在人類漫長的歷史中，人們曾經因為缺乏食物餓死或因沒有溫暖的房屋凍死，直到我們通過農業革命基本解決了飢餓問題，通過工業革命解決了絕大部分住房問題。然而，2016年，世界衛生組織（WHO）的一份報告顯示，患糖尿病的人數自1980年以來幾乎翻了兩番：世界上現在有超過4億糖尿病人，每年有370萬人死於糖尿病。如果照這種趨勢發展下去，很快這個星球上每十個人裡就有一個糖尿病人。世界衛生組織還估計，未來的二十年裡癌症病人（目前每年800萬人死於癌症）將增加約70％。這是一個無論農業革命還是工業革命都無法解決的大問題：疾病。
我們迫切需要的是一場「生物革命」。時下的生物科技正攀爬在戰勝癌症等重大疾病、衰老（乃至死亡）的征途上，這是不可思議的旅程，有關21世紀生物學革命的歷程將成為人類自身發展史上具有里程碑意義的事件。
生物科技簡史
1973年，斯坦福大學的斯坦利·科恩（Stanley Cohen）和加州大學舊金山分校的赫伯特·博耶（Herbert Boyer）發現了如何「重組」DNA（在實驗室製造出來的DNA），科學家們普遍認為這是讓人興奮的實驗，但很少人預料到它能在日後創造出一個全新的產業。赫伯特·博耶本人也並沒有從這個發現中看到多少商機，而羅伯特·斯旺森（Robert Swanson）——一名來自頗具傳奇色彩的Kleiner Perkins風投公司（即後來的凱鵬華盈）的29歲的員工卻從這項實驗裡看到了潛在的巨大商機。
1976年，他說服赫伯特·博耶成立了基因泰克公司，接下來的故事就是廣為人知的歷史了：1978年，基因泰克成功克隆了人工胰島素，其氨基酸序列及生物功能與人類自身合成的胰島素別無二致，世界上第一個基因工程藥物誕生了（1982年獲得批准銷售）。1979年，基因泰克又克隆了人類生長激素（1985年開始，基因泰克開始銷售兒童成長激素）。1980年，基因泰克的IPO（首次公開募股）使其成了第一家生物科技領域的上市公司。
生物科技領域隨後掀起了一股「科學家創業」的熱潮。卡爾京（Calgene）公司在1980年由加州大學戴維斯分校的科學家們創立，Chiron公司在1981年由加州大學舊金山分校和加州大學伯克利分校的科學家們創立。在美國東海岸，麻省理工學院也開始滋養一批在波士頓成立的初創公司，比如同樣成立於1981年的Integrated Genetics。
1983年，凱利·穆利斯（Kary Mullis）發明了聚合酶鏈鎖反應（PCR）來複製基因，迅速撬動了整個生物科技領域的發展。這一時期，南加州的企業也扮演著重要的角色。被生物科技公司的巨額回報所吸引，風險投資家威廉·鮑斯（William Bowes）1980年在洛杉磯創立了安進公司（Amgen）並招募了一大批年輕、聰明的生物工程師。其中，來自台灣的林褔坤（Fu-Kuen Lin）克隆了紅細胞生長素（Erythropoietin）基因，進而發明了生物科技歷史上最成功的產品之一，也是安進公司的第一個基因重組藥物Epogen（促紅細胞生成素），1989年獲得FDA批准出售。
與此同時，安進公司的拉裡·蘇扎（Larry Souza）博士克隆出了白細胞生長素G-CSF並在1991年得到FDA批准，這兩大基因工程產品使得安進公司在1992年成為銷售額逾十億美元的製造業巨頭，還為此獲得了時任美國總統克林頓頒發的國家技術勳章。
1986年，萊諾伊·胡德（Leroy Hood）發明了一種DNA測序的方法，成為人類基因組計劃實現的基礎，四年之後，宏大的人類基因組計劃啟動。2003年，人類基因組草圖繪製完畢。
克隆基因很快演化為克隆動物，20世紀90年代最為轟動的事件應該是「多莉」羊的誕生，伊恩·威爾穆特（Ian Wilmut）1996年將它克隆了出來。
