下载免费 PDF

美国计算生物学市场 尺寸和份额 2025 - 2034

报告 ID: GMI14982
   |
发布日期: October 2025
 | 
报告格式: PDF/Excel/仪表板/平台
了解我们的授权许可选项:

美国计算生物学市场规模

根据 Global Market Insights Inc. 发布的最新报告,2024年美国计算生物学市场规模为32亿美元。预计市场规模将从2025年的35亿美元增至2034年的95亿美元,预测期内的复合年增长率(CAGR)为11.7%。市场快速增长归因于医疗保健领域人工智能和机器学习的持续进步、基因组学和蛋白质组学研究的不断深入、药物发现与开发活动的增加,以及个性化和精准医疗应用的日益普及等因素。
 

美国计算生物学市场核心要点

2024年市场规模
32亿美元
2025年市场规模
35亿美元
2034年预测市场规模
95亿美元
复合年增长率(CAGR)(2025—2034年)
11.7%
区域市场主导地位
最大市场
南大西洋地区
增长最快的地区
太平洋中部地区
主要企业
  • 市场领导者:Thermo Fisher Scientific 位居领先地位,2024年市场份额超过 15.8%。

  • 领先企业:该市场的前五大企业包括 BIO-RAD, DASSAULT SYSTEMES, Illumina, QIAGEN, Schrödinger,2024年合计占据 48.2% 的市场份额。

主要市场驱动因素
  • 生物信息学和数据科学持续进步
  • 采用计算设计的临床试验活动日益增多
  • 药物开发成本上升及时间进度压力加大
机遇
  • 符合监管要求的人工智能验证解决方案
  • 实时可穿戴设备数据集成平台
挑战
  • 数据碎片化及管理不善
  • 数据隐私与安全合规要求
  • 专业人才短缺

计算生物学是一门跨学科科学,运用计算方法、软件算法和数学框架分析生物数据并从中提取有意义的信息。它对于理解基因组、蛋白质和细胞网络等复杂生物系统至关重要。该领域融合了生物学、计算机科学、数学和统计学,推动研究进展并促进医疗实践的发展。
 

美国计算生物学领域的主要企业包括 Thermo Fisher Scientific、BIO-RAD、DASSAULT SYSTEMES、Illumina、QIAGEN 和 Schrödinger。这些企业不仅通过持续创新产品和服务巩固市场地位,还凭借广泛的区域布局以及对研发计划的大量投入保持竞争优势。
 

市场规模从2021年的17亿美元增至2023年的27亿美元,历史增长率为25.1%。增长归因于基因组学和蛋白质组学领域对先进计算工具的采用日益增多、生物信息学和人工智能驱动研究投资不断增加、精准医疗计划不断拓展,以及美国对加快药物发现与开发流程的需求持续增长。
 

基因组学、蛋白质组学及其他组学研究的激增,推动了对计算生物学工具的需求。研究人员越来越依赖生物信息学软件和算法分析大型数据集,从而更快地识别生物标志物、疾病通路和潜在药物靶点。随着数据复杂性不断提高,预计这一趋势将进一步加快市场扩张。
 

此外,美国制药和生物技术企业正大力投资计算生物学,以简化研发流程。计算机模拟建模、分子对接和模拟等技术可以减少对成本高昂的实验室实验的依赖。识别候选药物和预测临床试验结果的效率因此提高,推动市场需求强劲增长。
 

此外,人工智能和机器学习与计算生物学的融合正在改变药物发现和疾病建模。这些技术能够更高效地预测蛋白质结构、模拟生物系统并识别候选疗法。由此带来的精准度提升和上市时间缩短,正推动制药和生物技术企业采用相关技术。
 

美国计算生物学市场趋势

美国计算生物学行业正呈现出若干显著趋势,推动其增长与发展。人工智能和深度学习在生物建模中的融合、云端生物信息学平台的扩展、多组学数据整合的兴起,以及学术界与产业界合作的增加等因素,共同推动了行业增长。
 

  • 人工智能技术和深度学习算法正逐步应用于蛋白质折叠预测、基因表达分析以及复杂生物系统模拟。因此,这一趋势体现为在药物发现、结构生物学和诊断领域的应用兼具准确性与效率。基于人工智能的自动化正逐渐应用于计算生物学工作流程的处理。
     
