医药研发仿真软件厂商全景：三代分类
日期：2026-09-23｜分代定义沿用 ：一代 = 第一性原理和经验函数的分子建模仿真；二代 = 以物理模拟器为"老师"的 AI 仿真器；三代 = 以实验数据为"老师"的数据驱动世界模型｜市值取自腾讯行情 2026-09-22/23｜⚠️ 为本次未回源
0. 结论
- 一代是一个小而成熟、正在被工业软件巨头收编的市场。 纯上市公司 Schrödinger（软件收入约 2 亿美元）、Certara（软件 1.83 亿美元）、Simulations Plus（总收入 7,900 万美元）三家市值合计约 40 亿美元；其余被 Cadence（OpenEye，约 5 亿美元）、达索（BIOVIA）、西门子（Dotmatics，51 亿美元）收入囊中。和材料、工程领域的格局一样：EDA/PLM 巨头在整合科学软件。
- 医药基本跳过了二代。 材料领域有 DFT 当老师、能无限造数据，所以二代（MLIP）很繁荣；药物领域有 PDB（结构）和 ChEMBL（活性）这类大规模实验数据，三代模型直接从实验数据学习、跳过了"模仿物理模拟器"这一步。二代在医药主要停留在研究层（BioEmu、分子力场），几乎没有独立公司。
- 三代的估值锚是药物管线和合作大单，不是卖软件。 Isomorphic 媒体报道估值 150–200 亿美元，是 Schrödinger（约 23 亿美元）的 7–9 倍。模型层正在被开源压价（Boltz、Protenix、RFdiffusion 全开源），价值转向数据（Tahoe）、湿实验闭环（Xaira、Generate）和自有管线。
- 中国玩家集中在三代，而且二级市场定价高于美国一代老牌。 晶泰（约 358 亿港元）和英矽智能（约 339 亿港元）各自市值都超过 Schrödinger + Certara + Simulations Plus 三家之和（约 40 亿美元 ≈ 310 亿港元）。
1. 第一代：分子层面的物理建模与仿真
特征：力场、量子化学、对接打分函数、自由能微扰、生理药代模型。物理方程或经验函数已知，误差来自近似和算力。
1.1 商业软件厂商
| 厂商 | 国家 / 成立 | 归属与市值 | 核心产品 | 覆盖阶段 | 简介 |
|---|---|---|---|---|---|
| Schrödinger | 美国 / 1990 | 纳斯达克 SDGR，约 23 亿美元 | Maestro（平台）、Glide（对接）、FEP+（自由能）、Desmond（MD，源自 D.E. Shaw Research）、Jaguar（量子化学）、BioLuminate（生物药）、LiveDesign（协作） | ②–⑥ | 计算药化事实标准，大药企几乎都用。2025 年收入 2.56 亿美元（软件约 2.0 亿），净亏损 1.03 亿美元；同时自研管线 |
| BIOVIA（达索系统） | 美国（原 Accelrys）/ 2014 年被达索以每股 12.5 美元收购 | 达索约 340 亿美元（未单列） | Discovery Studio、Materials Studio、Pipeline Pilot（数据流程）、实验记录本 | ②–⑥ | 从分子建模到实验室信息化的一体化平台，嵌入达索 3DEXPERIENCE |
| OpenEye（Cadence） | 美国 / 1997；2022 年被 Cadence 以约 5 亿美元收购 | Cadence 约 834 亿美元（未单列） | OEDocking/FRED（对接）、ROCS（形状相似性）、Orion（云平台） | ③–⑤ | 全球前 20 大药企中 19 家在用；Cadence 借此从芯片仿真延伸到分子仿真 |
| Chemical Computing Group（CCG） | 加拿大蒙特利尔 / 1994 | 私营 | MOE（分子操作环境） | ②–⑤ | 老牌一体化建模平台，学术界和亚洲药企用户多，抗体建模常用 |
| Certara | 美国 | 纳斯达克 CERT，约 13.5 亿美元 | Simcyp（PBPK 生理药代）、Phoenix（PK/PD）、D360（数据）；2024 年收购 Chemaxon（匈牙利，化学信息学 Marvin/JChem） | ⑥ + 临床药理 | PBPK 领域龙头，模型结果被监管机构接受 ⚠️。2025 年收入 4.19 亿美元，软件 1.83 亿美元（+18%） |
