在人类漫长的历史中，人们曾经因为缺乏食物饿死或因没有温暖的房屋冻死，直到我们通过农业革命基本解决了饥饿问题，通过工业革命解决了绝大部分住房问题。然而，2016年，世界卫生组织（WHO）的一份报告显示，患糖尿病的人数自1980年以来几乎翻了两番：世界上现在有超过4亿糖尿病人，每年有370万人死于糖尿病。如果照这种趋势发展下去，很快这个星球上每十个人里就有一个糖尿病人。世界卫生组织还估计，未来的二十年里癌症病人（目前每年800万人死于癌症）将增加约70％。这是一个无论农业革命还是工业革命都无法解决的大问题：疾病。
我们迫切需要的是一场“生物革命”。时下的生物科技正攀爬在战胜癌症等重大疾病、衰老（乃至死亡）的征途上，这是不可思议的旅程，有关21世纪生物学革命的历程将成为人类自身发展史上具有里程碑意义的事件。
生物科技简史
1973年，斯坦福大学的斯坦利·科恩（Stanley Cohen）和加州大学旧金山分校的赫伯特·博耶（Herbert Boyer）发现了如何“重组”DNA（在实验室制造出来的DNA），科学家们普遍认为这是让人兴奋的实验，但很少人预料到它能在日后创造出一个全新的产业。赫伯特·博耶本人也并没有从这个发现中看到多少商机，而罗伯特·斯旺森（Robert Swanson）——一名来自颇具传奇色彩的Kleiner Perkins风投公司（即后来的凯鹏华盈）的29岁的员工却从这项实验里看到了潜在的巨大商机。
1976年，他说服赫伯特·博耶成立了基因泰克公司，接下来的故事就是广为人知的历史了：1978年，基因泰克成功克隆了人工胰岛素，其氨基酸序列及生物功能与人类自身合成的胰岛素别无二致，世界上第一个基因工程药物诞生了（1982年获得批准销售）。1979年，基因泰克又克隆了人类生长激素（1985年开始，基因泰克开始销售儿童成长激素）。1980年，基因泰克的IPO（首次公开募股）使其成了第一家生物科技领域的上市公司。
生物科技领域随后掀起了一股“科学家创业”的热潮。卡尔京（Calgene）公司在1980年由加州大学戴维斯分校的科学家们创立，Chiron公司在1981年由加州大学旧金山分校和加州大学伯克利分校的科学家们创立。在美国东海岸，麻省理工学院也开始滋养一批在波士顿成立的初创公司，比如同样成立于1981年的Integrated Genetics。
1983年，凯利·穆利斯（Kary Mullis）发明了聚合酶链锁反应（PCR）来复制基因，迅速撬动了整个生物科技领域的发展。这一时期，南加州的企业也扮演着重要的角色。被生物科技公司的巨额回报所吸引，风险投资家威廉·鲍斯（William Bowes）1980年在洛杉矶创立了安进公司（Amgen）并招募了一大批年轻、聪明的生物工程师。其中，来自台湾的林褔坤（Fu-Kuen Lin）克隆了红细胞生长素（Erythropoietin）基因，进而发明了生物科技历史上最成功的产品之一，也是安进公司的第一个基因重组药物Epogen（促红细胞生成素），1989年获得FDA批准出售。
与此同时，安进公司的拉里·苏扎（Larry Souza）博士克隆出了白细胞生长素G-CSF并在1991年得到FDA批准，这两大基因工程产品使得安进公司在1992年成为销售额逾十亿美元的制造业巨头，还为此获得了时任美国总统克林顿颁发的国家技术勋章。
1986年，莱诺伊·胡德（Leroy Hood）发明了一种DNA测序的方法，成为人类基因组计划实现的基础，四年之后，宏大的人类基因组计划启动。2003年，人类基因组草图绘制完毕。
克隆基因很快演化为克隆动物，20世纪90年代最为轰动的事件应该是“多莉”羊的诞生，伊恩·威尔穆特（Ian Wilmut）1996年将它克隆了出来。
进入21世纪后，合成生物学的研究和应用如火如荼。2004年，麻省理工学院举行了第一届合成生物学国际会议。2010年，克雷格·文特尔（Craig Venter）和汉弥尔顿·史密斯（Hamilton Smith）重新编程了一个细菌的DNA，“人造生命”的可能性引来一片哗然。同样在这一年，便宜的DNA打印技术面世（Cambrian Genomics公司的OpenPCR项目）。