  • 云计算正在数据存储、共享和计算能力方面革新生物学研究。美国的机构和生物技术公司正逐步转向适用于大规模基因组数据分析和协作工作的云端平台。从传统模式转向数字化模式,能够实现可扩展性、实时访问,并以较低成本管理大量生物数据集。
     
  • 此外,美国高校、制药公司和计算生物学初创企业之间的合作正在加快创新步伐。联合研究项目和共享数据生态系统正在推动新算法和预测模型的开发。这一趋势正将理论生物学与药物发现和医疗保健领域的实际应用衔接起来,从而支持市场持续增长。
     

美国计算生物学市场分析

美国计算生物学市场,按工具划分,2021—2034年(十亿美元)
美国计算生物学市场,按工具划分,2021—2034年(十亿美元)

按工具类型划分,美国计算生物学市场分为分析软件和服务、数据库以及硬件。分析软件和服务细分市场凭借2024年45.4%的显著市场份额,确立了其市场主导地位,这得益于对先进数据分析工具的需求不断增长、人工智能驱动算法在生物建模中的集成,以及对云端平台进行大规模基因组和蛋白质组学数据解读的依赖日益加深。预计该细分市场到2034年将超过44亿美元,在预测期内的复合年增长率(CAGR)为11.9%。
 

另一方面,数据库细分市场预计将以12%的复合年增长率增长。该细分市场的增长得益于生物和组学数据量不断增加、研究协作中集中式数据存储库的采用率上升,以及基因组学和药物发现领域对高效数据管理与检索系统的需求日益增长。
 

  • 分析软件与服务细分市场继续占据主导地位。基因组学、蛋白质组学和转录组学数据呈指数级增长,推动了对高级分析软件和服务的旺盛需求。研究人员需要强大的计算工具,以高效处理和解读大型数据集。数据激增推动了软件解决方案和外包分析服务的应用。
     
  • 基于云的软件和软件即服务(SaaS)产品为数据分析提供了可扩展且经济高效的解决方案。美国的研究机构和企业倾向于采用这些模式,以实现远程协作、数据共享和按需获取计算能力。这一趋势加快了分析软件和服务提供商的发展。
     
  • 数据库细分市场在2024年的收入为11亿美元,预计从2025年至2034年将以12%的复合年增长率稳步扩张。该细分市场的增长主要源于大规模基因组学、蛋白质组学和多组学数据的产量不断增加,而这些数据需要得到妥善存储和管理。此外,对集中化、易于访问且具备互操作性的数据存储库的需求,是支持研究活动的主要因素,也促成了生物技术和制药公司之间的交叉许可。
     
  • 硬件细分市场在2024年贡献了可观的收入,预计在预测期内将以10.5%的复合年增长率增长。复杂生物模拟和大型数据集处理对高性能计算系统及专用实验室仪器的需求不断上升,推动了该细分市场的发展。此外,测序设备、成像设备和数据处理基础设施的进步,促进了硬件解决方案在研究和临床应用中的普及。
     

按应用划分,美国计算生物学市场可分为细胞与生物学模拟、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。细胞与生物学模拟细分市场在2024年占据主导地位,收入达11亿美元,预计在预测期内将以11.8%的复合年增长率增长。
 

  • 高性能计算资源日益普及,使研究人员能够以更快的速度和更高的精度模拟复杂的细胞过程。研究人员可以在计算机中模拟完整的生物系统,从而减少对高成本实验室实验的依赖。这一能力推动了学术界和产业界的应用。
     
  • 此外,细胞反应模拟使研究人员能够在临床试验前预测药物的疗效和毒性,从而减少传统体外和体内测试所需的时间、成本及相关风险。模拟平台的高效率推动了市场增长。
     
  • 药物发现与疾病建模细分市场在2024年创造了可观的收入,预计在预测期内将以12.1%的复合年增长率增长。多组学数据的使用日益广泛,有助于发现新的治疗靶点并理解复杂的疾病机制,这是推动药物发现与疾病建模发展的主要因素。此外,人工智能和机器学习的应用提升了预测准确性,使研究人员能够更快地发现潜在候选药物。
     
  • 临床前药物开发细分市场在2024年的收入为4.634亿美元,预计从2025年至2034年将以11.5%的复合年增长率稳步扩张。该细分市场的增长得益于对计算机模拟模型的需求不断上升,这些模型能够减少对动物试验的依赖并加快早期研究进程。此外,先进的生物信息学工具能够精确模拟药物行为和毒性,从而在临床试验前改进候选药物筛选。
     