| Simulations Plus | 美国 | 纳斯达克 SLP，约 3.7 亿美元 | GastroPlus（PBPK，占软件收入 56%）、ADMET Predictor、MonolixSuite | ⑥ | FY2025 收入 7,910 万美元；FY25 Q3 计提 7,720 万美元减值 |
| Dotmatics（西门子） | 美国；2025-07 被西门子以 51 亿美元（企业价值）收购 | 西门子集团 | 实验记录本、数据平台、GraphPad Prism、SnapGene、Geneious | 数据层 | 不是仿真，是研发数据底座；FY2025 预计收入超 3 亿美元。西门子要把工业"数字主线"延伸到生命科学 |
| Cresset ⚠️ | 英国 | 私营 | Flare、Spark、Forge | ③–⑤ | 基于静电场的配体设计 |
| Optibrium ⚠️ | 英国 | 私营 | StarDrop | ⑤–⑥ | 多参数优化和 ADMET |
| CCDC ⚠️ | 英国 | 非营利 | CSD（晶体结构库）、GOLD（对接） | ③–④ | 小分子晶体结构数据库的权威 |
| Gaussian ⚠️ | 美国 | 私营 | Gaussian | 量子化学 | 药物分子电荷、构象的量子计算 |
1.2 开源和学术主力
| 软件 | 背后机构 | 用途 |
|---|---|---|
| GROMACS | 瑞典 KTH 等学术联盟 | 分子动力学，学术界使用最广 |
| AMBER / AmberTools | 学术联盟（GPU 引擎收费） | 分子动力学、力场 |
| CHARMM | 哈佛等学术联盟 | 分子动力学、力场 |
| OpenMM | 斯坦福 / Chodera 组，OMSF 托管 | GPU 分子动力学，可编程 |
| OpenFE / OpenFF | 开放分子软件基金会（OMSF），药企联盟资助 | 开源自由能计算和开源力场，对标 FEP+ |
| AutoDock Vina | Scripps | 对接，学术界最常用 |
| DOCK | UCSF（Shoichet/Irwin 组） | 超大库对接（Lyu 2019 就用它） |
| Rosetta | Rosetta Commons（华盛顿大学牵头），商用需许可 | 蛋白结构与设计的能量函数 |
| RDKit | 开源社区 | 化学信息学底层库，几乎所有工具的底座 |
| Anton / Desmond | D.E. Shaw Research | 专用分子动力学超算，Desmond 经 Schrödinger 分发 |
1.3 中国一代
| 厂商 | 产品 | 备注 |
|---|---|---|
| 深势科技（北京） | Hermite 药物设计平台、Uni-Dock（GPU 对接）⚠️ | 2025-12 C 轮超 8 亿元，独角兽；物理 + AI 混合 |
| 晶泰科技 | 晶型预测、自由能计算（物理 + AI）⚠️ | 起家于晶体结构预测 |
| 药明康德等 CRO | CADD 服务 | 多数中国 biotech 通过 CRO 使用 Schrödinger/MOE，而非自购 |
一代的 sim2real：自由能计算的误差在公开集为 1.73 kcal/mol，在药企私有集为 2.44 kcal/mol；对接打分和实测亲和力的相关性弱，但作为富集工具有效（超大库对接命中率 11–24%）。生理药代模型（PBPK）因为有大量人体数据校准，是全链条中 gap 最小的一环 ⚠️。
2. 第二代：模仿物理模拟器的 AI 仿真器
特征：用 MD/量子化学算出来的数据训练神经网络，速度快 3–5 个数量级，精度上限等于"老师"。
| 模型 / 厂商 | 机构 | 模仿对象 | 商业化 |
|---|---|---|---|
| BioEmu | Microsoft Research AI for Science | 毫秒级 MD（蛋白构象系综） | MIT 开源，无直接收入 |
| AI2BMD | Microsoft Research | 量子精度的蛋白 MD | 研究 |
| UMA + OMol25 数据集 | Meta FAIR Chemistry | 分子级 DFT（含生物分子、药物分子） | 开源，FAIR 许可 |