2012年，斯坦福大学的马库斯·科弗（Markus Cover）在软件上模拟了一个完整的有机组织（生殖支原体，Mycoplasma genitalium），同年，加州大学伯克利分校的珍妮佛·杜德纳（Jennifer Doudna）和瑞典科学家埃马纽埃尔·卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）发现了CRISPR-Cas9系统可以用作基因编辑工具。随后几年至今，CRISPR成为最热门的生物学领域的研究工具之一。打印DNA和编程、修改基因到底意味着什么，我们正在狂热地实验中。
湾区再成创新中心
从AngelList（美国著名创投平台）的数据来看，目前，旧金山湾区的生物科技创业者的数量比整个美国其他地区加起来还要多，简单来说，全世界约30%的生物科技创业者都集中在湾区。
有趣的是，生物科技的演变史简直跟计算机技术用了同一个脚本。即，一种新的技术最先在世界某个地方被发明出来，然后整个产业很长一段时间都由欧洲和美国东海岸的跨国大公司们主导着，最终的产业创新中心却迁移和集中到了湾区。
具体来说，DNA的双螺旋结构1953年由弗朗西斯·克里克（Francis Crick）和詹姆斯·沃森（James Watson）在英国发现（DNA双螺旋结构的提出开启了分子生物学时代，揭开生命奥秘的研究从细胞水平进入了分子水平，对生物规律的研究从定性走向了定量，现代生物科技由此蓬勃发展），之后很长一段时间，大型制药企业多来自欧洲：诺华（Novartis）和罗氏（Roche）在瑞士，葛兰素史克（GlaxoSmithKline）和阿斯利康（AstraZeneca）在英国，拜耳（Bayer）在德国和美国东海岸，辉瑞（Pfizer）和百时美施贵宝（Bristol-Myers Squibb）在纽约，默克（Merck）、杨森（Johnson&Johnson）、惠氏（Wyeth）、赛诺菲（Sanofi）与欧加农（Organon）都在新泽西州，只有雅培（Abbott）位于芝加哥和礼来制药（Eli Lilly）位于印第安纳州。此外，人类基因组计划也主要是由美国东海岸的大公司们在推进，麻省理工学院和哈佛大学在化学、工程学和生物领域都拥有世界级的研究机构。彼时，没有人会想到湾区会如此重要。
如今，湾区至少有9个为生物科技创业者而办的孵化器。包括QB3（加州定量生物医药研究院，2000年由加州大学创立）、伯克利生物实验室［2014年由安东尼皮莱（Jayaranjan Anthonypillai）成立］、IndieBio（2014年成立于旧金山，是爱尔兰SOSVentures的分支机构）以及拜耳公司和杨森公司的实验室孵化器等。
湾区生物科技创业者集中的几个地区分别是：南旧金山（基因泰克1976年诞生的地方）、埃默里维尔（奥克兰和伯克利之间的城市，靠近加州大学伯克利分校）以及旧金山米慎湾地区（加州大学旧金山分校的一个新的医学院2003年成立于该地区）。因此，严格来说，生物科技在湾区的蓬勃发展并不是一种“硅谷现象”（硅谷还在南旧金山以南），尽管也有一些用软件技术加速该领域自动化的公司设立在硅谷［比如发明了“基因芯片”的昂飞公司（Affymetrix）以及首个将个人基因组测序商业化并提供给普通客户的23andMe等］。
欧洲和美国东海岸的大公司及科研机构科学家云集，资金充沛，但如今生物科技领域新的创意、灵感往往来自湾区。一定要寻找原因的话，我只能说，“不同凡响”和敢于冒险的精神比金钱和科学家更重要。另外，风险投资家和大公司们可以在任何地方开出一家创业公司，但他们需要吸引年轻的工程师们加入，而湾区能够吸引来自全世界的人才，尤其是年轻人。
通常来说，大公司非常擅长为新产品开拓市场，但往往不怎么擅长产生新的想法和创意，湾区的创业者们尤其擅长创新，再加上基因泰克公司的成功为湾区树立了一个重要的先例：先有一个新想法，然后再跟大公司合作将这个想法市场化，这个模式在后来的生物科技领域不断重复再现。
