Globaler Marktbericht zur Analyse von Größe, Anteil und Trends im Bereich digitale Bioproduktion – Branchenüberblick und Prognose bis 2032

Marktgröße für digitale Bioproduktion

• Der globale Markt für digitale Bioproduktion wird im Jahr 2024 auf 21,58 Milliarden US-Dollar geschätzt  und soll  bis 2032 60,02 Milliarden US-Dollar erreichen , bei einer CAGR von 13,64 % im Prognosezeitraum.
• Das Marktwachstum wird maßgeblich durch die zunehmende Akzeptanz und den technologischen Fortschritt in den Bereichen Bioprozessautomatisierung, künstliche Intelligenz und datengesteuerte Entscheidungsfindung vorangetrieben, was zu einer zunehmenden Digitalisierung in der biopharmazeutischen Produktion und den Biowissenschaften führt.
• Darüber hinaus etabliert die steigende Nachfrage nach schnellerer, effizienterer und skalierbarer Biologika-Produktion die digitale Bioproduktion als modernen Standard für die Biofabrikation der nächsten Generation. Diese konvergierenden Faktoren beschleunigen die Einführung digitaler Bioproduktionslösungen und fördern damit das Wachstum der Branche erheblich.

Marktanalyse für digitale Bioproduktion

• Die digitale Bioproduktion, die den Einsatz von KI, IoT, Cloud Computing, digitalen Zwillingen und prädiktiver Analytik umfasst, revolutioniert die Produktion von Biologika, indem sie Effizienz, Genauigkeit, Skalierbarkeit und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften sowohl in vor- als auch in nachgelagerten Prozessen verbessert.
• Die steigende Nachfrage nach Biologika, darunter Impfstoffe, monoklonale Antikörper und Gen-/Zelltherapien, treibt vor allem die breite Einführung digitaler Bioproduktionsplattformen voran, die Echtzeitüberwachung, Automatisierung und Kosteneffizienz bieten.
• Nordamerika dominierte den Markt für digitale Bioproduktion mit dem größten Umsatzanteil von 39,5 % im Jahr 2024, gekennzeichnet durch die frühe Einführung von Industrie 4.0-Technologien, hohe F&E-Investitionen und eine starke Präsenz wichtiger biopharmazeutischer Akteure
• Der asiatisch-pazifische Raum dürfte im Prognosezeitraum die am schnellsten wachsende Region im Markt für digitale Bioproduktion sein und mit einer jährlichen Wachstumsrate von über 17,3 % wachsen. Dies ist auf die zunehmende Urbanisierung, wachsende Biotech-Cluster und günstige staatliche Initiativen zur Unterstützung digitaler Innovationen in Ländern wie China, Indien, Japan und Südkorea zurückzuführen.
• Das Cloud-basierte Segment dominierte den Markt für digitale Bioproduktion mit einem Marktanteil von 58,1 % im Jahr 2024, getrieben durch den steigenden Bedarf an flexibler, skalierbarer und aus der Ferne zugänglicher Infrastruktur in Bioproduktionsanlagen.

Berichtsumfang und Marktsegmentierung für digitale Bioproduktion   

Markttrends im Bereich digitale Bioproduktion

Beschleunigte Innovation durch fortschrittliche datengesteuerte Fertigung

• Ein bedeutender und sich beschleunigender Trend im globalen Markt für digitale Bioproduktion ist die zunehmende Nutzung datenzentrierter Technologien wie digitaler Zwillinge, Prozessanalysetechnologie (PAT) und fortschrittlicher Automatisierungsplattformen. Diese Innovationen verbessern die Betriebseffizienz, die Entscheidungsfindung in Echtzeit und die Skalierbarkeit der Produktion im biopharmazeutischen Sektor erheblich. 
  • Führende Unternehmen setzen beispielsweise digitale Zwillinge zur Simulation von Bioprozessen ein. Dies ermöglicht die virtuelle Optimierung von Zellkulturbedingungen, vorausschauende Wartung und Fehlerbehebung, ohne den laufenden Betrieb zu unterbrechen. Dies führt zu einer verbesserten Ausbeute und reduzierten Produktionsausfallzeiten.
• Durch die Integration fortschrittlicher Analysetools können Hersteller Prozessabweichungen in Echtzeit erkennen, die Compliance verbessern und Chargenfehler reduzieren. Manufacturing Execution Systems (MES) werden ebenfalls eingesetzt, um die Datenerfassung zu optimieren, Qualitätskontrollen durchzusetzen und eine durchgängige Rückverfolgbarkeit über Produktionsabläufe hinweg zu gewährleisten.
• Die nahtlose Integration von Bioprozesssystemen mit zentralisierten Softwareplattformen ermöglicht es Benutzern, Upstream- und Downstream-Vorgänge zu verwalten, kritische Qualitätsmerkmale zu überwachen und Produktionsparameter aus der Ferne anzupassen – und so eine intelligentere und flexiblere Fertigungsumgebung zu schaffen.
• Dieser Trend zu intelligenteren, datenintegrierten und automatisierten Bioproduktionslösungen verändert die Erwartungen an Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und Einhaltung gesetzlicher Vorschriften grundlegend. Unternehmen wie Sartorius, Thermo Fisher Scientific und Merck KGaA investieren daher aktiv in digitale Infrastrukturen, um die kontinuierliche Produktion und die Produktion von Biologika der nächsten Generation zu unterstützen.
• Die Nachfrage nach digitalen Bioproduktionslösungen wächst sowohl bei großen Biopharmaunternehmen als auch bei aufstrebenden Biotech-Unternehmen rasant, da die Branche Wert auf schnellere Markteinführung, höhere Produktkonsistenz und die Anpassung der Vorschriften an sich entwickelnde digitale Qualitätsrahmen legt.

