原料药，通常指化学原料药，是化学药物制剂中的有效成分。在人口增长和老龄化、国际专利药悬崖、全球原料药产能转移、通过带量采购提高药物普及率等多重因素推动下，化学原料药作为化学制剂的上游，实现了持续增长，但同时也面临着环保压力和技术壁垒不断加大等发展瓶颈。
中国是世界上最大的原材料生产国和出口国。化学原料工业发展迅速，产业规模、生产技术和质量水平不断提高。同时，正处于调整产业结构、完善产业布局、提高绿色生产水平的转型升级阶段，加快工业高质量发展步伐。01资本:引领升级
融资速度再次加快。
在环保和产业转型洗牌后，我国化工原料领域的投融资再次加速。从2010年至2021年的投融资活动数量来看，2015年达到高峰的投融资活动为448起。2016年环保压力趋严，行业开始淘汰落后产能，投融资活动数量下降。2020年后，落后产能出清，整个化工原料开始向高质量发展转型，行业整合加速，优质赛道吸引资本进入。图1:2010-2021年化学原料领域投融资活动数量来源:弗林特创作数据库行业并购比例上升从投融资结构来看，2016年环保加码后，行业整合趋势明显加快，资本MA活动占比上升，行业集中度逐步提升。图2:2016年前后投融资活动结构变化来源:弗林特创作数据库每个细分领域都有自己的特点。从子领域来看，原料药是资金最活跃的领域，如维生素矿物质、合成抗感染、抗生素、解热镇痛等。国内相关技术成熟，是世界主要产区。他们凭借成本优势参与全球竞争，有更多的投融资活动，主要集中在供应链整合上。一些特色原料药，如循环系统、消化系统、神经系统、激素、内分泌调节功能等，也受到资本青睐。国际专利悬崖、产能转移等因素加速了上游原料药的增长。竞争逻辑在于产品线的不断丰富。投融资活动以品种收购为主，原料药和制剂一体化布局趋势明显。图3:2010-2021年化学原料各子行业的投融资活动
来源:弗林特创作数据库02技术:绿色竞争
原料药领域新一轮的竞争要素，已经从过去的产能规模、成本竞争，逐渐转变为环境污染治理、清洁生产工艺、产品质量的优越性等“绿色”竞争力。
危险废物处理技术目前废水废气处理方案都比较成熟，关键在于结合生产实际，不同方案的组合达到最优解。废渣处理技术主要着眼于无害化处置和资源化利用。1.挥发性有机化合物和恶臭气体处理图4: VOCs治理方法来源:中国工业节能与清洁生产协会；火石创作整理目前，VOCs的处理方法主要有回收法、消除法以及两者的结合。回收法是通过物理方法富集和分离VOCs，如控制温度和压力或使用选择性渗透膜和选择性吸附剂。主要有活性炭吸附、吸收、冷凝和膜分离技术。消除法主要涉及化学或生化反应，利用光、热、微生物和催化剂将VOCs转化为二氧化碳和水等无机无毒小分子化合物，主要包括热氧化、催化燃烧、生物氧化、光催化氧化、低温等离子体及其集成技术。表1:挥发性有机化合物和恶臭气体处理技术的比较来源:中国工业节能与清洁生产协会；火石创作整理2.高浓度有机废水的处理原料药废水是一种难处理的高浓度有机废水。它具有成分复杂、污染物种类多、含量高、毒性强、难降解物质多的特点。主要的处理方法有物化处理、好氧生物处理、厌氧生物处理以及各种方法的组合。物化法可以通过沉淀、混凝、过滤去除大量包括中间反应产物在内的残渣，相对简单，但需要预留足够大的调节池，增加处理负荷。好氧生物处理主要包括SBR、氧化沟、深井曝气和接触氧化等。，但常规工艺难以承受COD浓度在10g/L以上的废水，需要在工艺前进行厌氧处理降低COD浓度。厌氧生物处理方法包括厌氧消化池、厌氧过滤器、升流式厌氧污泥床、厌氧膨胀颗粒污泥床、内循环等。具有有机负荷高、污泥产量低、水温适应性广等优点。