進入21世紀後，合成生物學的研究和應用如火如荼。2004年，麻省理工學院舉行了第一屆合成生物學國際會議。2010年，克雷格·文特爾（Craig Venter）和漢彌爾頓·史密斯（Hamilton Smith）重新編程了一個細菌的DNA，「人造生命」的可能性引來一片嘩然。同樣在這一年，便宜的DNA打印技術面世（Cambrian Genomics公司的OpenPCR項目）。
2012年，斯坦福大學的馬庫斯·科弗（Markus Cover）在軟件上模擬了一個完整的有機組織（生殖支原體，Mycoplasma genitalium），同年，加州大學伯克利分校的珍妮佛·杜德納（Jennifer Doudna）和瑞典科學家埃馬紐埃爾·卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）發現了CRISPR-Cas9系統可以用作基因編輯工具。隨後幾年至今，CRISPR成為最熱門的生物學領域的研究工具之一。打印DNA和編程、修改基因到底意味著什麼，我們正在狂熱地實驗中。
灣區再成創新中心
從AngelList（美國著名創投平台）的數據來看，目前，舊金山灣區的生物科技創業者的數量比整個美國其他地區加起來還要多，簡單來說，全世界約30%的生物科技創業者都集中在灣區。
有趣的是，生物科技的演變史簡直跟計算機技術用了同一個腳本。即，一種新的技術最先在世界某個地方被發明出來，然後整個產業很長一段時間都由歐洲和美國東海岸的跨國大公司們主導著，最終的產業創新中心卻遷移和集中到了灣區。
具體來說，DNA的雙螺旋結構1953年由弗朗西斯·克裡克（Francis Crick）和詹姆斯·沃森（James Watson）在英國發現（DNA雙螺旋結構的提出開啟了分子生物學時代，揭開生命奧秘的研究從細胞水平進入了分子水平，對生物規律的研究從定性走向了定量，現代生物科技由此蓬勃發展），之後很長一段時間，大型製藥企業多來自歐洲：諾華（Novartis）和羅氏（Roche）在瑞士，葛蘭素史克（GlaxoSmithKline）和阿斯利康（AstraZeneca）在英國，拜耳（Bayer）在德國和美國東海岸，輝瑞（Pfizer）和百時美施貴寶（Bristol-Myers Squibb）在紐約，默克（Merck）、楊森（Johnson&Johnson）、惠氏（Wyeth）、賽諾菲（Sanofi）與歐加農（Organon）都在新澤西州，只有雅培（Abbott）位於芝加哥和禮來製藥（Eli Lilly）位於印第安納州。此外，人類基因組計劃也主要是由美國東海岸的大公司們在推進，麻省理工學院和哈佛大學在化學、工程學和生物領域都擁有世界級的研究機構。彼時，沒有人會想到灣區會如此重要。
如今，灣區至少有9個為生物科技創業者而辦的孵化器。包括QB3（加州定量生物醫藥研究院，2000年由加州大學創立）、伯克利生物實驗室〔2014年由安東尼皮萊（Jayaranjan Anthonypillai）成立〕、IndieBio（2014年成立於舊金山，是愛爾蘭SOSVentures的分支機構）以及拜耳公司和楊森公司的實驗室孵化器等。
灣區生物科技創業者集中的幾個地區分別是：南舊金山（基因泰克1976年誕生的地方）、埃默裡維爾（奧克蘭和伯克利之間的城市，靠近加州大學伯克利分校）以及舊金山米慎灣地區（加州大學舊金山分校的一個新的醫學院2003年成立於該地區）。因此，嚴格來說，生物科技在灣區的蓬勃發展並不是一種「硅谷現象」（硅谷還在南舊金山以南），儘管也有一些用軟件技術加速該領域自動化的公司設立在硅谷〔比如發明了「基因芯片」的昂飛公司（Affymetrix）以及首個將個人基因組測序商業化並提供給普通客戶的23andMe等〕。
歐洲和美國東海岸的大公司及科研機構科學家雲集，資金充沛，但如今生物科技領域新的創意、靈感往往來自灣區。一定要尋找原因的話，我只能說，「不同凡響」和敢於冒險的精神比金錢和科學家更重要。另外，風險投資家和大公司們可以在任何地方開出一家創業公司，但他們需要吸引年輕的工程師們加入，而灣區能夠吸引來自全世界的人才，尤其是年輕人。
