那个DNA 数据存储市场估计价值 2024年34.8百万美元 预计将达到 至2031年532万美元以复合年增长率增长 (CAGR)从2024年到2031年占28%.

由于对数据存储的需求不断增加,近年来市场出现了显著增长。 随着每天生成更多的数据,并且需要储存更长时间的数据,DNA数据存储正在成为一种很有希望的技术。 传统的存储技术不足以处理生成的大量数据。 DNA存储允许大量数据存储在一个非常小的物理空间中,并且也有能力保存数据数千年. 随着使DNA储存效率更高、成本效益更高的持续技术进步,预计今后几年市场将继续稳步增长。 主要角色也在越来越多地投资于研发,以开发先进的解决方案,推动采用DNA数据存储技术.

市场驱动力 - 对硅技术的优势。

几十年来,硅为储存业提供了极为良好的服务,但随着数据每天成倍增长,正在探索替代储存技术。 DNA因其信息密度特别高而成为很有希望的竞争者。 与正在达到物理极限的硅驱动器相比,DNA有可能储存数量小得多的数据。 虽然硅芯片依赖于只有几纳米大小的晶体管,但DNA仅通过四个双螺旋DNA的核苷酸基代表信息. 这使得DNA的密度达到每克最多1个活字节,而一个微小的 SD卡仅使用硅在1兆字节左右存储.

此外,DNA对热、辐射和时间流逝造成的损害具有很高的抗药性。 妥善储存的DNA样本在几千年后被检索,只有小的序列错误. 另一方面,传统的硅驱动器需要小心处理,需要温和的环境条件,以便在较长的时间里保持数据的完整性。 这使DNA成为将重要信息存档的有吸引力的选择,这些重要信息需要为子孙后代继续提供。 数据丢失或腐败是当今数字驱动世界的一个巨大关切,DNA存储可以提供一个超可靠的解决方案,以能够承受环境变化的格式保存关键信息.

DNA数据存储的另一个关键属性是其可持续性. 与硅芯片因能源密集型制造工艺而具有较大碳足迹不同,DNA可以通过更绿色的生物工艺产生. 它利用细胞的自然机制来高效和大规模地复制信息,而不进行繁重的工业操作。 由于减少电子废物的环境压力越来越大,如果发展努力继续产生有希望的结果,DNA数据系统今后可能会成为一种可持续的替代办法。

Dna 记忆卡的预期启用

DNA数据存储技术商业化最前沿的公司之一是以美国为基地的Anthropic. 经过多年的广泛研发,他们最近宣布计划在今年晚些时候推出首张消费性DNA记忆卡. 这些卡被称为"DNA驱动器",将使用Anthropic开发的一种新的DNA存储技术,可以在单克DNA中实现超过1TB的存储能力. 这些商业驱动器将提供与当前一代闪存卡同等的可用存储能力。

Anthropic推出的DNA驱动器是建立DNA作为传统硅驱动器的可行补充甚至后续的重要里程碑. 这将为研究人员和早期收养者提供第一次机会,以真正体验DNA储存产品并测试其能力。 最初遇到的任何问题都有助于Anthropic进一步完善和加强技术。 成功部署DNA驱动卡还可以吸引更多的研究资金和产业伙伴关系交易,加快未来产品开发的步伐。 用户的早期反馈对于证明DNA存储对各种应用的实际可行性至关重要.

更长时间,Anthropic希望这次首次发射能够对DNA数据系统产生更广泛的认识和接受. 随着制造规模的扩大和成本的降低,DNA驱动器在本十年内可能会演变成具有竞争力的价格主流存储替代品. 它们在消费市场上的既定起点使Anthropic处于领导商业化努力的强大地位。 如果一切顺利,我们可以看到加速后续发射,提供甚至更高的DNA能力,并将这一创新概念转化为实用的数据存储解决方案。

市场挑战——数据检索方面的挑战.

目前DNA数据存储市场面临的主要挑战之一是数据检索的速度和可靠性. 虽然DNA作为一种存储介质的密度极高,而且有可能将数据归档很长时间,但检索和读取编码信息仍然是一个复杂的过程。 将基因序列重新转换成数字文件需要多个生化步骤,包括DNA测序和解码. 这些过程需要几个小时到几天的时间才能完成,这取决于所检索的数据的大小。 此外,由于现有生物和化学技术的局限性,在测序和解码阶段有可能出现错误。 如果检索到不正确或不完整的数据,可以使存储的信息变得无用. DNA数据存储还需要专门的实验室设施和经过培训的人员来处理编码和检索工作流程. 这增加了成本,并可能限制广泛的商业采用,而传统的电子存储解决方案几乎是瞬间检索。 总体而言,在排序和解码技术和方法方面需要进一步改进,以实现基于DNA的档案存储解决方案的充分承诺。

档案和冷数据存储的市场潜力。

尽管目前在数据检索方面面临挑战,但基于DNA的储存在长期档案和冷藏市场上提供了巨大的潜力。 由于DNA的超高密度包装能力远远超过任何其他物理介质,它为希望将大量非关键数据和信息归档到未来几十年或几个世纪的组织和机构提供了一个独特的合适解决方案。 例如,储存政府记录、历史档案、科学研究论文和数据集、照片/录像图书馆和其他文化上重要的不改变内容。 通过从主动检索系统中删除这种冷数据,DNA档案可以在传统电子储存基础设施中腾出昂贵的空间。 此外,由于合成DNA链在适当保存后具有固有的稳定性和寿命,储存的信息在理论上是安全的,甚至在几个世纪之后也是完好无损的。 如果继续推进检索方法以解决当前缓慢速度和误差率问题,DNA就有可能通过提供安全的,超强的,几乎永久的非电子数据金库,使整个档案景观发生革命化. 这为DNA储存公司提供了巨大的机会,在今后数十年中能够抓住数十亿美元的长期档案/保存市场的主要份额。

微软的Silica项目(2017年): 早期的先驱之一,微软证明了DNA与Project Silica进行长期数据存档的潜力. 他们第一个成功储存和检索了 DNA中编码的全长电影, 其尺寸为几百兆字节。 这一开创性的努力验证了DNA作为存档存储的可行选择,显示出精确度超过了磁带/HDD。 它展示了DNA在几个世纪里在最小维护下存储数据的潜力.