Marktdynamik im Bereich digitale Bioproduktion

Treiber

Wachsender Bedarf aufgrund der Nachfrage nach Biologika und der digitalen Transformation in der Fertigung

• Die weltweit steigende Nachfrage nach Biologika, darunter monoklonale Antikörper, Zelltherapien und Impfstoffe, gepaart mit der zunehmenden Einführung von Industrie 4.0 und Smart-Factory-Frameworks, ist ein wesentlicher Treiber für die gestiegene Nachfrage nach digitalen Bioproduktionslösungen.
  • So kündigte Cytiva im April 2024 eine Partnerschaft mit Multiply Labs an, um Robotik und digitale Zwillinge in kontinuierliche Bioprozessabläufe zu integrieren. Dies unterstreicht den Wandel der Branche hin zu einer automatisierten und skalierbaren Bioproduktion. Solche strategischen Entwicklungen wichtiger Branchenakteure dürften das Wachstum der digitalen Bioproduktionsbranche im Prognosezeitraum vorantreiben.
• Da sich Hersteller der betrieblichen Ineffizienzen und regulatorischen Komplexitäten immer stärker bewusst werden, bieten digitale Bioproduktionstechnologien erweiterte Funktionen wie Echtzeit-Prozessüberwachung, prädiktive Analytik und adaptive Steuerung und stellen damit eine überzeugende Verbesserung gegenüber herkömmlichen Fertigungsansätzen dar.
•  Darüber hinaus machen das wachsende Interesse an personalisierter Medizin und die Verlagerung hin zu modularen, agilen Produktionssystemen die digitale Bioproduktion zu einem wesentlichen Bestandteil der Arzneimittelherstellung der nächsten Generation und ermöglichen eine schnelle Neukonfiguration und Einhaltung von Vorschriften.
• Der Komfort von Cloud-Plattformen, die Fernüberwachung der Produktion und digitale Qualitätssicherungssysteme treiben die Einführung der digitalen Bioproduktion sowohl bei etablierten Pharmaunternehmen als auch bei aufstrebenden Biotech-Startups voran. Der Trend zu datenzentrierten Abläufen und die zunehmende Verfügbarkeit benutzerfreundlicher digitaler Plattformen tragen zusätzlich zum Marktwachstum bei.

