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

美国计算生物学市场规模

2024年，美国计算生物学市场规模达32亿美元。根据Global Market Insights Inc.最新发布的报告，该市场预计将从2025年的35亿美元增长至2034年的95亿美元，预测期内复合年增长率为11.7%。市场高速增长主要归因于医疗领域人工智能和机器学习的持续进步、基因组和蛋白质组研究的增长、药物发现和开发活动的增加，以及个性化和精准医学的采用率提升等因素。
 

计算生物学是一门交叉学科，涉及利用计算方法、软件算法和数学框架对生物数据进行分析并提取意义。它在理解复杂生物系统（如基因组、蛋白质和细胞网络）方面至关重要。该领域将生物学、计算机科学、数学和统计学结合起来，以推动研究和医疗实践的进步。
 

美国主要的计算生物学公司包括Thermo Fisher Scientific、BIO-RAD、DASSAULT SYSTEMES、Illumina、QIAGEN和Schrödinger。这些公司不仅通过持续创新产品和服务保持市场强势，还通过区域布局和大量研发投入实现这一目标。
 

该市场从2021年的17亿美元增长至2023年的27亿美元，历史增长率为25.1%。这一增长归因于基因组学和蛋白质组学领域先进计算工具的采用率提升、生物信息学和AI驱动研究的投资增加、精准医学倡议的扩大，以及美国对更快速药物发现和开发流程的需求增长。
 

基因组学、蛋白质组学和其他组学研究的增长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来分析大数据集，从而实现更快速的生物标志物、疾病途径和潜在药物靶点的识别。随着数据复杂性的持续增长，这一趋势预计将进一步加速市场扩张。
 

此外，美国制药和生物技术公司正在大力投资计算生物学以优化研发流程。如体外建模、分子对接和模拟等技术可减少昂贵的实验室实验需求。在药物候选物识别和预测临床试验结果方面的效率提升正在推动市场需求的强劲增长。
 

此外，人工智能和机器学习的整合正在改变药物发现和疾病建模。这些技术使蛋白质结构预测、生物系统模拟和治疗候选物识别更加高效。所带来的精度提升和上市时间缩短正在推动制药和生物技术公司的采用。
 

美国计算生物学市场趋势

美国计算生物学行业正经历多个显著趋势，这些趋势正在塑造其增长和发展。如在生物建模中整合AI和深度学习、云计算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之间合作的加强等因素，共同推动了行业的增长。
 

• AI技术和深度学习算法正逐步被用于蛋白质折叠预测、基因表达分析以及复杂生物系统的模拟。这一趋势反映了在药物发现、结构生物学和诊断等领域应用的准确性和效率。基于AI的自动化正逐渐在计算生物学工作流程中发挥作用。
   
• 云计算正在改革生物研究的数据存储、共享和计算能力。美国机构和生物技术公司正逐步转向适合大规模基因组数据分析和协作工作的云计算平台。从传统模式到数字模式的转变使得可扩展性、实时访问和大规模生物数据的成本效益管理成为可能。
   
• 此外，美国大学、制药公司和计算生物学初创企业之间的合作正在加速创新。联合研究项目和共享数据生态系统促进了新算法和预测模型的开发。这一趋势正在将理论生物学与药物发现和医疗保健中的实际应用联系起来，从而支持市场的持续增长。
   

美国计算生物学市场分析

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按工具分类，美国计算生物学市场被细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通过在2024年占据45.4%的显著市场份额，确立了其主导地位，这得益于先进数据分析工具需求的增长、AI驱动算法在生物建模中的整合，以及对云计算平台进行大规模基因组和蛋白质组学数据解释的依赖增加。该细分市场预计将在2034年超过44亿美元，在预测期内以11.9%的复合年增长率增长。
 

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。该细分市场的增长受到生物学和组学数据量的增加、研究协作的集中化数据库采用率的提高，以及基因组学和药物发现中高效数据管理和检索系统需求的增长的推动。
 

• 分析软件和服务细分市场继续主导市场。基因组学、蛋白质组学和转录组学数据的指数增长创造了对先进分析软件和服务的高需求。研究人员需要强大的计算工具来高效地处理和解释大型数据集。这一数据激增推动了软件解决方案和外包分析服务的采用。
   
• 基于云的软件和软件即服务（SaaS）提供可扩展、成本效益的数据分析解决方案。美国研究机构和公司更倾向于采用这些模式进行远程协作、数据共享和按需计算能力。这一趋势加速了分析软件和服务提供商的增长。
   