基因泰克和安进公司的主要区别是，基因泰克从创立之初就在寻找大买家，并最终于1990年将企业出售给了瑞士药企巨头罗氏制药，而安进公司始终保持着“先锋”的姿态不断探索。
公平地讲，波士顿地区也有很多生物科技的创业者。哈佛的教授乔治·丘奇（George Church）一个人就是Knome、Alacris、AbVitro、Pathogenica、Veritas Genetics、Joule、Gen9、Editas、Egenesis、enEvolv、WarpDrive等多个公司的共同创始人。但湾区在生物科技领域让波士顿相形见绌也不是最近才发生的。塞特斯（Cetus）是有史可查的湾区第一个现代生物科技创业公司，1971年就由唐纳德·格拉泽（Donald Glaser）创立，唐纳德是加州大学伯克利分校一位曾获得诺贝尔奖的核物理学家，后来转向了分子生物学研究。
大多数人不认为吉利德科学公司（Gilead Sciences）是湾区最成功的生物科技企业（事实上确实是）。它于1987年由风险投资公司Menlo Ventures的一名29岁的员工迈克尔·赖尔登（Michael Riordan）创立，最初旨在基因治疗，后来由于里奥丹意识到抗病毒药物的潜力，于1991年将公司转向了抗病毒药物的研发。吉利德科学公司直到2003年以前都是赔钱的。1999年，罗氏制药开始销售抗流感药达菲（磷酸奥司他韦胶囊），该药就是吉利德的发明。2005年，美国总统乔治·沃克·布什要求调用一批紧急资金应对流感肆虐，而这笔资金的15%都被用来了购买达菲。
吉利德的另外一大成功是替诺福韦（tenofovirdisoproxil，Viread）［（一种新型核苷酸类逆转录酶抑制剂。可有效对抗多种病毒，用于治疗病毒感染性疾病，具有潜在的抗HIV-1活性（HIV，人类免疫缺陷病毒）］。这是2001年FDA批准的一种抗艾滋病的药。2009年，吉利德被福布斯杂志评为成长速度最快的公司之一。2013年，吉利德在市场上取得了又一次成功，它成功研发出了用于治疗丙型肝炎的Sovaldi（索非布韦），也是史上最贵的药物之一。2015年，吉利德以1 500亿市值位列生物科技公司榜首，已超过了葛兰素史克、阿斯利康和百时美施贵宝。
这个行业特别在哪儿
生物科技在湾区的演变史和计算机技术发展史很相似，但两者本身完全不同。在湾区，投资生物科技的风投们往往不会投资计算机技术。反之亦然，投资计算机技术的也往往不会投资生物科技。当然，大的风投公司除外（它们什么都投），其他规模小些的风投公司往往专注于一两个领域。这种投资上的界限主要就是因为生物科技这一领域的独特性。
第一，生物科技的创业者需要跟科学界有紧密的联系，初创公司的科研能力和水平很重要，这也是为什么很多创业者都集中在大学周边，或者本身就是这一领域的教授的原因。对计算机来说，目前常见的软件创新是设计一个APP，看它能否被大量用户接受，对硬件来说，更多是看能否在一个芯片上放更多的晶体管，对科研能力的要求相对没有那么高。
第二，生物科技初创公司通常是由年长的人创办的，而软件创业领域往往活跃着很多青少年创始人，哪怕是在读大学生，也能设计出一款APP，成立一家公司。这背后的原因是，生物科技是一个非常复杂的行业，需要很多年轻人尚不具备的技能，这一行业的创始人往往需要有化学、生物、工程学、市场营销等多方面的能力，甚至需要具备能跟政府机构（美国食品药品管理局）以及大型制药公司（它们可以将一种新药卖到全球）打交道的能力。
第三，生物科技公司研发一种“新产品”所需的金钱和时间成本跟软件业也不可同日而语。生物科技仅临床研究就可以轻易地耗资千万美元。据2014年塔夫茨药物研发中心（Tufts Center for the Study of Drug Development）报告显示，目前研发一种新药（从实验室到临床研究，再到投入市场）的成本已经超过了25亿美元。而研发一种新的APP的费用还不到一百万美元。