  • 临床试验细分市场在2024年创造了可观的收入,预计在预测期内将以11.3%的复合年增长率增长。该细分市场的发展得益于预测分析在患者分层和优化试验设计中的应用,这有助于提高效率和成功率。此外,真实世界数据和生物标志物的整合支持制定更具针对性和适应性的研究方案。
     
  • 人体模拟软件细分市场在2024年创造了可观的收入,预计在预测期内将以8.4%的复合年增长率增长。对药物影响和疾病进展进行虚拟测试的需求推动了该细分市场的发展,这类测试能够减少对高成本体内实验的依赖。此外,通过模拟不同患者群体的反应,该软件还可助力个性化医疗。
     

按服务类型划分,美国计算生物学市场可分为合同服务和内部服务。合同服务细分市场在2024年占据主导地位,收入达19亿美元,预计在预测期内将以12%的复合年增长率增长。
 

  • 制药和生物技术公司正将计算生物学工作外包给合同服务提供商,以降低基础设施和人员成本。这种做法使公司能够将内部资源集中于核心研究,同时借助外部专业力量。
     
  • 此外,合同服务提供商有助于应用先进的计算生物学技术,包括分子建模、系统生物学模拟和多组学数据分析。公司通常依靠这些专家获取自身欠缺的专业技能或软件,从而推动外包服务需求增长。  
     
  • 内部服务细分市场在2024年创造了可观的收入,预计在预测期内将以11.2%的复合年增长率增长。这得益于越来越多的组织倾向于采用安全、可定制且集成化的计算生物学解决方案,以简化研究工作流程并保护敏感数据。
     
美国计算生物学市场,按最终用途划分(2024年)
美国计算生物学市场,按最终用途划分(2024年)

按最终用途划分,美国计算生物学市场分为商业领域和学术与研究领域。2024年,商业领域占据市场主导地位,收入份额为62.2%;预计在预测期内将达到63亿美元。
 

  • 商业软件和平台提供可直接使用的数据分析、模拟和建模工具。它们易于部署且对初始设置的要求较低,因而受到生物技术初创企业、学术实验室和制药公司的青睐,推动市场增长。
     
  • 此外,商业解决方案能够快速处理大型生物数据集,例如基因组或蛋白质组数据。高通量处理能力可节省时间并减少人工工作,使这些平台在研究和商业应用中更具吸引力。
     
  • 2024年,学术与研究领域的收入为12亿美元;预计2025年至2034年将以10.5%的复合年增长率(CAGR)稳步扩张。该细分市场的增长得益于大学和研究机构在基因组学、蛋白质组学和系统生物学研究中日益广泛地使用生物信息学和计算工具。此外,跨学科研究经费增加以及高性能计算资源的普及,也推动了这些工具在学术领域的应用。
     
南大西洋计算生物学市场,2021—2034年(百万美元)
南大西洋计算生物学市场,2021—2034年(百万美元)

南大西洋地区计算生物学市场

2024年,南大西洋地区在美国计算生物学市场中占据主导地位,市场份额最高,达到20.8%。
 

  • 南大西洋地区汇聚了知名大学、研究型医院和生物技术中心,北卡罗来纳州、马里兰州和佐治亚州等地均有分布。学术和临床研究机构的高度集中,带动了基因组学、蛋白质组学和药物发现项目对计算生物学工具和服务的需求。
     
  • 多家领先的生物技术和制药企业在南大西洋各州设有研发设施。这些企业的进驻增加了对计算生物学平台和合同服务的投资,推动该地区在建模、模拟和数据分析领域实现增长与创新。
     
  • 此外,南大西洋地区各州政府通过拨款、税收优惠和创新计划吸引生物技术企业,并支持研究项目。这些政策降低了运营成本,鼓励对计算生物学基础设施和服务进行投资。
     

美国东北部计算生物学市场

2024年,美国东北部计算生物学市场规模为5.396亿美元,预计在预测期内将实现可观增长。
 

  • 该地区受益于雄厚的风险投资、私募股权投资以及政府资金,这些资金均投向生命科学和计算生物学初创企业。充足的资金使机构能够投资于尖端平台、先进建模软件和合同研究合作,加快计算生物学解决方案的应用。
     
  • 此外,东北部的大学、医院和生物技术企业之间形成了浓厚的合作氛围。合作项目通常涉及共享计算资源、高性能计算,以及软件和模拟模型的联合开发。这种相互关联的生态系统推动了商业平台和合同服务的市场增长。
     

