计算生物学市场——按工具、应用、服务和最终用途划分——全球预测，2025-2034年

计算生物学市场规模

全球计算生物学市场在2024年估计为71亿美元。市场预计将从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为12.3%，根据Global Market Insights Inc.最新发布的报告。市场增长受益于使用计算设计的临床试验活动增加、药物研发成本和时间压力上升、生物信息学和数据科学的持续进步以及政府政策支持等因素。
 

组学数据和生物信息学研究量的增加、持续创新和AI工具的采用以及临床试验数量的增长等是推动市场增长的关键因素。Thermo Fisher Scientific、Illumina Inc.、QIAGEN、BIO-RAD实验室和Dassault Systèmes等是市场上的主要参与者。这些公司主要专注于产品/服务创新、扩大其产品线以及在不同框架和平台中整合先进技术以提高效率。
 

市场规模从2021年的38亿美元增长至2023年的60亿美元。全球各国政府开始认识到计算生物学在医疗保健和环境科学领域的变化格局。他们通过资金倡议、公私合作伙伴关系和监管支持等方式推动基因组学、生物信息学和个性化医疗的创新。美国、英国和印度等国家的国家基因组计划产生大规模数据并支持基础设施发展。这使得数字健康工具和AI诊断的监管通道更加顺畅，使公司能够更快速地将产品推向市场。此外，支持性政策倡议降低了市场准入门槛，增加了对研发的投资，并鼓励初创企业和大型成熟公司扩大其基于计算生物学的解决方案。
 

传统药物研发是一个漫长（通常超过10年）且昂贵的过程，这导致对计算生物学工具的需求增加，以提高和简化研发，减少试错，并更早识别出具有药物有效性和安全性的候选物。计算生物学可用于生物系统模拟、药物相互作用建模和/或组学数据分析，最终减少实验室实验时间和后续临床试验的失败。制药公司面临越来越大的压力，需要以更快的速度和更低的成本交付治疗方案，从而推动行业增长。
 

临床试验正在通过计算生物学的应用发生变革，提供新的试验设计、患者分层和生物标志物发现。例如，截至2025年5月，美国有约22,985项正在招募患者的临床试验。使用模拟和预测分析的适应性试验模型将允许研究人员在实时情况下修改试验方案，以提高成功的可能性并降低成本。计算工具可用于识别最佳剂量、预测不良结果，甚至在进行实际研究之前在伦理约束下模拟试验。这一范式转变将在精准医学领域具有日益重要的价值，因为专门的患者数据可以指导其参与试验招募，并为护理或治疗策略的修改提供依据。
 

计算生物学是一个跨学科领域，结合了算法、数据分析和/或高性能计算，应用于生物系统建模、复杂生物数据分析（基因组学、蛋白质组学）以及加速药物发现、疾病建模和个性化医疗。该领域是现代生命科学和制药研发的重要组成部分。

计算生物学市场趋势

多种趋势预计将在分析期间内塑造计算生物学行业的增长。首先，人工智能和机器学习的使用正在改变数据分析方式，为基因组学、药物发现和疾病建模提供更快、更准确的预测。这些方法正在改变传统的研发时间和成本。
 

• 其次，随着基因组学、蛋白质组学和代谢组学等组学数据的生成能力不断提升，对可扩展的计算平台以管理和解释复杂生物数据集的需求显著增加。
   
• 此外，个性化医疗的发展导致对患者特定建模和模拟工具的需求增加，以实现个性化治疗。
   
• 此外，云计算的采用正在增强数据访问和研究机构及全球制药公司之间的协作。监管机构也越来越愿意支持计算方法在临床试验中的应用，促进更创新的试验设计和生物标志物验证。
   
• 最后，可穿戴健康设备的使用频率增加，为整合实时数据开辟了新机遇，从而为计算模型提供更多信息。总体而言，所有这些因素都能加速科学发现，并以多种方式改变开发、评估和交付医疗解决方案的视角。因此，计算生物学是下一代生物医学创新的基础。
   

计算生物学市场分析

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2021年，该市场价值为38亿美元，2022年增长至49亿美元，2023年达到60亿美元。对先进计算平台和框架的偏好增加以及创新解决方案的整合是推动行业增长的关键因素之一。
 

按工具类型划分，全球计算生物学市场分为分析软件和服务、数据库和硬件。2024年，分析软件和服务细分市场占据41.7%的主导份额。由于组学数据激增、先进建模工具需求以及精准医疗中对AI驱动洞察的依赖增加，分析软件和服务的需求正在迅速增长。该细分市场预计将在2034年超过98亿美元，预测期内复合年增长率为12.8%。
 