从时间成本来看，在市场上推出一种新药通常需要5~10年，其中6~7年都用于药物的临床研究，而FDA的审批往往又需要2年时间。在实验室研发一种新药在世界任何地方都会轻易用掉2~6年。虽然药物的实际生产只需要一年时间，但投产之前是一个漫长而昂贵的过程，产出一款药品样本的过程简直就是在跑马拉松，这与快速更迭产品的软件行业更是大为不同。
比如，大名鼎鼎的基因泰克、安进以及吉利德都是由风险资本家创立的，它们开发出一款新药到投放市场销售的时间花费了8~12年，这可不是软件行业的几个穷学生在车库里就能捣鼓出来的。
第四，生物科技领域有着各种严格的规章制度，计算机行业根本不存在这些约束。硬件行业顶多会担心下环境污染问题，但生物科技行业需要保证自己的新药不会对成千上万的病人带来对健康乃至生命的威胁。
看一下生物科技和计算机每年的“产出”就会明白：每年有成千上万的新软件和小的硬件装置发布出来，但每年被FDA批准的药物数量极少，一般少于50个，远远不到100个。2014年和2015年生物科技领域的爆发（泡沫）跟FDA多少也有关系，这两年简直是医药行业的“黄金岁月”，FDA出乎意料地批准了大量新药：2014年批准了44种（1996年以来的最高纪录），2015年批准了51种（1950年以来的最高纪录）。排名前三的药企数年来都一样（强生、葛兰素史克和诺华公司），但这两年里超过50%的新药不是这些“大公司”研发的，与此同时，“生物制品”的比例也一直在增加：2013年占到22%，2014年占到35%，2015年占到39%。
第五，即便一切顺利，新的药品成功上市，也往往很难跟已有产品竞争，公众对新药的接纳度总是比较谨慎的。你当然可以研发出一款更好的阿司匹林，但你要如何说服大众用你的新药？新药的市场营销比软件应用难多了。新药没办法像一款新的APP那样病毒式蔓延，它不在智能手机上运行，没办法被应用商店推荐，也没办法在类似Facebook这样的社交媒体上蔓延。
总体来说，生物科技行业的风险比计算机行业要高多了。但是，这个行业的回报也相应地高多了，一旦一种新药大获成功，回报都会是天文数字，它能在很长一段时间里都维持数十亿美元的年营业收入。
“泡沫”始末
以2015年的生物科技泡沫来说。2015年上半年，随着大量风投资金涌入生物科技领域，湾区见证了自20世纪90年代以来该领域最大的泡沫。数据确实让人惊心：仅2015年第二季度湾区的生物科技公司就收到了9.26亿美元的风险投资。但泡沫并不仅在湾区，整个美国当时都处于生物科技泡沫中。
2015年被资本和媒体追逐的该领域明星企业包括：Denali Thera- peutics［成立于旧金山，专注于治疗神经组织退化疾病，如阿尔茨海默氏症、肌肉萎缩性侧面硬化病（ALS）和帕金森病，A轮融资中就获得2亿多美元的投资，创下了生物科技公司的最高A轮融资纪录］、Melinta Therapeutics（成立于纽黑文，专注于治疗严重感染的抗生素）、CytomX Therapeutics（成立于圣巴巴拉，专注于肿瘤靶向抗体）、Regenexbio（成立于马里兰州，专注于基因治疗）以及来自波士顿的Dimension Therapeutics和Voyager Therapeutics。
2015年，生物科技领域频繁的企业并购也创下了历史纪录，就像2014年该领域的企业上市量也创下了历史纪录一样（一年里有了74次IPO）。在资本最密集的2015年第二季度，共有14家生物科技企业上市，值得一提的比如Aduro Biotech（位于加利福尼亚州伯克利，一家研发针对胰腺癌免疫疗法的公司）以及ProNAi Therapeutics（成立于加拿大温哥华，一家临床阶段的癌症基因疗法研究公司）。
在“疯狂的2015”之前，生物科技已经历了4年的高速发展。2015年秋天，整个行业终于收到了“叫醒电话”。截至2015年9月底，纳斯达克生物科技指数从7月的最高位狂跌27%。