在实际生产过程中，单一的处理方法通常难以达到废水排放标准，不同产品的废水成分差异越来越大，需要根据自身情况选择匹配的处理工艺。因此，企业通常采用各种方法的组合来提高废水处理率。3.废渣的无害化处理和资源化利用原料药的处置方式主要有三种:一是减少有毒原料药的使用，从源头上降低废渣的毒性；其次，使用效果好的木板和框架可以降低污泥处置的成本；三是加大工业废盐回收力度。但总体来看，原料药废渣的处理仍具有难度大、成本高、资源化利用技术不成熟的特点。节能减排技术节能技术的重点是减少资源和能源的消耗，增加资源的循环利用。1.溶剂回收原料药的吸收、萃取、离心洗涤、干燥过程中会用到大量的有机溶剂，反应过程中高温后大量的溶剂会存在于气相中。因此，溶剂回收主要从两个方面入手:一是回收溶剂母液，二是建设气相溶剂回收系统，如处理和溶剂回收一体化系统。2.废水和碱的回收化工原料药企业根据自身工艺特点和相关系统的配置及处理能力，设计中水回收系统，特别是选择合适的膜，通过提高水资源利用率，争取最大的经济效益。最佳处理有毒有害原料的替代、绿色酶促合成和连续流技术的应用是技术创新的方向。1.有毒有害原料的替代有毒有害原材料的替代是原材料绿色低碳技术开发项目的重要组成部分。目前已经公布了相应的替代目录，如头孢氨苄生产过程中用青霉素酰化酶和L-苯甘氨酸甲酯盐酸盐替代二氯甲烷和新戊酰氯。但总的来说，有毒有害原料的替代是一个漫长的过程，尤其是在中国，仿制药占原料的比重比较高，有些原料在国外已经验证过多次，很难开发出新的替代原料。但也有一些原料，如二氯甲烷、氯仿等，有机构进行了研究，并应用于一些制备工艺中，但总体来说缺乏实质性进展。2.绿色酶促合成酶促合成技术始于六七十年代，现在广泛应用于轻工、化工、食品、环保等领域。绿色酶法是工业清洁生产中酶合成技术的一个重要发展方向，目前已应用于制药工业。与传统的药物制造方法相比，绿色酶法的优势在于:一是将多步合成简化为一步合成，省略了结晶、干燥等步骤，简化了工艺流程。以纯化水为介质，不使用传统化工工艺中的特殊化工原料，大大减少了90%的有机溶剂使用，减少了80%的废水排放；二是催化效率高，引导了药物的定向合成，大大提高了生产效率和产品纯度，生产批量可达化学法的2-3倍，大大节约了检验成本，也便于物流、储存和生产管理；三是产品含量稳定，变化不大，可降低制剂在有效期内的检测风险，杂质低，对制剂的安全性尤其是特殊制剂的稳定性尤为重要。3.连续流动技术连续流技术是指在化学反应过程中，由于化学反应的反应物是通过气流连续不断地引入或流入微反应器中，从而产生某种所需反应产物的过程。化学的主要技术优势是可以使一些传统批量模式无法产生或方法效果显著的反应成为可能，从而快速供应毒理学和临床试验所需的化合物，避免因需要重新设计合成路线而产生的额外成本。此外，连续生产设备占地面积小、可移动、模块化的特点，可以大大加快不同工厂和国家之间的原料药生产技术转移，从而提高原料药供应链的稳健性。目前，连续流技术在新药中应用较为广泛。对于已经上市的药品，从传统的批量工艺改为连续生产会涉及注册变更，不仅会产生额外的成本，还需要系统评估工艺变更带来的监管风险。因此，评价连续生产技术的应用会更加谨慎。设备应用原料的除杂纯化是控制药品质量的关键环节。采用先进的原料生产设备结合新技术可以有效缓解原料生产质量低的问题。1.模块化技术模块化技术将一个系统分成几个功能模块，使每个功能和特点不同的模块可以独立运行，互不干扰。在完成分配的任务后，通过特定的方法将它们联系起来，实现信息交互和协调。模块化技术结合工艺在原料药设备中的应用，可以提高设备的反应速度，降低原料药的生产成本，并根据工艺的具体需要及时调整，以适应不同的工况。2.