• 分析工具和服务的销售正在显著增加，原因包括组学数据的快速增长、建模工具需求的增加以及AI和机器学习在药物发现中的引入。
   
• 这些分析工具和服务提供更快、更准确的生物学知识，这对于制药研发、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，价值为26亿美元。由于研究人员和公司需要一个集中、有组织的数据存储，以存储大量的基因组、蛋白质组和临床数据，对生物数据库的需求正在迅速增加。
   
• 这些生物数据库使得互操作性、数据共享和实时访问成为可能，这些对于协作研究、监管提交和基于数据的医疗解决方案至关重要。
   
• 2024年，硬件细分市场规模达16亿美元。高性能计算（HPC）硬件需求不断增长，以支持复杂生物模拟、大规模基因组测序和基于AI的分析处理。
   
• 此外，随着数据生成量的增加，可扩展且高效的计算硬件基础设施变得至关重要，包括GPU、云服务器和存储系统，以实现实时分析并加速研究和临床用途的计算工作流。
   

按应用类型划分，全球计算生物学市场分为细胞与生物模拟、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主导地位，2024年市场规模达25亿美元。
 

• 细胞与生物模拟市场需求旺盛，原因在于其能够在体外模拟复杂生物过程，从而减少昂贵且耗时的实验室实验需求。
   
• 此外，模拟对于理解疾病过程、药物相互作用以及预测细胞反应至关重要。随着系统生物学和个性化医疗的发展，研究人员和制药公司对模拟工具的兴趣日益增加，以加快发现速度、优化治疗策略，并通过改进临床前建模降低高昂的临床开发成本。
   
• 药物发现与疾病建模细分市场预计在预测期内以12.8%的复合年增长率增长。该市场增长强劲，因为制药公司正在寻求更快速、更经济的方法来识别药物候选物。
   
• 通过计算生物学进行虚拟筛选、靶点识别和候选优化可减少早期药物发现研发阶段的时间和资源投入。利用AI和多组学数据进行疾病建模可模拟疾病进展和治疗反应，这对于精准医疗倡议尤为相关。这一趋势也受到研究复杂疾病和缩短药物开发周期需求的推动。
   
• 此外，2024年临床前药物开发细分市场规模达11亿美元，并逐步利用计算生物学模拟候选药物的药代动力学、药效动力学和毒性特征，在临床试验前进行测试。这些工具可预测药物在生物系统中的作用，并可能减少临床前药理学研究中动物模型的使用，从而提高进入临床试验的机会。
   

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。2024年，合同服务细分市场占据54.9%的市场份额，原因包括成本效益、获取先进工具和专业知识等优势。
 

• 制药和生物技术公司对合同服务需求强劲，因为它们正在转向专门从事计算生物学的合同研究组织（CRO）。这种模式使公司能够实现成本效率，并获取先进技术和专业人才，同时避免内部开发基础设施的开销。
   
• 合同组织推广计算生物学，因为它提供了项目执行速度、可扩展性和灵活性等优势，这对于中小型公司尤其重要。


• 随着生物信息学变得越来越复杂、数据密集和耗时，支持创新并减轻运营负担被视为一种战略选择。
   
• 2024年，内部服务市场规模达32亿美元。制药公司和学术机构内部的计算生物学服务在组织希望完全掌控专有数据和工作流程时仍不可或缺。组织投资计算生物学服务以保障数据安全和知识产权，并为长期研发提供支持。
   
• 内部服务通常成本更高，但能提供更大的适应性和与现有工作流程、电子病历系统等的兼容性。
   

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按终端用途划分，计算生物学市场分为商业和学术与研究两类。2024年，商业领域占据57.6%的市场份额，主要由于工业环境中此类工具和解决方案的采用率不断提高。
 

• 商业领域正在工业规模上采用计算生物学，特别是制药、生物技术和医疗保健公司利用先进的建模、模拟和数据推动药物发现，缩短研发时间和成本，或更快实现个性化治疗。
   
• 此外，竞争优势、缩短上市时间（TTM）和监管审批的需求持续推动该领域的需求增长。
   
• 2024年，学术与研究领域市场规模达30亿美元。学术机构和研究组织利用计算生物学研究基本生物过程、新方法或为科学创新做出贡献。
   
• 这一领域通常得到政府和私人资金的支持，是发展算法和培养专业人才以实施算法的重要实体，从而促进计算生物学整体生态系统的发展。
   

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• 北美地区被视为计算生物学的全球领导者，得益于先进的生物技术生态系统、强大的研究基础设施和公私合作。美国是该地区的主要国家，拥有热马菲舍科技、伊利诺伊大学等关键组织的总部。美国受益于广泛的联邦资金、学术机构的卓越研究以及全国范围内蓬勃发展的初创生态系统，整合了人工智能、基因组学和个性化医疗等领域的努力。
   