Einschränkung/Herausforderung

Bedenken hinsichtlich der Datensicherheit und hoher Implementierungskosten

• Bedenken hinsichtlich der Cybersicherheitslücken vernetzter Fertigungssysteme, einschließlich cloudintegrierter Bioprozesstechnik, stellen eine erhebliche Herausforderung für eine breitere Marktdurchdringung dar. Da digitale Bioproduktionsplattformen auf Netzwerken, Sensoren und Software basieren, sind sie anfällig für Datenlecks, IP-Diebstahl und Systemmanipulationen. Dies weckt bei Pharmaherstellern Bedenken hinsichtlich der Gefährdung und der Verletzung gesetzlicher Vorschriften.
  • So haben beispielsweise spektakuläre Cyberangriffe auf Gesundheits- und Biopharma-Systeme mehrere Unternehmen vorsichtig gemacht, wenn es darum geht, eine vollständig vernetzte Infrastruktur für kritische Produktionsfunktionen einzuführen.
• Die Bewältigung dieser Cybersicherheitsbedenken durch robuste Verschlüsselungsprotokolle, Zugriffskontrollen und Compliance-orientierte Architekturen ist entscheidend für den Aufbau von Vertrauen bei Biopharmaunternehmen und Aufsichtsbehörden. Unternehmen wie Siemens, GE Healthcare und Honeywell integrieren fortschrittliche Cybersicherheits-Frameworks in ihre Bioproduktionsplattformen, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.
• Darüber hinaus können die relativ hohen Vorlaufkosten für die Implementierung fortschrittlicher digitaler Bioproduktionssysteme – einschließlich MES, PAT-Software und integrierter Robotik – für kleine und mittelgroße Biotech-Unternehmen ein Hindernis darstellen. Cloud-basierte Tools tragen zwar dazu bei, die Eintrittsbarrieren zu senken, die Gesamtbetriebskosten bleiben jedoch ein Problem.
•  Während die Preise allmählich sinken und modulare Lösungen entstehen, können die wahrgenommene Komplexität und der Preis solcher Systeme immer noch eine breite Akzeptanz verhindern, insbesondere in Umgebungen mit geringen Ressourcen.
• Die Bewältigung dieser Herausforderungen durch anbietergestützte Schulungen, skalierbare Lösungen, regulatorische Anreize und Standardisierungsbemühungen wird für ein nachhaltiges Wachstum des Marktes für digitale Bioproduktion von entscheidender Bedeutung sein.

Marktumfang für digitale Bioproduktion

Der Markt ist nach Technologietyp, Einsatz, Art der Biologika und Anwendung segmentiert.

• Nach Technologietyp

Der Markt für digitale Bioproduktion ist nach Technologietyp in Prozessanalysetechnologie (PAT), Datenanalysesoftware (DAS), Fertigungsleitsysteme (MES) und digitale Zwillinge unterteilt. Das Segment Prozessanalysetechnologie (PAT) dominierte den Markt mit dem größten Umsatzanteil von 34,6 % im Jahr 2024. Dies ist auf seine Fähigkeit zurückzuführen, Echtzeit-Einblicke in Bioprozesse zu liefern, die Qualitätssicherung zu verbessern und Chargenfehler zu reduzieren.

Für das Segment der digitalen Zwillinge wird von 2025 bis 2032 mit 12,8 % die höchste durchschnittliche jährliche Wachstumsrate erwartet. Grund hierfür ist die Anwendung bei der Simulation ganzer Fertigungsprozesse, die zu schnelleren Entwicklungszyklen und geringeren Betriebskosten führt.

• Nach Bereitstellung

Der Markt für digitale Bioproduktion wird je nach Einsatz in Cloud-basierte und On-Premise-Systeme unterteilt. Das Cloud-basierte Segment hatte im Jahr 2024 mit 58,1 % den größten Marktanteil, was auf den steigenden Bedarf an flexibler, skalierbarer und aus der Ferne zugänglicher Infrastruktur in Bioproduktionsanlagen zurückzuführen ist.

Das On-Premises-Segment wird voraussichtlich zwischen 2025 und 2032 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 6,4 % wachsen, unterstützt durch die Nachfrage nach Datensicherheit und regulatorischer Kontrolle in hochsensiblen Umgebungen.

• Nach Art der Biologika

Auf der Grundlage der Art der Biologika ist der Markt in Antikörper, Zell- und Gentherapien, Proteine, Impfstoffe und andere segmentiert. Das Segment Antikörper hatte im Jahr 2024 mit 41,3 % den größten Marktanteil, was auf die hohe Nutzung in der Behandlung von Krebs und Autoimmunerkrankungen zurückzuführen ist, unterstützt durch digitale Systeme, die die Qualitätskontrolle in der Großproduktion gewährleisten.

Für das Segment Zell- und Gentherapien wird von 2025 bis 2032 mit 14,1 % die höchste durchschnittliche jährliche Wachstumsrate prognostiziert, da steigende Investitionen in Forschung und Entwicklung sowie behördliche Genehmigungen die Nachfrage nach hochautomatisierten und digital verwalteten Bioproduktionsumgebungen ankurbeln.

• Nach Anwendung

Der Markt für digitale Bioproduktion ist nach Anwendung in Bioprozessoptimierung, Bioproduktionsprozessautomatisierung und -steuerung und weitere Segmente unterteilt. Das Segment Bioprozessoptimierung hatte im Jahr 2024 mit 45,6 % den größten Umsatzanteil, getrieben durch den Trend zu Echtzeit-Entscheidungen, besserer Ressourcennutzung und verbesserter Produktkonsistenz.

Das Segment der Prozessautomatisierung und -steuerung in der Bioproduktion wird voraussichtlich zwischen 2025 und 2032 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 11,9 % wachsen, da Automatisierungstechnologien eine zentrale Rolle bei der Reduzierung arbeitsintensiver Aufgaben und der Verbesserung der Wiederholbarkeit von Prozessen spielen.

