床应用，并促进单细胞和人群规模基因组学领域的创新。
 

• QIAGEN

QIAGEN的战略以“从样本到洞察”模式为核心，提供一体化的分子诊断和生命科学工具。公司聚焦QIAstat-Dx等高速增长平台，同时拓展伴随诊断和自动化解决方案。战略性并购、新兴市场渗透和运营效率是公司增长计划的关键支柱。
 

计算生物学行业新闻：

• 2025年6月，Illumina, Inc.宣布已与Standard BioTools达成最终协议，收购SomaLogic。这一进展将增强Illumina在不断增长的蛋白质组学市场中的影响力，并有助于提升公司在行业中的地位。
   
• 2024年12月，QIAGEN宣布推出Ingenuity Pathway Analysis (IPA) Interpret，这项新功能旨在简化复杂生物学数据的解读流程并提高其效率。这一进展使公司能够通过持续改进和更新来丰富服务内容并提升用户体验。
   
• 2024年11月，NVIDIA宣布推出开源平台NVIDIA BioNeMo Framework，以推动药物发现并加快分子设计。该平台致力于加快数字生物学的发展，并推动其在行业内不同利益相关方中的规模化应用。
   

全球计算生物学市场研究报告深入涵盖该行业，提供2021—2034年收入估算和预测（单位：百万美元），涵盖以下细分市场：

按工具划分的市场

• 分析软件和服务
• 数据库
• 硬件

按应用划分的市场

• 细胞与生物学模拟
  • 计算基因组学
  • 计算蛋白质组学   
  • 药物基因组学
  • 其他模拟
• 药物发现与疾病建模
  • 靶点识别
  • 靶点验证
  • 先导化合物发现
  • 先导化合物优化
• 临床前药物开发
  • 药代动力学
  • 药效学
• 临床试验
  • Ⅰ期
  • Ⅱ期
  • Ⅲ期
  • Ⅳ期
• 人体模拟软件

按服务方式划分的市场

• 合同服务
• 内部服务

按最终用途划分的市场

• 商业用途
• 学术与研究

以上信息涵盖以下地区和国家：

• 北美
  • 美国
  • 加拿大
• 欧洲
  • 德国
  • 英国
  • 法国
  • 西班牙
  • 意大利
  • 荷兰
• 亚太地区
  • 中国
  • 日本
  • 印度
  • 澳大利亚
  • 韩国
• 拉丁美洲
  • 巴西
  • 墨西哥
  • 阿根廷