| MACE-OFF | 剑桥大学 Csányi 组 | 有机分子 DFT 力场 | 学术许可，禁止商用 |
| DeePMD / Uni-Mol | 深势科技 | DFT 级势函数 / 分子表示 | 开源 + 平台服务 |
| NVIDIA BioNeMo / ALCHEMI | NVIDIA | 托管平台，不是单一模型 | 靠 GPU 和企业软件变现 |
为什么二代在医药很薄：药物研发的关键瓶颈（结合亲和力、疗效）不是"MD 算得太慢"，而是 MD 本身就不够准（FEP 在私有集误差约 60 倍 Kd）。模仿一个不够准的老师，价值有限；直接从实验数据学更划算，于是资源跳到了三代。
3. 第三代：以实验数据为老师的数据驱动世界模型
3a. 结构与共折叠（替代部分一代的结构和对接工作）
| 厂商 | 国家 / 成立 | 模型 | 融资 / 估值 | 商业模式 |
|---|---|---|---|---|
| Isomorphic Labs（Alphabet） | 英国 / 2021 | AlphaFold 3 及后续 | 2026-05 B 轮 21 亿美元；媒体报道估值 150–200 亿美元 | 与礼来、诺华、强生合作 + 自研管线 |
| Boltz（公益公司 PBC） | 美国 / MIT 衍生 | Boltz-1、Boltz-2（结构 + 亲和力）、BoltzGen（binder 设计） | 种子轮 2,800 万美元（a16z、Amplify、Zetta 领投）；与辉瑞多年合作 | 模型开源，卖托管平台和智能体 |
| Chai Discovery（OpenAI 投资） | 美国 / 2024 | Chai-1、Chai-2（从头设计抗体） | 2025-12 B 轮，估值 13 亿美元 | 合作 + 平台 |
| 字节跳动 | 中国 | Protenix（AF3 复现）⚠️ | — | 开源 |
| 百度 | 中国 | HelixFold3 ⚠️ | — | 开源 / 平台 |
3b. 生成式蛋白与抗体设计（新增能力：从头设计 binder）
| 厂商 | 国家 / 成立 | 模型 | 融资 / 估值 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| Baker 实验室 / IPD | 美国华盛顿大学 | RFdiffusion、ProteinMPNN、RFantibody | 学术，开源 | 2024 年诺贝尔化学奖 |
| Xaira Therapeutics | 美国 / 2024 | 基于 RFdiffusion/RFantibody；X-Cell 虚拟细胞 | 启动即 10 亿美元 | David Baker 联合创立，前基因泰克高管管理 |
| Generate:Biomedicines | 美国（Flagship） | Chroma | 2023 年 C 轮 2.73 亿美元 | 自研生成式蛋白管线，已有临床资产 |
| Latent Labs | 英国 / 2023 | Latent-X、Latent-X2 | 5,000 万美元（Radical、Sofinnova） | 创始人 Simon Kohl 来自 DeepMind（AlphaFold 团队） |
| Absci | 美国 | 生成式抗体 + 湿实验 | 纳斯达克 ABSI，约 18.4 亿美元 | 上市公司 |
| EvolutionaryScale | 美国 | ESM3 | 种子轮 1.42 亿美元 → 2025-11 被非营利 Biohub 收购 | "独立卖蛋白模型"没跑通的例子 |
| Google DeepMind | 英国 | AlphaProteo | 非商业 | 研究 |
| 华深智药（Helixon） | 北京 | AI 大分子设计 | 海外公司 Earendil Labs 2026 年融资 7.87 亿美元（赛诺菲、辉瑞参投）；赛诺菲引进其两款双抗，总额 18.45 亿美元 | 中国 AI 大分子融资纪录 |
| 分子之心（MoleculeMind） | 北京 | AI 蛋白设计平台 | A 轮数亿元人民币（深创投等） | 创始人许锦波（蛋白结构预测先驱，芝加哥大学） |
| 百图生科（BioMap） | 北京 | xTrimo 生命科学大模型（千亿级参数） | 累计融资超 2 亿美元；2026-03 秘密递表港交所 | 定位"生命科学 AI 模型提供商" |
