北美计算生物学市场 尺寸和份额 2025 - 2034

北美计算生物学市场规模

根据 Global Market Insights Inc. 发布的最新报告，2024年北美计算生物学市场规模估计为34亿美元。预计市场规模将从2025年的38亿美元增至2034年的102亿美元，预测期内的复合年增长率（CAGR）为11.8%。临床试验中计算设计方案的应用日益广泛、药物开发成本上升且时间受限、药物发现与开发的发展、生物信息学和数据科学的进步，以及政府政策的支持，都是推动计算生物学市场增长的主要因素。
 

多组学研究的拓展、个性化医疗需求的增长，以及计算工具在临床试验和疾病建模中的应用，都是推动市场增长的主要因素。Thermo Fisher Scientific、Illumina Inc.、QIAGEN、BIO-RAD Laboratories 和 Dassault Systèmes 等主要企业主导着该市场。这些企业正重点发展人工智能驱动的平台、多组学数据整合、可扩展的云原生解决方案及合作伙伴关系，以加速药物发现、改进预测建模并促进个性化医疗。
 

市场规模从2021年的18亿美元增至2023年的29亿美元。疫情凸显了快速开展基因组评估的重要性，这有助于实时追踪病毒并开发疫苗。自COVID-19疫情以来，基因组监测、突变追踪和疫苗开发领域的计算生物学方法持续发展并获得投资，推动了公共卫生和制药领域的增长。
 

此外，人工智能和机器学习也正通过预测建模、模式识别和数据分析自动化，改变计算生物学领域。因此，运用这些技术有助于研究人员提高生物模拟和药物开发流程的准确性与速度。
 

传统药物开发流程耗时且成本高昂。例如，根据已发布的数据，一种新药从研发到上市平均需要约10至15年，开发成本最高可达26亿美元。这一难题催生了对计算生物学工具的需求，这些工具能够促进研发工作、减少反复试错，并在产品开发周期早期识别最有希望的候选药物。这些工具常用于构建生物系统模型、模拟药物相互作用和分析组学数据，从而大幅减少实验室实验并降低临床试验失败率。
 

此外，学术机构、行业企业和政府机构之间的合作预计将进一步推动行业增长。这些合作整合学术研究专长、行业资源和政府支持，从而促进创新。学术机构带来新发现，企业提供资金和商业化渠道，政府机构则提供监管指导和基础设施。通过整合各方的知识与资源，这些机构推动计算生物学工具的发展，促进转化研究，并帮助科学创新在医疗保健和制药领域实现实际应用，从而推动市场增长。
 

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药物研发的重要组成部分。
 

北美计算生物学市场趋势

注重实时基因组监测、生物学领域数字孪生技术的日益普及，以及云端生物信息学平台的兴起，是影响该地区市场增长的主要趋势。
 

• 随着云计算的发展，计算生物学领域正迅速变化。云计算为研究人员和企业提供可扩展、安全且经济高效的基础设施，用于分析和存储数据。研究人员和企业可以远程使用先进的生物信息学工具，借助大型数据集开展跨机构合作，同时无需在实体基础设施上投入巨资。这一趋势体现出重大创新，有助于提升研究进展并降低成本门槛。
   
• 此外，生物系统数字孪生技术开始在药物开发、疾病建模及该领域的其他应用中崭露头角。借助这些技术，研究人员无需进行成本高昂的实体实验或收集实证数据，即可检验假设、预测结果并优化疗法。
   
• 此外，实时基因组监测对于追踪传染病和新出现的变异株至关重要。计算生物学技术支持快速测序、突变分析和国际范围内的数据共享。这一趋势在COVID-19疫情期间得到加速发展，如今已成为大多数常规公共卫生工作和全球疾病监测的标准组成部分。
   

北美计算生物学市场分析

了解关键趋势

下载免费 PDF

2021年，市场规模为18亿美元，2022年增至23亿美元，到2023年达到29亿美元。先进计算平台和创新解决方案的日益普及，对推动行业增长发挥着重要作用。
 

按工具划分，北美计算生物学市场可分为分析软件与服务、数据库和硬件。2024年，分析软件与服务细分市场占据领先份额，达到43.4%。组学数据量不断增加、对先进建模工具的需求上升，以及人工智能驱动的洞察在药物发现和精准医疗中的应用日益广泛，共同推动了对分析软件与服务的需求。预计该细分市场到2034年将超过46亿美元，预测期内的复合年增长率（CAGR）为12.2%。
 

• 随着生物数据日益复杂且生成量巨大，软件与服务细分市场在处理这些数据方面势头强劲。研究人员和制药企业希望借助更先进的分析工具，更快地解读临床、基因组和蛋白质组数据。
   