通常來說，大公司非常擅長為新產品開拓市場，但往往不怎麼擅長產生新的想法和創意，灣區的創業者們尤其擅長創新，再加上基因泰克公司的成功為灣區樹立了一個重要的先例：先有一個新想法，然後再跟大公司合作將這個想法市場化，這個模式在後來的生物科技領域不斷重複再現。
基因泰克和安進公司的主要區別是，基因泰克從創立之初就在尋找大買家，並最終於1990年將企業出售給了瑞士藥企巨頭羅氏製藥，而安進公司始終保持著「先鋒」的姿態不斷探索。
公平地講，波士頓地區也有很多生物科技的創業者。哈佛的教授喬治·丘奇（George Church）一個人就是Knome、Alacris、AbVitro、Pathogenica、Veritas Genetics、Joule、Gen9、Editas、Egenesis、enEvolv、WarpDrive等多個公司的共同創始人。但灣區在生物科技領域讓波士頓相形見絀也不是最近才發生的。塞特斯（Cetus）是有史可查的灣區第一個現代生物科技創業公司，1971年就由唐納德·格拉澤（Donald Glaser）創立，唐納德是加州大學伯克利分校一位曾獲得諾貝爾獎的核物理學家，後來轉向了分子生物學研究。
大多數人不認為吉利德科學公司（Gilead Sciences）是灣區最成功的生物科技企業（事實上確實是）。它於1987年由風險投資公司Menlo Ventures的一名29歲的員工邁克爾·賴爾登（Michael Riordan）創立，最初旨在基因治療，後來由於裡奧丹意識到抗病毒藥物的潛力，於1991年將公司轉向了抗病毒藥物的研發。吉利德科學公司直到2003年以前都是賠錢的。1999年，羅氏製藥開始銷售抗流感藥達菲（磷酸奧司他韋膠囊），該藥就是吉利德的發明。2005年，美國總統喬治·沃克·布什要求調用一批緊急資金應對流感肆虐，而這筆資金的15%都被用來了購買達菲。
吉利德的另外一大成功是替諾福韋（tenofovirdisoproxil，Viread）〔（一種新型核甘酸類逆轉錄酶抑制劑。可有效對抗多種病毒，用於治療病毒感染性疾病，具有潛在的抗HIV-1活性（HIV，人類免疫缺陷病毒）〕。這是2001年FDA批准的一種抗艾滋病的藥。2009年，吉利德被福布斯雜誌評為成長速度最快的公司之一。2013年，吉利德在市場上取得了又一次成功，它成功研發出了用於治療丙型肝炎的Sovaldi（索非布韋），也是史上最貴的藥物之一。2015年，吉利德以1 500億市值位列生物科技公司榜首，已超過了葛蘭素史克、阿斯利康和百時美施貴寶。
這個行業特別在哪兒
生物科技在灣區的演變史和計算機技術發展史很相似，但兩者本身完全不同。在灣區，投資生物科技的風投們往往不會投資計算機技術。反之亦然，投資計算機技術的也往往不會投資生物科技。當然，大的風投公司除外（它們什麼都投），其他規模小些的風投公司往往專注於一兩個領域。這種投資上的界限主要就是因為生物科技這一領域的獨特性。
第一，生物科技的創業者需要跟科學界有緊密的聯繫，初創公司的科研能力和水平很重要，這也是為什麼很多創業者都集中在大學周邊，或者本身就是這一領域的教授的原因。對計算機來說，目前常見的軟件創新是設計一個APP，看它能否被大量用戶接受，對硬件來說，更多是看能否在一個芯片上放更多的晶體管，對科研能力的要求相對沒有那麼高。
第二，生物科技初創公司通常是由年長的人創辦的，而軟件創業領域往往活躍著很多青少年創始人，哪怕是在讀大學生，也能設計出一款APP，成立一家公司。這背後的原因是，生物科技是一個非常複雜的行業，需要很多年輕人尚不具備的技能，這一行業的創始人往往需要有化學、生物、工程學、市場營銷等多方面的能力，甚至需要具備能跟政府機構（美國食品藥品管理局）以及大型製藥公司（它們可以將一種新藥賣到全球）打交道的能力。