当然，也有一些金融专家认为这不过是股市普遍下跌的影响，根本不值得过于担心，他们认为，支撑生物科技繁荣的背后是一个简单的统计数据：美国大概有8 000万“婴儿潮一代”即将在未来20年内退休，由此必将带来医疗保健的热潮。而大型制药公司（或它们收购的创业公司）正在研发的系列药物多集中在减少胆固醇、治疗癌症、改善老年痴呆症带来的认知问题等，所有这些药物对需要它们的老年人来说都是“神药”，受到追捧是肯定的。
我本人对投资者这轮狂热的可以用一个例子阐释：1996年，辉瑞公司推出了降胆固醇药立普妥（Lipitor），截至2012年，该药成了史上最畅销的药物：它产生了超过1 250亿美元的销售额［比坦桑尼亚一个国家的GDP（国内生产总值）还要高］。
但我们尤其需要警惕“泡沫”背后的贪婪。在生物科技上升期，一个叫作马丁·什克雷利（Martin Shkreli）的年轻人成立了图灵制药公司（Turing Pharmaceuticals），以5 500万美元的价格从益邦实验室收购了一种叫达拉匹林（Daraprim）的药物，这是一种专门治疗寄生虫感染的药，针对的是患有艾滋病、癌症等免疫系统缺陷的病人。然后，什克雷利一夜之间将这种药物的价格从每片13.5美元提高到750美元。这件事本身来说并不违法，但什克雷利因可能造成了众多HIV病人的死亡而受到严重谴责，他则为自己辩护称这不过是生意（还公开炫富）。2015年12月，什克雷利因涉及金融交易欺诈被捕，虽然他被指控的案件是在他成立图灵制药公司之前发生的，但公众的反应颇有“大快人心”的意味。
类似什克雷利的情况还有很多，任何具备常识的人都会将这种泡沫下的经营行为称为“投机”而不是“医疗保健”。比如2015年规模最大的IPO公司Axovant。Axovant一共只有10名员工（创始人的母亲、弟弟以及其他几个朋友），成立到上市的时间还不到一年，但很快就从股市募集了3.15亿美元；Axovant的创始人维韦克·拉玛斯旺米（Vivek Ramaswamy）是一个29岁的年轻人，之前是一名对冲基金经理（而不是科学家）；最关键的是，和很多其他成立早期就上市的生物科技公司一样，Axovant只有一个产品，一种用于治疗阿尔茨海默症（俗称老年痴呆症）的药，这个产品还是Axovant花500万美元从葛兰素史克公司买来的，而葛兰素史克已经放弃了对它的临床试验（葛兰素史克于2008~2012年在该药上做了5个试验，测试了1 250个病人，没有进入三期试验就被弃置）。如果你认为，也许葛兰素史克公司犯错误了吧，但在类似药物上投入研发的还有瑞辉制药，它也跟葛兰素史克出于同样的原因放弃了：这种药对病人并无好处。
再比如，2015年生物科技领域的又一传奇Theranos。该公司是由一个19岁的年轻女孩伊丽莎白·福尔摩斯（Elizabeth Holmes）在2003年创立的，她从斯坦福大学辍学创业，并无医学背景，却承诺只需要手指上“一滴血”就可检验大量指标的新的验血方案，且价格比传统方式便宜很多。Theranos因此成了硅谷的独角兽，高峰时候估值高到100亿美元，伊丽莎白·福尔摩斯也被媒体称为“下一个乔布斯”。然而，2015年，《华尔街日报》对其的调查报告暴露了该公司的诸多问题，包括并未全部使用专有设备检验以及检验结果不准确等。2016年，美国卫生署发布了一个长达100页的报告，结论是Theranos目前的做法对病人很危险。
指数级进步
从计算机跟生物科技的比较来看，生物科技领域的创业门槛是非常高的，为什么还会有众多创业者源源不断涌现，以致出现泡沫？
这是因为生物科技领域的进步越来越快，导致创业成本正在大幅下降，进步主要来自两方面。第一，摩尔定律的影响。人类基因组计划从1990年到2003年，前后用了13年，花费30亿美元。而现在个人基因组测序的费用已经降到了200美元左右。
第二，实验室自动化。首先要撇清的是，传统的实验室“自动化”往往指的是用高度自动化的工作台取代技术人员的手和眼睛，如今生物科技领域的自动化往往指的是一种新型的实验室，不仅是说实验室使用的机器性能在提升，价格在下降，而是说我们正在将整个实验室都放在一个小小的芯片上。