Regionale Analyse des digitalen Bioproduktionsmarktes

• Nordamerika dominierte den Markt für digitale Bioproduktion mit dem größten Umsatzanteil von 39,5 % im Jahr 2024, angetrieben durch robuste biopharmazeutische Forschung und Entwicklung, die frühe Einführung von Industrie 4.0-Technologien und die starke Präsenz wichtiger Akteure wie GE Healthcare, Cytiva, Thermo Fisher und Honeywell.
• Biopharma-Unternehmen in der Region schätzen die fortschrittlichen Möglichkeiten der digitalen Bioproduktion – einschließlich Echtzeitanalysen, digitaler Zwillinge und automatisierter Qualitätskontrollsysteme – sehr, da sie betriebliche Effizienz, Skalierbarkeit und Einhaltung gesetzlicher Vorschriften bieten.
• Diese breite Akzeptanz wird durch hohe Gesundheitsausgaben, staatliche Anreize für die Transformation der intelligenten Fertigung und die steigende Nachfrage nach Biologika wie monoklonalen Antikörpern und Zell-/Gentherapien weiter unterstützt, wodurch die digitale Bioproduktion zu einem Kernbestandteil der modernen Arzneimittelproduktion wird.

Markteinblick in die digitale Bioproduktion in den USA

Der US-Markt für digitale Bioproduktion erzielte 2024 mit 68 % den größten Umsatzanteil innerhalb Nordamerikas. Begünstigt wird dies durch eine starke pharmazeutische Infrastruktur, Innovationszentren und die schnelle digitale Transformation der Fertigungssysteme. Wichtige Treiber sind der wachsende Bedarf an skalierbaren Bioprozessplattformen, die zunehmende Nutzung KI- und IoT-basierter Systeme sowie die steigende Zahl von CDMOs, die digitale Zwillinge und MES (Manufacturing Execution Systems) einsetzen. Strategische Initiativen wie die Förderung fortschrittlicher Fertigung durch die FDA treiben das Marktwachstum ebenfalls voran.

Markteinblick in die digitale Bioproduktion in Europa

Der europäische Markt für digitale Bioproduktion wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer deutlichen jährlichen Wachstumsrate wachsen. Dies ist auf strenge regulatorische Rahmenbedingungen (wie GMP- und EMA-Richtlinien) und den starken Fokus der Region auf pharmazeutische Innovationen zurückzuführen. Europäische Länder setzen zunehmend auf digitale Lösungen in der Produktion, um Compliance, Rückverfolgbarkeit und Produktqualität zu verbessern – insbesondere in Deutschland, der Schweiz und Großbritannien. Die Nachfrage nach flexiblen, automatisierten und datengesteuerten Bioproduktionsprozessen wächst weiter.

Einblicke in den britischen Markt für digitale Bioproduktion

Der britische Markt für digitale Bioproduktion wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer bemerkenswerten jährlichen Wachstumsrate wachsen, unterstützt durch staatliche Förderprogramme wie die Life Sciences Vision und Investitionen in KI-gestützte Bioproduktionsplattformen. Das dynamische britische Biotech-Ökosystem, die Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Industrie sowie die Agenda zur digitalen Gesundheitstransformation beschleunigen die Einführung intelligenter Bioproduktionstechnologien.

Markteinblick in die digitale Bioproduktion in Deutschland

Der deutsche Markt für digitale Bioproduktion wird voraussichtlich erheblich wachsen, da Deutschland führend in den Bereichen industrielle Automatisierung, Feinmechanik und Smart-Factory-Lösungen ist. Die deutsche Pharma- und Biotechbranche investiert massiv in PAT (Process Analytical Technologies), digitale Zwillinge und vorausschauende Wartungssysteme, um die Produktion von Biologika zu optimieren und gleichzeitig die Produktsicherheit und die Einhaltung der EU-Vorschriften zu gewährleisten.

Markteinblicke in die digitale Bioproduktion im asiatisch-pazifischen Raum

Der Markt für digitale Bioproduktion im asiatisch-pazifischen Raum wird im Prognosezeitraum 2025–2032 voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 17,3 % wachsen. Dies ist auf die rasante Expansion der Biopharmaindustrie, die steigende Nachfrage nach Biologika und unterstützende staatliche Initiativen in Ländern wie China, Indien und Japan zurückzuführen. In der Region werden zunehmend cloudbasierte Prozessmanagementsysteme, digitale Qualitätskontrolltools und integrierte Kontrolltürme eingesetzt, um die betriebliche Flexibilität zu verbessern und Kosten zu senken.