模拟技术模拟技术主要是在遵循标准操作规则的基础上，依靠计算机技术将抽象的信息数据转化为图像图表，帮助研究人员充分模拟比较各种方案，进而选择最佳的API生产方案。仿真技术对工艺流程的直观表达可以方便生产过程的过程分析。仿真技术通过预测设备的未来性能，帮助管理者针对具体问题及时优化设备，有效降低设备的故障率。它的应用可降低原料药生产设备投资成本30%以上，使设备安装后能更快地调试并投入正常生产。3.水压与膨胀隔膜联合脱水技术低能耗、高回收率是原料药生产设备的重点，其中脱水技术在很大程度上决定了原料药能源的消耗，是影响企业市场竞争力的重要因素。应用液压与可膨胀隔膜相结合的脱水技术，可以将可膨胀隔膜与液压相结合，增强分离力，降低脱水能耗，提高固液分离效果，从而增强企业的市场竞争力。03政策:促进转型
环保督查加码推动绿色转型
2016年以来，环保部、生态环境部、工信部等部委不断发布行业监管政策。化工原料和中间体的制造过程涉及大量的化学反应和生物发酵，“三废”排放量大，在医药工业污染中占比较高。政策监管的要求促使行业对环保的要求迅速上升。表2:原料药及上游化工行业环保监管趋严。来源:火石创作根据公开资料整理。2021年，国家对原料药行业的环保政策持续加码。11月9日，国家发改委、工信部联合发布《促进原料药行业高质量发展实施方案》，明确提出了推进生产技术创新升级、推动行业绿色低碳转型、促进产业结构优化调整的主要任务。对原料药行业转型升级和可持续发展具有重要意义，将进一步加快新形势下原料药行业高质量发展，提升核心竞争力。改革审批制度，加快原料药+制剂整合升级《原料药、药用辅料、包装材料和药物制剂联合审评审批管理办法》改变了原料药传统的独立审批流程，改为注册后与药物制剂联合审批。药品生产企业对原料药的质量负责，因此倾向于选择质量好、货源稳定的原料药供应商。这一改革不仅打破了部分原料药的垄断权，也进一步凸显了原料药质量的重要性，一些质量达不到要求的原料药企业被逐步淘汰。原料药处于药物制剂的上游，营销环节的弱化使得原料药企业有向下游药物制剂延伸的主动权，而有原料药业务的药企成本优势明显。原料药+医药一体化是产业升级的方向。图5:原始包和辅助包的注册、审查和批准过程来源:NMPA；；火石创作整理04人才:结构优化
目前化工原料人才结构性短缺。化学原料药是化学工程和医学的交叉领域，基础学科教育是人才培养的重点。目前国内高校的相关专业是化学工程和药学，属于工科一级学科，包括化学工程与工艺、制药工程、资源循环科学与工程、能源化工、化学工程、工业生物工程。重点是培养系统掌握现代化学、生物、化工、药学的基础理论知识和基本实验技能。天津大学、华东理工大学、北京化工大学等高校对从事化学原料、药物、精细化学品研究的工程技术人才专业实力较强。
表3:国内化学制药领域专业实力较强的部分高校资料来源:火石创作根据公开数据整理化学制药专业的毕业生就业方向比较广，相关领域有化工、石油、轻工、医药、冶金、材料、生物工程等。化学原料药行业由于工作环境和工作模式的原因，并不是毕业生的首选。进入化学原料药行业的人才倾向于选择原料药的研发单位和检测机构，导致生产环节高端人才短缺。随着化工原料的高端化转型，相关人才需求日益旺盛。企业主要通过两条路径加强人才的培养。第一，构建内部人才培养和引进体系。如天药集团利用“互联网加教学”的培训模式，组织内部专业技术人员开展内部在线专题培训，提高员工的质量知识和技能水平，不断吸引全球优秀人才，为生产技术的研发和创新提供坚实的人才支撑。二是加强与高效人才培养的合作，以实际应用为牵引，通过完善教育培养模式、明确职业发展规划、配套政策倾斜措施，优化人才培养方式和培养路径，培养新型复合型人才。