太平洋中部计算生物学市场

预计在分析期内,太平洋中部计算生物学市场将以12.8%的最高复合年增长率增长。
 

  • 太平洋中部的顶尖大学和研究机构产生大量生物和临床数据。计算生物学工具和合同服务对于处理、分析和解读这些数据集至关重要。这些学术研究成果推动了区域需求,并促进了与行业企业的合作。
     
  • 生物技术公司、学术机构和合同研究组织之间频繁开展合作,为研究与开发营造了协作生态系统。这些合作网络推动了商业平台、先进模拟软件和专业服务的采用,进一步巩固了该地区在计算生物学领域的领先地位。
     

美国计算生物学市场份额

该市场竞争激烈,参与者包括全球生命科学公司、专业软件供应商和创新型生物技术初创企业。各公司正通过战略合作、并购和技术合作伙伴关系来拓展产品组合、增强市场影响力。人工智能驱动的分析、多组学整合和高性能模拟平台不断创新,进一步加剧了竞争;这些技术对于药物发现、精准医疗和转化研究至关重要。
 

主要企业包括Thermo Fisher Scientific、BIO-RAD、DASSAULT SYSTEMES、Illumina、QIAGEN和Schrödinger,合计占总市场份额的48.2%。这些领先企业利用先进的软件解决方案、云平台和合同研究服务来保持主导地位,同时不断提升技术能力。它们对研发的高度重视、广泛的客户群和战略合作伙伴关系,使其能够在快速发展的市场中保持竞争优势。
 

此外,规模较小的新兴企业正在推动多个细分领域的创新,包括细胞和生物模拟、基于人工智能的预测建模以及多组学数据分析。这些企业通常与学术机构和研究医院合作开发专业解决方案,从而加剧市场分散和竞争压力。总体而言,该市场呈现出技术快速演进、战略联盟不断建立以及计算生物学能力持续投入的特点。
 

美国计算生物学市场企业

在美国计算生物学行业运营的知名企业包括:

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

2024年,Thermo Fisher Scientific在美国计算生物学市场处于领先地位,市场份额约为~15.8%。Thermo Fisher提供涵盖实验室仪器、试剂和软件的端到端产品组合,实现实验与计算工作流程的无缝整合。该公司在基因组学、蛋白质组学和生物信息学领域实力雄厚,可为研究和临床应用提供可扩展的解决方案。
 

  • Illumina

Illumina 以其高通量测序技术和强大的生物信息学平台而闻名,可实现快速、精准的基因组分析。其在测序和数据解读方面持续创新,使其成为精准医疗和计算基因组学领域的领导者。
 

  • QIAGEN

QIAGEN 提供全面的生物信息学和分子生物学解决方案,包括数据分析软件和样本制备试剂盒。其在多组学数据整合和转化研究方面的专业能力,有助于推动药物发现、诊断和个性化医疗项目的高效开展。
 

美国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。此举将增强 Illumina 在不断增长的蛋白质组学市场中的布局,并有助于提升其行业影响力。
     
  • 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效率。通过持续改进和更新,这一进展使公司能够丰富服务内容并改善用户体验。
     
  • 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,并扩大其在行业内不同利益相关方中的应用规模。
     

美国计算生物学市场研究报告对该行业进行了深入分析,提供2021—2034年收入估算和预测,单位为百万美元,涵盖以下细分市场:

市场,按工具划分

  • 分析软件和服务
  • 数据库
  • 硬件

市场,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
    • 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

市场,按服务模式划分

  • 合同服务
  • 内部服务

市场,按最终用途划分

  • 商业领域
  • 学术与研究

以上信息涵盖以下地区:

  • 东北中部地区
  • 西南中部地区
  • 南大西洋地区
  • 东北部地区
  • 东南中部地区
  • 西北中部地区
  • 太平洋中部地区
  • 山地州
作者:  Monali Tayade , Sampada Kulkarni

常见问题 (FAQs):