• 这些工具将帮助研究人员更快地验证假设、开发预测模型并有效地可视化数据，而这些都是药物开发和个性化医疗的关键环节。
   
• 此外，市场对用户友好型界面、兼容云计算的解决方案以及具备人工智能功能的软件需求旺盛，这推动了学术界、医疗保健和生物技术领域的创新与应用。
   
• 此外，数据库细分市场在2024年位居第二，估值为12亿美元。生物数据库日益发展，使研究人员和企业能够在一个中央数据存储库中存储和整理大量且类型各异的基因组、蛋白质组和临床数据。
   
• 生物数据库支持互操作、数据共享和实时信息访问，从而促进协作研究、监管申报以及数据驱动的医疗保健解决方案。
   
• 2024年，硬件细分市场的估值为7.03亿美元。对高性能计算（HPC）硬件的需求不断增长，以支持复杂生物模拟、大规模基因组测序项目以及基于人工智能的分析处理。
   
• 此外，随着数据生成量增加，市场需要可扩展且高效的计算硬件基础设施，包括GPU、云服务器以及云计算和存储基础设施，以支持实时分析，并提升研究和临床项目的计算工作流程。
   

按应用划分，北美计算生物学市场可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领先份额，2024年估值为12亿美元。
 

• 细胞与生物学模拟细分市场受强劲需求驱动，其能够通过计算机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，模拟对于理解疾病过程、药物相互作用以及预测细胞反应具有极高价值。随着系统生物学和个性化医疗的发展，越来越多的研究人员和制药公司希望应用模拟工具，加快发现进程、优化治疗方案，并通过促进疾病的临床前建模降低临床开发成本。
   
• 预计药物发现与疾病建模细分市场将在预测期内以12.2%的复合年增长率实现更快增长。由于制药公司正在寻求更快速、更具成本效益的方法来识别候选药物，该细分市场正以强劲的速度增长。
   
• 在计算生物学中，可运用虚拟筛选、靶点识别和先导化合物优化，减少实际开展早期药物发现研发所需的时间和资源。
   
• 疾病建模还可结合人工智能和多组学数据，模拟疾病发展及治疗反应，对精准医疗计划尤其重要。
   
• 此外，临床前药物开发细分市场在2024年的估值为5.009亿美元。计算生物学正日益用于在实际患者研究之前或开展此类研究之前，模拟候选药物的药代动力学、药效学和毒性特征。
   
• 这些工具能够预测药物在生物系统中的反应，有助于减少临床前药理学研究中动物模型的使用，并提高候选药物进入临床试验阶段的可能性。
   
• 此外，预计临床试验细分市场将实现显著增长，到2034年达到12亿美元。计算生物学工具有助于模拟生物反应、改进临床试验设计，并更高效地分析患者数据。这些做法能够降低临床试验成本、提高精准度并简化监管审批流程。
   

按服务类型划分，北美计算生物学市场分为合同服务和内部服务。受成本效益高、能够获取先进工具和专业知识等优势推动，合同服务细分市场在2024年占据56.8%的大部分市场份额。
 

• 随着制药和生物技术公司转向合同研究组织（CRO）以及专注于计算生物学的机构，合同服务的需求显著增长。这种模式能够帮助企业节省成本、获得先进技术和专业人才，同时避免在内部建设相关能力所需的管理开销。
   
• 合同研究组织积极推动计算生物学模型和工具的采用，因为这些方案能够带来多项优势，例如缩短项目完成时间、具备可扩展性和灵活性，而这些优势往往对中小型机构尤为重要。
   
• 此外，随着药物研发日趋复杂、数据驱动特征日益突出且耗时不断增加，计算生物学被视为促进创新、减轻运营负担的更优策略。
   
• 内部服务细分市场在2024年的估值为14亿美元。对于制药公司或学术机构而言，内部计算生物学服务不可或缺，尤其是在机构希望全面掌控专有数据和/或相关能力时。机构采用计算生物学服务，以维护数据安全和知识产权所有权，并为未来的研究与开发活动提供支持。
   
• 此外，尽管内部服务的成本可能高出许多，但它能与现有工作流程、电子病历系统等实现更高程度的灵活性和互操作性。
   

按最终用途划分，北美计算生物学市场分为商业领域和学术与研究领域。由于此类工具和解决方案主要在工业环境中的应用日益广泛，商业领域在2024年占据了58.8%的市场份额。
 

• 越来越多的制药、生物技术和医疗保健公司开始大规模采用计算生物学。这些公司利用先进的建模、模拟和分析技术加快药物发现、降低研发支出，并更高效地开发个性化疗法。
   
• 此外，随着企业寻求获得竞争优势、加快药物上市速度并减少监管审批障碍，计算生物学的需求也随之增长。
   
• 学术与研究领域在2024年的估值为14亿美元。学术和研究领域对计算生物学解决方案的需求，主要由基因组学、系统生物学和分子建模的进步所推动。为处理复杂的生物数据分析、模拟生物过程并分享可重复的研究结果，大学和研究机构依赖先进的软件应用。
   