Markteinblick in die digitale Bioproduktion in Japan

Der japanische Markt für digitale Bioproduktion gewinnt dank der hochmodernen Technologieinfrastruktur des Landes und steigender Investitionen in die intelligente Arzneimittelproduktion an Dynamik. Japans regulatorischer Modernisierungsdrang, die alternde Bevölkerung mit dem Bedarf an komplexen Biologika und die führende Rolle Japans in der Automatisierungstechnologie sind Schlüsselfaktoren für die digitale Transformation im Bereich der Bioproduktion.

Markteinblick in die digitale Bioproduktion in China

Der chinesische Markt für digitale Bioproduktion erzielte 2024 den größten Umsatzanteil im asiatisch-pazifischen Raum. Dies ist auf einen schnell wachsenden Biopharmasektor, staatliche Initiativen zur intelligenten Fertigung (wie „Made in China 2025“) und starke lokale Innovationen zurückzuführen. China entwickelt sich sowohl zu einem Produktionszentrum als auch zu einem Anwender digitaler Bioproduktionssysteme, insbesondere in den Bereichen Zell-/Gentherapie, Biosimilars und monoklonaler Antikörper. Inländische Akteure investieren in KI, Robotik und MES-Plattformen, um ihre globale Wettbewerbsfähigkeit zu steigern.

Marktanteil der digitalen Bioproduktion

Die digitale Bioproduktionsbranche wird hauptsächlich von etablierten Unternehmen angeführt, darunter:

• AspenTech (USA)
• Dassault Systèmes (Frankreich)
• FUJIFILM Diosynth Biotechnologies (USA)
• GE Healthcare (USA)
• Körber (Deutschland)
• Merck KGaA (Deutschland)
• Sartorius (Deutschland)
• Thermo Fisher Scientific (USA)

Neueste Entwicklungen im globalen Markt für digitale Bioproduktion

• Im April 2025 ging Cytiva eine Partnerschaft mit dem Unternehmen für synthetische Biologie Asimov ein, um eine integrierte Zelllinien- und Medienplattform auf den Markt zu bringen. Diese neue Lösung kombiniert Cytivas Fast Trak-Prozessentwicklung und HyClone-Medien mit Asimovs CHO Edge-Zelllinien-Design-Tools. Ziel der Zusammenarbeit ist es, die Produktionseffizienz zu verbessern und die Entwicklungszeiträume für Biologika, insbesondere monoklonale Antikörper und Therapeutika der nächsten Generation, zu beschleunigen.
• Im Januar 2025 gaben Cytiva und Cellular Origins (UK) eine strategische Zusammenarbeit zur Automatisierung der Zell- und Gentherapieproduktion (CGT) mithilfe von Robotersystemen bekannt. Ihre integrierten Technologien werden durchgängige digitale Bioproduktionsabläufe unterstützen und die Skalierbarkeit, Konsistenz und Compliance in der CGT-Herstellung deutlich verbessern.
• Im Juni 2025 unterzeichneten Cytiva und Argonaut Manufacturing Services eine Produktionsvereinbarung zum Ausbau der Reagenzien-Lyophilisationskapazitäten in den USA und Europa. Dieser Schritt wird die Nachhaltigkeit erhöhen, indem er die Haltbarkeit von Bioprozessreagenzien verbessert und die Abhängigkeit von der Kühlkette reduziert. Damit werden Diagnostik- und Biotech-Hersteller mit fortschrittlichen, umweltfreundlichen Lösungen unterstützt.
• Im Mai 2025 berichtete Cleanroom Technology, dass über 87 % der befragten Bioproduzenten auf Einwegtechnologien (SUTs) und digital integrierte MES (Manufacturing Execution Systems) umgestiegen sind. Diese digitalen Plattformen haben Abweichungen um bis zu 50 % reduziert und die Produktionseffizienz gesteigert, indem sie Echtzeit-Entscheidungen, automatisiertes Compliance-Tracking und optimierten Ressourceneinsatz ermöglichen.
• Im April 2025 veröffentlichte die European Pharmaceutical Review einen Artikel über KI-gesteuerte digitale Bioproduktion. Darin wurde hervorgehoben, wie Unternehmen digitale Zwillinge, prädiktive Analysen und fortschrittliche Prozesssteuerung nutzen, um vor- und nachgelagerte Prozesse zu transformieren. Die KI-Integration hilft Unternehmen, die Markteinführungszeit zu verkürzen, die Chargenausbeute zu steigern und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften durch Echtzeit-Einblicke und adaptive Steuerungssysteme zu verbessern.

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