• 此外，美国国家卫生研究院（NIH）的"All of Us"研究计划以及电子健康记录使用率的提高，导致数据的大量生成和整合。
   
• 此外，加拿大通过关注伦理人工智能、基因组研究和集体创新空间，促进了计算生物学的发展。各国正在投资云计算、高性能基础设施和监管进展，以支持数字健康和计算工具。
   
• 北美地区专注于缩短药物研发周期，优化临床试验流程，并推动精准医学发展，确保其在未来可预见的时间内始终保持计算生物学创新和商业化的领先地位。
   

2021年和2022年，美国计算生物学市场的规模分别为17亿美元和22亿美元。2024年，市场规模从2023年的27亿美元增长至32亿美元。通过整合先进工具和框架，加速药物研发流程的显著重点预计将推动市场增长。
 

• 美国凭借其成熟的生物技术生态系统、先进的研发基础设施以及公私各方的深度合作，已确立其在计算生物学领域的领先地位。
   
• 领先的制药和科技公司正在大力投资AI驱动的药物研发、基因组学和精准医学领域。该国的学术机构和国家实验室继续为算法、数据分析和生物建模的发展做出开放且重要的贡献。
   
• 此外，该国还受益于一个日益适应数字健康发展的成熟监管环境。
   
• 此外，美国将继续在计算生物学领域保持领先地位，凭借其强大的劳动力、先进的基础设施和持续的创新。
   
• 特别是，在肿瘤学研究、罕见病研究以及传染病建模等各种应用中，对基于云计算的分析平台和模拟软件的需求日益增长。
   

欧洲计算生物学市场

2024年，欧洲市场占据了相当大的份额，市场规模达20亿美元。
 

• 由于英国、法国、德国、瑞士和荷兰等国家，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领域的研究处于前沿地位，得到了如Genomics England和NHS“数字化健康服务”愿景等倡议的支持。
   
• 法国和瑞士以在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。荷兰也因其数据驱动的医疗保健创新而广受认可。
   
• 此外，欧盟的Horizon Europe计划代表了对生物信息学、系统生物学和医疗保健及生命科学领域的人工智能应用的多国研究的重大投资。在英国和整个欧洲范围内，研究者、大学、研究机构、生物技术公司和医院之间的合作网络，创造了一个充满活力的创新系统。
   

德国在欧洲计算生物学市场中占据了重要份额，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重要推动力，在系统生物学、生物信息学和精准医学方面具有特殊优势。强大的生命科学公司工业基础与世界领先的机构（如马克斯·普朗克学会和赫尔姆霍兹协会）的结合，为创新的计算建模技术和数据驱动的生命科学发展提供了肥沃的土壤。德国的生命科学和生物技术部门正在积极采用计算方法以改善药物发现和临床试验，并增强诊断能力。
   
• 此外，政府倡议支持创建数字健康和将AI研究与国家重点结合，再加上支持和促进欧盟内小型企业的倡议，进一步增强了生态系统。
   
• 最后，德国在学术机构、医疗和产业领域跨学科方法的重点关注，近几年催生了大量初创企业和政府资助的研究联盟。
   

亚太地区计算生物学市场

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。
 

• 市场增长最快的区域是亚太地区。这一增长主要受生物技术投资增加、医疗基础设施改善以及精准医学重点关注的推动。
   
• 中国、印度、日本、韩国和澳大利亚正在投资国家基因组计划、人工智能医疗倡议以及区域内不断增长的药物研发。由于该地区人口众多，产生了大量组学和临床数据，这为分析这些数据的先进计算方法和工具创造了需求。
   
• 此外，该地区通过优化学术机构和初创企业在生物信息学、药物发现和疾病建模领域的创新，利用其不断增长的经济来优化数字健康转型的方式。
   

中国计算生物学市场预计将以相当高的复合年增长率增长，在亚太市场中占据重要地位。
 

• 中国正在成为计算生物学领域的强国，得益于政府支持、基因组学领域的大量投资以及强大的生物技术产业。如精准医学战略和中国基因组计划等项目正在加速生物数据的生产，推动计算工具的采用增长。
   
• 中国科技公司和初创企业正在利用人工智能和机器学习服务进行药物发现和疾病建模。
   
• 学术机构和科研园区正在与制药公司建立合作伙伴关系，创建本土生物信息学平台。
   
• 此外，重点发展国内技术并实现生物技术创新自给自足的目标，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

巴西在分析期间展现出显著增长，领先拉丁美洲市场。
 

• 巴西是拉丁美洲计算生物学领域的新兴市场，得益于强大的学术研究社区和政府对生物技术的日益关注。巴西在基因组学领域取得了重大进展，特别是在农业生物技术和传染病研究方面。
   
