从CG专利诉讼与和解到NGS主导地位确立，Illumina专利扩张如何改写基因测序历史进程？
基因测序的历史进程，在相当程度上是由专利布局与诉讼博弈塑造的。Illumina通过围绕桥式PCR扩增与边合成边测序技术构建的密集专利网，多次对同行发起专利诉讼，并在此过程中逐步确立了其在NGS（下一代测序技术）领域的主导地位。 从2010-2011年多次诉讼Complete Genomics（后于2013年和解），到2016年诉讼Oxford Nanopore Technologies，再到2019-2021年对华大智造发起多次专利诉讼，这一系列动作不仅限制了后进入者的快速发展，也深刻改写了基因测序行业的竞争格局。
专利网：NGS时代的核心竞争壁垒
基因测序技术从Sanger测序演进到高通量测序（NGS），实现了通量与成本的根本性变革。NGS技术以其高通量、高准确性、高灵敏度、自动化程度高及成本低等优势，成为基因测序技术大规模商业化应用普及的主要推动力。然而，测序技术的核心壁垒不仅在于对测序原理的理解，更在于围绕测序技术构建的专利网。
Illumina是基因测序仪领域的领导者，其专利网极其密集，全球专利数量超过12000项，其中在美国2900多项，欧洲布局1174项，中国布局1065项，澳大利亚布局883项。如此密集的专利布局意味着，在专利独占期内，新进入者只能通过独创技术，彻底与原有存量玩家不同。正如行业所观察到的，前期未被华大收购的CG公司虽有专利和早期技术，但并不意味着就能直接转化出量产且成功的基因测序仪。
诉讼与并购：行业格局的关键转折
Illumina的专利诉讼策略，在多个关键时间节点上重塑了行业格局。2010-2011年，Illumina多次诉讼Complete Genomics专利侵权，双方于2013年和解。此后，华大于2013年收购Complete Genomics，进入上游制造领域。2016年，Illumina对Oxford Nanopore Technologies提起诉讼。2019-2021年，Illumina多次对华大智造发起针对核酸测序信号放大技术专利的诉讼。这些专利诉讼限制了后进入者在测序仪领域的快速发展。
与此同时，技术路线的竞争也在淘汰参与者。罗氏454的焦磷酸测序因测序通量和成本始终限制技术推广，罗氏在2016年底终止了其454公司的NGS测序业务。这一退出进一步巩固了头部玩家的市场地位。从市占率看，2019年全球基因测序仪器耗材市场中，Illumina占据74.1%的份额，Thermo Fisher占13.6%，华大智造占3.5%；在中国市场，Illumina占61%，华大智造占24%。
价值链顶端与行业走向
专利壁垒直接转化为价值链上的议价能力。在整个基因测序产业链中，以Illumina为代表的上游设备、试剂供应端毛利率和净利率最高。上游仪器设备制造领域集多种交叉学科于一体且研发周期长，技术壁垒高，因此议价能力较强，而中下游企业竞争较为激烈。
值得注意的是，NGS虽是目前主流，但技术演进并未停止。2011年后，以PacBio公司的SMRT技术和Oxford Nanopore Technologies公司的纳米孔单分子技术为代表的第三代测序技术兴起，其最大特点是单分子测序，无需PCR扩增，理论上可测定无限长度的核酸序列。不过，第三代测序的测序准备度与NGS仍有差异，单条序列错误率较高，平均成本也较NGS高，因此NGS在未来一段时间内仍是主流技术。
常见问题
Illumina的专利诉讼对华大智造产生了什么影响？
Illumina在2019-2021年多次对华大智造发起针对核酸测序信号放大技术专利的诉讼，这些诉讼限制了后进入者在测序仪领域的快速发展。华大智造则采用了DNA纳米球与联合探针锚定聚合相结合的技术路线，与Illumina的桥式PCR技术路线形成差异化竞争。
罗氏454为何退出NGS业务？
罗氏454采用焦磷酸测序技术路线，其测序通量和成本始终限制技术的推广，罗氏在2016年底终止了其454公司的NGS测序业务。这一事件标志着早期NGS技术路线的一次洗牌，也进一步强化了头部企业的市场集中度。
NGS之后，基因测序技术向何处去？
2011年后，以PacBio的SMRT技术和Oxford Nanopore的纳米孔单分子技术为代表的第三代测序技术兴起，其最大特点是单分子测序、无需PCR扩增。但目前第三代测序的准确率与成本仍与NGS有差距，NGS仍是基因测序大规模商业化应用的主要推动力。