• 此外，融合生物学、计算机科学和数据科学研究的跨学科研究也在不断增加，进一步推动了需求增长。同时，政府和私人对生命科学研究的资助增加，促使更多科学家在学术研究中使用计算平台和应用程序。
   

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

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。2023年市场规模为27亿美元，2024年增至32亿美元。通过整合先进工具和框架来加快药物开发流程，受到业界的高度重视，预计将推动市场增长。
 

• 凭借强大的生物技术生态系统、领先的研发能力以及公私合作，美国已成为计算生物学领域的领跑者。
   
• 许多大型制药和科技企业正在大力投资具有重要影响的领域，包括基于人工智能的药物开发、基因组学和精准医疗。研究机构和国家实验室也发挥着重要作用，在推进算法、数据和生物建模方面作出关键贡献。
   
• 此外，美国拥有有利的监管环境，日益支持数字健康技术的发展。人才济济的劳动力队伍、先进的基础设施和创新文化等因素，预计将推动该国增长并巩固其行业领先地位。
   

2024年，加拿大在北美计算生物学市场中占据相当大的份额，市场规模为1.952亿美元。
 

• 得益于卓越的学术研究环境、政府项目的支持以及生命科学产业的持续发展，加拿大对计算生物学解决方案的需求不断增长。
   
• 各大学和研究机构已开始采用生物信息学工具，推动基因组学、蛋白质组学和系统生物学领域的重要进展。
   
• 该国日益重视精准医疗和公共卫生，也推动了计算平台在疾病建模和治疗药物开发中的应用。
   
• 此外，加拿大机构与全球生物技术企业的合作日益增多，以推动创新，从而使计算生物学成为加拿大生命科学生态系统的重要组成部分。
   

北美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。这些企业通过强大的产品组合、监管审批、持续创新以及与行业关键利益相关方建立合作关系，巩固其核心地位。
 

北美计算生物学市场竞争激烈，参与者包括成熟的生物技术企业、新兴初创公司、学术机构和科技企业。该领域的创新者专注于人工智能优化的药物发现、多组学整合以及基于云的生物信息学平台。
 

此外，许多企业正与大学和医疗卫生系统建立战略合作，以加快研究和商业化进程。开源软件和专有软件均得到应用，为用户提供了灵活性和可扩展性。
 

此外，包括Schrödinger和Certara在内的新兴企业也在加快发展并进入这一市场，在制药研发过程中提供更先进的建模和生物模拟方法。
 

北美计算生物学市场企业

北美计算生物学行业的部分知名企业包括：

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

2024年，Thermo Fisher Scientific以约12%的市场份额在北美计算生物学市场占据领先地位。该公司专注于整合生命科学价值链的各个环节，将研发、制造、诊断和临床服务融为一体。其战略重点是积极开展并购、推动数字化转型并促进人工智能驱动的创新，以加快药物开发和精准医疗的发展。该公司还大力投资可持续发展和区域扩张，以保持其重要地位。
 

• Illumina Inc.

Illumina正将业务从测序拓展至多组学和人工智能驱动的数据解读。该公司新设立的BioInsight部门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。该公司正拓展蛋白质组学业务（例如收购SomaLogic），推动临床应用，并促进单细胞和群体规模基因组学领域的创新。
 

• QIAGEN

QIAGEN的战略以其“从样本到洞察”模式为核心，提供集成的分子诊断和生命科学工具。该公司专注于高增长平台，同时拓展伴随诊断和自动化解决方案。战略性并购、区域市场渗透和运营效率是公司增长计划的关键支柱。
 

北美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，并有助于提升该公司的行业地位。
   
• 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数据的解读流程并提高其效率。这一进展使公司能够持续改进服务并更新产品，从而提升服务水平和用户体验。
   
• 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。该平台致力于加速数字生物学的发展，并扩大其在行业内不同利益相关方中的应用规模。
   
• 2024年4月，微生物组科学公司Seed Health推出CODA平台。该平台由Human Phenotype Project提供支持，后者是一个综合性多组学数据集。CODA是一个计算生物学平台，用于发现和开发下一代精准益生菌及微生物组靶向干预措施。预计这一产品发布将进一步提升该公司的行业地位。
   

北美计算生物学市场研究报告深入涵盖该行业，并对以下细分市场2021—2034年的收入（百万美元）进行估算和预测：

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

• 商业领域
• 学术与研究

以上信息涵盖以下国家：

• 美国
• 加拿大