• 如Fiocruz和EMBRAPA等机构已将计算工具纳入其基因组测序、流行病学建模和疫苗开发的研究中。
   
• 此外，私营部门仍处于发展阶段；然而，学术界与新兴生物技术初创企业社区之间的合作伙伴关系正在推动创新。
   
• 随着巴西继续现代化其医疗服务并保持关键研究地位，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稳步增加。
     

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经历显著增长。
 

• 沙特阿拉伯正在其2030愿景计划的一部分中逐步扩大计算生物学领域的影响力，该计划强调向生物技术和医疗等知识密集型领域多元化发展。
   
• 政府正在投资基因组研究、精准医学和数字健康基础设施，以提高公共卫生成果。
   
• 科威特科技大学（KAUST）和法伊萨尔专科医院正在领导基因组科学和生物信息学领域的努力。该国正在积极推动国际合作，以培养本地专业人才并吸引国际生物技术公司。
   
• 总体而言，通过持续关注研发、教育和基础设施投资，沙特阿拉伯有望成为中东计算生物学和生命科学创新的枢纽。
   

计算生物学市场份额

市场上领先的公司，如Thermo Fisher Scientific、Illumina Inc.、QIAGEN、BIO-RAD实验室和Dassault Systèmes等，在行业中占据重要地位。这些企业通过强大的产品组合、监管批准、持续创新以及与行业关键利益相关者的合作来保持其核心地位。
 

该市场竞争激烈且以创新为驱动，既有成熟的生命科学公司，也有专业的生物信息学公司。Thermo Fisher Scientific、Illumina、BIO-RAD实验室和QIAGEN等公司利用整合平台、收购和全球布局来推动扩张。这些公司投资于人工智能、云处理和多组学，以增强药物发现方法并支持精准医学。
 

该市场中的新兴公司，包括Schrödinger和Certara等，专注于为药物研发的特定方面提供更好的先进建模和生物模拟方法。在机器学习领域，新兴竞争正在加剧，较小的初创公司利用平台来竞争并保持领先地位，以获得更快、更准确的生物信息。
 

计算生物学市场公司

全球计算生物学行业中部分知名企业包括：

• 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

Thermo Fisher Scientific在计算生物学市场中占据领先地位，2024年市场份额约为16%。Thermo Fisher专注于生命科学价值链的端到端整合，结合研发、制造、诊断和临床服务。其战略强调积极的并购、数字化转型和人工智能驱动的创新，以加速药物开发和精准医学。该公司还投资于可持续发展和全球扩张，以保持其核心地位。
 

• Illumina Inc.

Illumina正在从测序转向多组学和人工智能驱动的数据解读。该公司的新部门BioInsight专注于通过大规模组学数据与制药公司合作进行药物发现。该公司正在扩展至蛋白组学（例如收购SomaLogic），增强临床应用，并推动单细胞和人口规模基因组学的创新。
 

• QIAGEN

QIAGEN的战略围绕其样本到洞察模型展开，提供整合的分子诊断和生命科学工具。该公司专注于高增长平台如QIAstat-Dx，同时扩展其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达成协议，收购SomaLogic。这一发展将增强Illumina在不断增长的蛋白质组学市场的影响力，并帮助公司提升行业地位。
   
• 2024年12月，QIAGEN宣布推出Ingenuity Pathway Analysis (IPA) Interpret新功能，旨在简化和加速复杂生物数据的解读。这一发展使公司能够增强服务能力，并通过持续改进和更新提升用户体验。
   
• 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速分子设计。该平台专注于加速和扩展数字生物学，以服务行业各类利益相关者。
   

全球计算生物学市场研究报告涵盖行业深度分析，包括2021-2034年按收入（百万美元）的估计和预测，以下是各细分市场：

按工具划分

• 分析软件和服务
• 数据库
• 硬件

按应用划分

• 细胞与生物模拟
  • 计算基因组学
  • 计算蛋白质组学   
  • 药物基因组学
  • 其他模拟
• 药物发现与疾病建模
  • 靶点识别
  • 靶点验证
  • 候选药物发现
  • 候选药物优化
• 临床前药物开发
  • 药代动力学
  • 药效动力学
• 临床试验
  • 第一期
  • 第二期
  • 第三期
  • 第四期
• 人体模拟软件

按服务划分

• 合同服务
• 内部服务

按终端用户划分

• 商业用途
• 学术与研究

上述信息适用于以下地区和国家：

• 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
• 中东及非洲
  • 南非
  • 沙特阿拉伯
  • 阿联酋