实验室自动化是这个领域的大事，基因组学离开了它就没办法将价格降下来。湾区现在俨然已是众多专注于“实验室自动化”的生物科技创业者们的“老巢”。
昂飞公司在基因芯片技术和基因组学研究上都是行业“领头羊”，它于1994年利用光刻技术和光化学合成技术发明了第一块“基因芯片”（Gene Chip）。实际上，早在1991年，该公司创始人斯蒂芬·福多尔（Stephen Fodor）就已经在“基因芯片”技术上有了重大突破，当时公司的名字还是Affymax。
1995年，斯坦福大学的帕特·布朗（Pat Brown）和马克·舍纳（Mark Schena）用一种截然不同的方法发明了基因芯片，即“基因微阵列”芯片，由此引入了“DNA微阵列”（DNA microarray）这个行业术语。DNA微阵列技术使得同时测试几千个分子成为可能，大大加快了这一行业的研发速度。微阵列技术的灵感来自哪里呢？细究下去会发现，做DNA检测的微阵列其实是英国帝国癌症研究基金会（Imperial Cancer Research Fund，ICRF）的汉斯·利维奇（Hans Lehrach）在1987年发明的第一个阵列机器人的“后代”。
大约同一个时期，1995年牛津基因技术公司（Oxford Gene Technology）的创始人埃德温·萨瑟思（Edwin Southern）正在尝试一种基于喷墨技术的基因芯片，华盛顿大学的阿兰·布兰查德（Alan Blanchard）也在进行着同样的实验，1996年，阿兰·布兰查德发明的技术被安捷伦公司（Agilent）收购。
之后，Nimblegen Systems公司采用了昂飞公司技术的一个改进版本。亿明达（Illumina）公司采用了塔夫茨大学大卫·瓦特（David Walt）发明的方法。但这些公司其实都希望能利用最初为硅半导体开发的技术，目的是提升和改善DNA检测可执行的速度。
自从人类基因组计划成功之后，我们的目标转换为将整个人类基因组放到一个微阵列上，2002年，欧洲分子生物学实验室（European Molecular Biology Laboratory）的威廉·安佐格（Wilhelm Ansorge）成功实现了这一设想。
2004年，首批使用人类基因组草图序列的商品化微阵列从昂飞公司（昂飞公司的基因芯片仍占据微阵列市场的主导地位）、安捷伦（安捷伦仍依赖喷墨打印技术）、应用生物系统公司（Applied Biosystems）和亿明达这几家企业里诞生了。其中，后三个公司全部来自加州，是湾区基因测序行业的前三甲。
从技术上来说，第一个制造出全人类基因组微阵列的公司应该是总部位于威斯康星州的罗式系统（NimbleGen Systems），它在2003年就能够做到了。之后，行业内的竞争无非围绕如何提供更低的价格和更好的基因“注释”展开。2009年，由雷内和托德（Rene Schena＆Todd Martinsky）成立于1993年的Arrayi公司发明了H25K，另外一种拥有全人类基因组的DNA微阵列。
继DNA芯片（基因芯片）之后，生物科技自动化的下一步就是“芯片上的实验室”（lab on the chip）。
从20世纪60年代开始，“微机电系统”（MEMS，基本上是指尺寸在几厘米以下乃至更小的小型装置，是一个独立的智能系统，主要由传感器、执行器和微能源三大部分组成）的发展已经有了很大的进步，不少装置甚至在微处理器被发明之前就已经有了。1964年，美国西屋电气公司的哈维·内桑森（Harvey Nathanson）发明了第一个MEMS，而第一个MEMS的成功案例则是惠普公司1979年发明的“热喷墨”技术，紧随其后的是美国亚德诺半导体公司（Analog Devices）发明的微加速度传感器（今天在许多行业都得到了广泛应用，如安全气囊等）。
1983年，理查德·费曼发表了著名演讲之一——《无穷小机械》。最初，MEMS只是利用了半导体行业的制造技术，直至1999年，美国朗讯科技推出了全光路由器，直接引发了21世纪初的光学MEMS的热潮。