• 数据库细分市场在2024年实现了11亿美元的收入，预计从2025年到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归因于大规模基因组、蛋白质组和多组学数据的生产增加，这些数据需要得到妥善存储和管理。此外，对集中化、可访问和互操作的数据库的需求是支持研究活动的主要因素，以及生物技术和制药公司之间的交叉许可证，这些都是由上述需求产生的。
   
• 硬件细分市场在2024年实现了显著收入，并预计在预测期内以10.5%的复合年增长率增长。该细分市场的增长动力来自于对高性能计算系统和专用实验室仪器的需求增加，这些系统和仪器用于处理复杂的生物模拟和大数据集。此外，测序机器、成像设备和数据处理基础设施的进步推动了硬件解决方案在研究和临床应用中的采用。
   

根据应用，美国计算生物学市场被细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在2024年占据主导地位，实现了11亿美元的收入，并预计在预测期内以11.8%的复合年增长率增长。
 

• 高性能计算资源的可用性增加使得复杂细胞过程的模拟速度更快、精度更高。研究人员可以在体外模拟整个生物系统，减少对昂贵实验室实验的依赖。这一能力推动了学术界和产业界的采用。
   
• 此外，细胞反应的模拟使研究人员能够在临床试验前预测药物的有效性和毒性。这减少了传统体外和体内测试所带来的时间、成本和风险。模拟平台的效率推动了市场增长。
   
• 药物发现与疾病建模细分市场在2024年实现了显著收入，并预计在预测期内以12.1%的复合年增长率增长。药物发现和疾病建模的增长得益于多组学数据的使用增加，用于识别新的治疗靶点并理解复杂的疾病机制。此外，人工智能和机器学习的整合提高了预测准确性，使潜在药物候选物的识别更快。
   
• 临床前药物开发细分市场在2024年实现了4.634亿美元的收入，预计从2025年到2034年将以11.5%的复合年增长率稳步扩张。该细分市场的增长动力来自于对体外模型的需求增加，以减少对动物实验的依赖并加速早期研究。此外，先进的生物信息学工具使药物行为和毒性的精确模拟成为可能，提高了临床试验前的候选物选择。
   
• 临床试验细分市场在2024年实现了显著收入，并预计在预测期内以11.3%的复合年增长率增长。该细分市场的增长得益于预测性分析用于患者分层和优化试验设计，提高了效率和成功率。此外，整合真实世界数据和生物标志物支持更有针对性和适应性的研究方案。
   
• 人体模拟软件细分市场在2024年实现了显著收入，并预计在预测期内以8.4%的复合年增长率增长。该细分市场的增长动力来自于对药物效果和疾病进展的虚拟测试需求，减少了对昂贵体内实验的依赖。它还通过模拟不同患者群体的反应，使个性化医疗成为可能。
   

根据服务类型，美国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主导地位，规模达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将计算生物学工作外包给合同服务提供商，以此来降低基础设施和人员成本。这种做法使企业能够将内部资源集中在核心研究上，同时利用外部专业技能。
   
• 此外，合同服务提供商促进了分子建模、系统生物学模拟和多组学数据分析等先进计算生物学技术的应用。公司通常依赖这些专家来获取其缺乏的专业技能或软件，从而推动外包服务的需求。  
   
• 内部服务细分市场在2024年实现了显著收入，预计在预测期内将以11.2%的复合年增长率增长。由于组织越来越倾向于采用安全、可定制和集成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。
   

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按终端用户划分，美国计算生物学市场分为商业和学术与研究。2024年，商业细分市场以62.2%的收入份额占据主导地位，预计在预测期内将达到63亿美元。
 

• 商业软件和平台提供了即用型数据分析、模拟和建模工具。其部署便捷且设置要求低，吸引了生物技术初创企业、学术实验室和制药公司的采用，推动市场增长。
   
• 此外，商业解决方案使大规模生物数据集（如基因组或蛋白质组数据）的快速处理成为可能。高通量能力节省了时间并减少了人工劳动，使这些平台在研究和商业应用中具有吸引力。
   
• 学术与研究细分市场在2024年实现了12亿美元的收入，预测显示2025年至2034年将以10.5%的复合年增长率稳步扩张。该细分市场的增长受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使用生物信息学和计算工具的扩大。此外，跨学科研究资金的增加和高性能计算资源的可及性提升了学术环境中的采用率。
   