2024年市场规模为32亿美元,预计到2034年复合年增长率(CAGR)为11.7%,这得益于人工智能和机器学习的进步,以及个性化医疗和精准医疗的日益普及。
市场预计到2034年将达到95亿美元,这得益于基因组学和蛋白质组学研究的不断增加、药物发现活动的开展以及人工智能驱动解决方案的集成。
预计2025年市场规模将达到35亿美元。
分析软件与服务细分市场以45.4%的份额领跑市场。
细胞与生物模拟细分市场在2024年的价值为11亿美元,预计在预测期内的复合年增长率(CAGR)为11.8%。
南大西洋地区在2024年以20.8%的市场份额占据主导地位,这得益于强大的研究基础设施和产学合作。
主要趋势包括将人工智能和深度学习应用于生物建模、云端生物信息学平台兴起、多组学数据整合,以及学术界与产业界合作日益增多。
主要企业包括 Benevolent、BIO-RAD、CERTARA、Compugen、Dassault Systèmes、Deep Genomics、DNAnexus、Genedata (Danaher)、Ginkgo、Illumina 和 Instem。

研究方法、数据来源与验证流程

本报告采用系统化的研究流程,以与行业参与者直接交流、自主建模和严格的交叉验证为核心,而非仅依赖案头研究。

我们的六步研究流程

  1. 1. 研究设计与分析师监督

    GMI 的研究方法以专业人员的经验、严格的验证和充分的透明度为基础。我们报告中的每项洞察、趋势分析和预测均由了解目标市场细微差别的资深分析师完成。

    我们通过与行业参与者和专家直接交流开展广泛的一手调研,并辅以基于经过核实的全球来源所进行的全面二手研究。我们运用量化影响分析提供可靠的预测,同时确保从原始数据来源到最终研究结论的全程可追溯性。

  2. 2. 一手调研

    一手调研是我们研究方法的支柱,贡献了整体洞察的近 80%。我们直接接触行业参与者,以确保分析的准确性和深度。我们结构化的访谈计划覆盖区域及全球市场,收集企业高管、董事和领域专家的意见。这些交流提供战略、运营和技术视角,使研究结论更加全面,市场预测更加可靠。

  3. 3. 数据挖掘与市场分析

    数据挖掘是研究流程的重要组成部分,在整体研究方法中约占 20%。我们通过分析主要企业的收入份额,研究市场结构、识别行业趋势并评估宏观经济因素。我们从付费和免费来源收集相关数据,建立可靠的数据库。这些信息随后用于支持一手调研和市场规模测算,并由分销商、制造商和行业协会等关键利益相关方进行验证。

  4. 4. 市场规模测算

    我们采用自下而上的方法测算市场规模。首先使用一手访谈直接获得的企业收入数据,同时结合制造商的产量以及安装量或部署量统计。随后按区域市场汇总这些数据,得出以实际行业活动为依据的全球市场估算值。

  5. 5. 预测模型与关键假设

    每项预测均明确记录以下内容:

    • ✓ 主要增长驱动因素及其假定影响

    • ✓ 增长制约因素及缓解情景

    • ✓ 监管假设与政策变化风险

    • ✓ 技术采用曲线参数

    • ✓ 宏观经济假设(GDP 增长、通货膨胀、汇率)

    • ✓ 竞争格局及市场进入和退出预期

  6. 6. 验证与质量保证

    在最后阶段,领域专家会人工审查筛选后的数据,识别自动化系统可能遗漏的细微差别和语境错误。专家审查是质量保证的关键环节,可确保数据符合研究目标和相关领域的专业标准。

    我们的三层验证流程致力于最大程度地保障数据可靠性:

    • ✓ 统计验证

    • ✓ 专家验证

    • ✓ 与市场实际情况核对

信任与公信力

10+
经营年限
自成立以来持续提供服务
A+
BBB 认证
专业标准与客户满意度
ISO
质量认证
获得 ISO 9001:2015 认证的企业
150+
研究分析师
覆盖 20 多个行业领域
95%
客户留存率
五年客户关系价值

经过核实的数据来源

  • 行业出版物

    行业期刊、专业出版物和专业媒体

  • 行业数据库

    自有及第三方市场数据库

  • 监管申报文件

    政府采购记录及政策文件

  • 学术研究

    大学研究成果及专业机构报告

  • 企业报告

    年度报告、投资者演示材料及申报文件

  • 专家访谈

    企业高管、采购负责人和技术专家

  • GMI 研究档案

    覆盖 20 多个行业领域的 13,000 多份已发布的研究报告

  • 贸易数据

    进出口量、HS 编码及海关记录

研究与评估的参数

本报告中的每个数据点均经过一手访谈、基于实际数据的自下而上建模以及严格的交叉核查验证。 了解我们的研究流程 →

作者:  Monali Tayade, Sampada Kulkarni
吾等用饼干以增尔体验 (隐私政策)