3c. 小分子生成 + 靶点发现平台（AI 平台 + 自有管线）
| 厂商 | 上市 / 市值 | 平台 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 英矽智能（Insilico） | 港股 03696，约 339 亿港元；2025-12-30 上市 | PandaOmics（靶点发现）、Chemistry42（分子生成） | rentosertib 已进入 III 期；2026H1 扭亏 |
| 晶泰科技（XtalPi） | 港股 02228，约 358 亿港元 | 物理 + AI + 机器人实验室 | 2025 年收入 8.03 亿元，首次盈利；与礼来合作最高 2.5 亿美元 |
| Recursion | 纳斯达克 RXRX，约 21.7 亿美元 | 表型组学图谱 + Boltz-2 共同开发 | 2024 年收入 5,880 万美元，持续大额亏损 |
| Iambic ⚠️ | 私营 | NeuralPLexer | — |
3d. 虚拟细胞 / 细胞世界模型（最上游、gap 最大）
| 机构 | 模型 / 资产 | 性质 |
|---|---|---|
| Arc Institute | State；举办 Virtual Cell Challenge | 非营利，开源 |
| Xaira | X-Cell（49 亿参数） | 公司 |
| Tahoe Therapeutics | Tahoe-100M 扰动数据集 | 数据工厂，融资 3,000 万美元，估值 1.2 亿美元 |
| Recursion | 表型图谱 | 上市公司 |
| Noetik ⚠️ | 患者组织多模态数据 | 公司 |
三代的 sim2real：结构共折叠在训练外数据上从 74.5% 掉到 55.8%；binder 设计湿实验命中率 16–46%，生产环境打折；虚拟细胞 2025 年仍未稳定打败"取平均"基线。
4. 分代对照
| 一代：分子物理仿真 | 二代：AI 仿真器 | 三代：数据驱动世界模型 | |
|---|---|---|---|
| 老师 | 物理方程 / 经验函数 | MD、量子化学 | PDB、ChEMBL、扰动组学、湿实验 |
| 代表厂商 | Schrödinger、BIOVIA、OpenEye、CCG、Certara、Simulations Plus | 微软、Meta、剑桥（研究层为主） | Isomorphic、Boltz、Chai、Xaira、Generate、英矽、晶泰、Arc |
| 商业模式 | 软件许可（年费） | 开源，靠云和 GPU 变现 | 合作大单 + 自有管线；模型多开源 |
| 市场规模 | 纯软件收入合计约数亿到十几亿美元 ⚠️ | 几乎无独立收入 | 估值高、收入小且波动 |
| 在医药的地位 | 现役主力，但增长慢 | 薄，被跳过 | 资本最热，价值尚待临床证明 |
| 中国玩家 | 少（多经 CRO 使用） | 深势 | 英矽、晶泰、华深、百图、分子之心、字节、百度 |
Sources
- Schrödinger FY2025
- Cadence 完成收购 OpenEye
- OpenEye 约 5 亿美元（MedCity）
- Chemical Computing Group
- 达索收购 Accelrys
- Certara FY2025 10-K
- Certara 完成收购 Chemaxon
- Simulations Plus FY2025
- Simulations Plus FY25 Q3
- 西门子完成收购 Dotmatics
- Dotmatics 收入预期
- Boltz PBC 成立
- Boltz PBC 种子轮
- Xaira 10 亿美元
- Latent Labs
- Generate C 轮
- 英矽智能上市
- 英矽智能股价
- 百图生科
- 分子之心
- 华深智药 7.87 亿美元
- 赛诺菲引进华深智药双抗
- Isomorphic、Chai、EvolutionaryScale、Tahoe、Recursion、晶泰、深势、BioEmu、UMA、MACE 数据：见 09-21 仿真全景报告附录 B 的来源
本文为个人研究笔记，结论基于成文时可获得的公开信息；带〔估算〕〔推断〕或⚠️的数字未经独立核实。