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南大西洋计算生物学市场

南大西洋地区以20.8%的市场份额在2024年主导了美国计算生物学市场。
 

• 南大西洋地区拥有北卡罗来纳州、马里兰州和乔治亚州等地的著名大学、研究医院和生物技术中心。这些学术和临床研究中心的高度集中推动了对基因组学、蛋白质组学和药物发现项目所需的计算生物学工具和服务的需求。
   
• 南大西洋州的几家领先生物技术和制药公司拥有研发设施。它们的存在增加了对计算生物学平台和合同服务的投资，促进了该地区在建模、模拟和数据分析方面的增长和创新。
   
• 此外，南大西洋州的州政府提供补贴、税收优惠和创新计划，以吸引生物技术公司并支持研究项目。这些政策降低了运营成本，并鼓励投资计算生物学基础设施和服务。
   

东北计算生物学市场

东北计算生物学市场在2024年达到5.396亿美元，预计在预测期内将呈现有利增长。
 

• 该地区受益于大量风险投资、私募股权和政府资金投向生命科学和计算生物学初创企业。充足的财务资源使组织能够投资先进平台、高级建模软件和合同研究合作，加速计算生物学解决方案的采用。
   
• 此外，东北地区大学、医院和生物技术公司之间存在强大的合作文化。联合项目通常涉及共享计算资源、高性能计算和软件及模拟模型的共同开发。这一互联生态系统推动了商业平台和合同服务市场的增长。
   

太平洋中央计算生物学市场

太平洋中央计算生物学市场预计在分析期间内以12.8%的最高复合年增长率增长。
 

• 太平洋中央地区的领先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处理、分析和解释这些数据集至关重要。这一学术产出推动了地区需求，并促进了与行业参与者的合作。
   
• 生物技术公司、学术机构和合同研究组织之间频繁的合作伙伴关系创造了一个研究和开发的协作生态系统。这些网络促进了商业平台、先进模拟软件和专业服务的采用，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，由全球生命科学公司、专业软件提供商和创新生物技术初创企业混合组成。公司正专注于战略合作、并购和技术合作伙伴关系，以扩大产品组合并加强市场地位。竞争强度进一步加剧，因为AI驱动的分析、多组学整合和高性能模拟平台的持续创新，这些对药物发现、精准医学和转化研究至关重要。
 

主要参与者包括Thermo Fisher Scientific、BIO-RAD、DASSAULT SYSTEMES、Illumina、QIAGEN和Schrödinger，共占总市场份额的48.2%。这些领先公司利用先进软件解决方案、基于云的平台和合同研究服务保持主导地位，同时不断提升技术能力。它们强大的研发重点、广泛的客户基础和战略合作伙伴关系使它们能够在快速发展的市场中保持竞争优势。
 

此外，小型和新兴企业在细分领域推动创新，包括细胞和生物模拟、基于AI的预测建模以及多组学数据分析。这些公司通常与学术机构和研究医院合作，开发专业化解决方案，增加市场碎片化并加剧竞争压力。总体而言，该领域由快速技术演进、战略联盟和持续投资于计算生物学能力所定义。
 

美国计算生物学市场公司

美国计算生物学行业中一些主要参与者包括：

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

Thermo Fisher Scientific在2024年美国计算生物学市场中占据领先地位，市场份额约为15.8%。Thermo Fisher提供从实验室仪器到试剂再到软件的全套解决方案，实现实验和计算工作流的无缝集成。其在基因组学、蛋白质组学和生物信息学领域的强大存在，为研究和临床应用提供了可扩展的解决方案。
 

• Illumina

Illumina以其高通量测序技术和强大的生物信息学平台闻名，促进了快速且准确的基因组分析。其在测序和数据解释方面的持续创新使其成为精准医学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工具包。其在多组学数据整合和转化研究方面的专业知识，支持高效的药物发现、诊断和个性化医疗倡议。
 

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。这一发展将增强Illumina在不断增长的蛋白质组学市场中的地位，并帮助公司提升行业影响力。
   
• 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释。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，服务于行业各类利益相关者。
   

美国计算生物学市场研究报告涵盖行业深度分析，包括2021-2034年按美元百万计的收入估计和预测，以下细分市场：

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
  • 药物动力学
  • 药物效力学
• 临床试验
  • 第一期
  • 第二期
  • 第三期
  • 第四期
• 人体模拟软件

按服务类型划分市场

• 合同服务
• 内部服务

按终端用户划分市场

• 商业用途
• 学术与研究

以上信息适用于以下地区：

• 东北中部
• 西南中部
• 南大西洋
• 东北部
• 东南中部
• 西北中部
• 太平洋中部
• 山区各州