不过，真正让MEMS成为现实的技术是“微流体”，简单来说就是能够制造成千上万的微通道（这里的“微”指的是微米级大小）并处理分析极小量液体的能力。这种技术其实也是一个美国军用项目的成果：美国国防研究计划署（DARPA）需要一个技术系统快速检测生物和化学武器，因此，他们在1997年创建了一个名为“Microflumes”的项目，主要资助微流体方面的研究。
早在1978年，斯坦福大学的詹姆斯·安吉尔（James Angell）就已经在研究“微机械”了，他的一个学生斯蒂芬·特里（Stephen Terry），1979年推出了第一个被称为“芯片上的实验室”的装置，这种装置主要用来分离、鉴定和分析一种气体里的不同元素（最初，这种技术是由NASA委托研究的，主要目的是用来分析火星上的气体。但是，今天MEMS和微流体的进步带来了“芯片上的实验室”的诸多产品）。
1999年，从惠普公司中分离出来的安捷伦公司发布了第一款商业化的“芯片上的实验室”产品，即2 100生物分析仪（采用多功能微流控技术实现对DNA、RNA、蛋白、细胞定性定量分析的仪器）。之后，安捷伦在2004年发布的“Agilent 5 100”（电感耦合等离子体发射光谱仪）的作用更重要。正是这些开拓性的系统让如今的生物科技初创企业能够每天完成大量的DNA和蛋白质样品分析。
接下来，“芯片上的实验室”可能会进步更多，因为整个行业和政府都对此有着浓厚的兴趣。
实验室自动化另一方面的进步来自机器人。对大部分生物科技的研究任务来说，仍然需要处理实验室里的液体，这需要花费大价钱聘请研究员来做，而这个人只需要在特定的几天里工作上特定几个小时。再或者，我们可以用机器人替代人类，也就是说，用机器人将生物学家的双手从烦琐的实验室操作中解放出来（机器人不需要休息，可以一直工作）。
目前已经有了能替代生物学家手工操作部分的机器人，但这种机器人的成本在10万美元以上。目前创业者的目标是降低成本，让一些小型实验室也可以负担得起。
比如，OpenTrons就是一家2014年在中国深圳孵化出来的创业公司，它想要通过机器人和软件来替代生物科学家完成实验室的大量操作工作，从而降低生物研究时间及人工成本，实现自动化。它就想要研发让中小实验室都承受得起的“便宜”的生物实验机器人。OpenTrons还率先在中国推出了HAXLR8R（一家位于深圳的硬件创业孵化器，从世界各地招募硬件创业者），并于2014年在Kickstarter上成功完成众筹，现在公司总部设在纽约。
OpenTrons公司的故事很有趣，它是一名纽约大学的毕业生威尔·卡奈因（Will Canine）创立的，威尔其他的身份还包括：反资本主义的“占据运动”（Occupy movement）积极分子，“DIY”（自己动手）生物科技创客空间Genspace的一个“生物黑客”。OpenTrons公司的其他创始人包括一位中国机器人技术专家赵秋（Chiu Chau）以及一位软件工程师尼克·瓦格纳（Nick Wagner）。
OpenTrons的机器人项目显然受到了硅谷软件黑客们的启发：它的机器人系统是开源的，而且提供一种“快速成型”的模式，只不过它操作的不是软件，而是大量的DNA等生命材料。OpenTrons机器人是围绕一个开放源码的树莓派电脑和开源软件建造的，既然目标是价格“亲民”，OpenTrons希望它比笔记本电脑更便宜，从而使大量的DIY社区都可以使用。
实验室自动化外，云计算的应用也是生物科技领域极有潜力的，可以预见，基于云计算的生物科技实验室未来必将取代传统实验室。比如，2012年由杜克大学毕业的马克斯·霍达克（Max Hodak）创建于帕罗阿图的Transcriptic公司，它就专注于让世界上任何地方的科学家都能通过机器人完成实验室测试，Transcriptic提供机器人、实验室，还能帮你处理所有的计算，如果你是生物科学家，只需要远程提交实验规范，机器人就可以代表你进行实验操作了。