Illumina的IHG伙伴关系(2019年): DNA测序巨头Illumina与Anthropic合作,将深度学习应用到编码/解码过程中. 这有助于改善存储密度和降低写/读时间。 他们与国际人类基因组项目(IHG)联合工作,储存人类基因组的很大一部分,作为数字DNA数据,有助于在档案领域获得公信力。 它加强了DNA在petabyte尺度上的档案能力.

Catalog伙伴关系(2021年):Catalog与Twist Bioscience合作降低DNA数据存储成本. 杠杆 Twist的基因合成能力,Catalog显示与微软的演示相比,美元/GB成本有10x的改进. 通过简化编码/合成过程和优化寡头设计,Catalog证明即使在研究/个人使用案例的小规模上,DNA存储也具有成本效益。

如例子所示,微软等早期先锋通过宏大规模的构想证明项目验证了DNA的技术潜力. Illumina带来了强大的AI工具来优化存储过程. Catalog和Twist等玩家最近结成的战略伙伴关系,有助于大幅度降低成本,使DNA储存在商业上更可行,即使是适合特殊用途。 总体而言,协作研发和优化编码合成工作流程一直是推进这一前沿技术的关键赢家战略.

通过基于订阅的类型的经济效益 推动云收养

云服务DNA数据存储市场部分市场份额有了显著增长,因为它提供了经济效益,而不是假设解决方案。 云存储消除了在服务器和基础设施上大量预付资本支出的需求,这些支出与建设和维护一个前提DNA数据中心有关。 使用Cloud模式,用户可以避免这些费用,只支付订阅时使用的东西. 这种现收现付办法极大地吸引了储存需求波动和预算紧张、不愿处理基础设施维修问题的研究机构和技术公司。 云服务还提供共享资源和几乎无限的可扩展性,使客户能够根据项目需求轻松地将其存储容量提升或降低,而不受其现有硬件的限制. 多租户云平台提供的业务效率也有助于进一步降低成本。 总的来说,与传统的永久许可模式相比,Cloud DNA数据存储提供的订阅模式使各组织具有更大的灵活性和节省成本。 这些经济利益大大促进了云服务所持的受欢迎度和市场份额的上升.

通过技术 - 排序技术的快速发展有利于基于序列的存储

由于DNA测序技术的持续进步,基于序列的DNA数据存储部分主导了整个技术市场份额. 与基于结构的方法需要昂贵的DNA自定义合成不同,基于序列的存储杠杆持续改进下一代测序技术,从而大大减少了高通量DNA测序读取和写作所需的时间和成本。 在NGS空间中的关键角色如Illumina,太平洋生物科学,牛津纳诺波雷每年都在开发更新的测序平台,其吞吐量较高,读长较长,每基数测序成本较低. 测序成本的这些降低提高了利用DNA存储数字数据的经济可行性,并刺激了基于序列的全市场存储采纳率. 此外,利用高度标准化的工作流程和研究实验室中普遍存在的排序基础设施,有利于基于序列的存储。 与现有测序基础设施的简便性和兼容性使得基于序列的DNA存储比需要定制合成技术的基于结构的方法更具技术挑战性. 总体而言,持续的排序价格降低,加上排序工作流程的标准化程度提高,促使基于序列的存储达到更高的市场份额。

按最终用户计算 -- -- 重要数据集的存储促使各研究所产生兴趣

研究所部分拥有DNA数据储存终端用户市场中最大的市场份额,因为需要将大量重要数据集归档。 研究机构每年从基因组和蛋白质测序,科学模拟,显微镜成像技术以及其他数据密集型研究应用中生成大量数据. 由于数据量每2-3年翻一番,这些研究所在长期保存和获取对开展未来研究至关重要的以往数据集方面面临严重挑战。 由于数据密度可能特别高,DNA提供了一种吸引人的解决办法,可以长期以紧凑的格式将千兆字节的研究数据归档。 研究机构优先将过去的数据集保存在几十年或几个世纪,使DNA成为理想的保存介质. 此外,DNA数据比现有的数字或物理储存更能承受环境损害。 对于希望保证永久获得有价值的数据集的研究机构来说,DNA已经成为比寿命更有限的传统存储介质所选择的技术。 这种安全储存大量数据的能力持续了几个世纪,推动了研究机构在DNA数据存储采纳中的最高市场份额。

• DNA数据存储市场处于技术前沿,提供解决方案,可以在稳定的介质中存储大量数据. 随着指数数据生成和有限的传统存储,DNA存储提供了巨大的容量和寿命. 在成本和回收过程中仍然存在挑战,但进展和伙伴关系正在迅速解决这些问题。 在新技术的推动下,以及预期用于大规模数据存储的DNA的商业用途的推动下,市场已准备好实现显著增长。

运行于DNA数据存储市场的主要玩家包括Thermo Fisher Science Inc.,Micron Technology,Helixworks Technologies Ltd. Agilent Technology,Beckman Coulter,Eurofins Science,Siemens AG,10X基因组,DNA脚本,Ginkgo Bioworks,ArcherDX,Synthego,Genomatix Software GmbH,Zymergen和Biomemory SAS.