第三，生物科技公司研發一種「新產品」所需的金錢和時間成本跟軟件業也不可同日而語。生物科技僅臨床研究就可以輕易地耗資千萬美元。據2014年塔夫茨藥物研發中心（Tufts Center for the Study of Drug Development）報告顯示，目前研發一種新藥（從實驗室到臨床研究，再到投入市場）的成本已經超過了25億美元。而研發一種新的APP的費用還不到一百萬美元。
從時間成本來看，在市場上推出一種新藥通常需要5~10年，其中6~7年都用於藥物的臨床研究，而FDA的審批往往又需要2年時間。在實驗室研發一種新藥在世界任何地方都會輕易用掉2~6年。雖然藥物的實際生產只需要一年時間，但投產之前是一個漫長而昂貴的過程，產出一款藥品樣本的過程簡直就是在跑馬拉松，這與快速更迭產品的軟件行業更是大為不同。
比如，大名鼎鼎的基因泰克、安進以及吉利德都是由風險資本家創立的，它們開發出一款新藥到投放市場銷售的時間花費了8~12年，這可不是軟件行業的幾個窮學生在車庫裡就能搗鼓出來的。
第四，生物科技領域有著各種嚴格的規章制度，計算機行業根本不存在這些約束。硬件行業頂多會擔心下環境污染問題，但生物科技行業需要保證自己的新藥不會對成千上萬的病人帶來對健康乃至生命的威脅。
看一下生物科技和計算機每年的「產出」就會明白：每年有成千上萬的新軟件和小的硬件裝置發佈出來，但每年被FDA批准的藥物數量極少，一般少於50個，遠遠不到100個。2014年和2015年生物科技領域的爆發（泡沫）跟FDA多少也有關係，這兩年簡直是醫藥行業的「黃金歲月」，FDA出乎意料地批准了大量新藥：2014年批准了44種（1996年以來的最高紀錄），2015年批准了51種（1950年以來的最高紀錄）。排名前三的藥企數年來都一樣（強生、葛蘭素史克和諾華公司），但這兩年裡超過50%的新藥不是這些「大公司」研發的，與此同時，「生物製品」的比例也一直在增加：2013年佔到22%，2014年佔到35%，2015年佔到39%。
第五，即便一切順利，新的藥品成功上市，也往往很難跟已有產品競爭，公眾對新藥的接納度總是比較謹慎的。你當然可以研發出一款更好的阿司匹林，但你要如何說服大眾用你的新藥？新藥的市場營銷比軟件應用難多了。新藥沒辦法像一款新的APP那樣病毒式蔓延，它不在智能手機上運行，沒辦法被應用商店推薦，也沒辦法在類似Facebook這樣的社交媒體上蔓延。
總體來說，生物科技行業的風險比計算機行業要高多了。但是，這個行業的回報也相應地高多了，一旦一種新藥大獲成功，回報都會是天文數字，它能在很長一段時間裡都維持數十億美元的年營業收入。
「泡沫」始末
以2015年的生物科技泡沫來說。2015年上半年，隨著大量風投資金湧入生物科技領域，灣區見證了自20世紀90年代以來該領域最大的泡沫。數據確實讓人驚心：僅2015年第二季度灣區的生物科技公司就收到了9.26億美元的風險投資。但泡沫並不僅在灣區，整個美國當時都處於生物科技泡沫中。
2015年被資本和媒體追逐的該領域明星企業包括：Denali Thera- peutics〔成立於舊金山，專注於治療神經組織退化疾病，如阿爾茨海默氏症、肌肉萎縮性側面硬化病（ALS）和帕金森病，A輪融資中就獲得2億多美元的投資，創下了生物科技公司的最高A輪融資紀錄〕、Melinta Therapeutics（成立於紐黑文，專注於治療嚴重感染的抗生素）、CytomX Therapeutics（成立於聖巴巴拉，專注於腫瘤靶向抗體）、Regenexbio（成立於馬里蘭州，專注於基因治療）以及來自波士頓的Dimension Therapeutics和Voyager Therapeutics。
2015年，生物科技領域頻繁的企業併購也創下了歷史紀錄，就像2014年該領域的企業上市量也創下了歷史紀錄一樣（一年裡有了74次IPO）。在資本最密集的2015年第二季度，共有14家生物科技企業上市，值得一提的比如Aduro Biotech（位於加利福尼亞州伯克利，一家研發針對胰腺癌免疫療法的公司）以及ProNAi Therapeutics（成立於加拿大溫哥華，一家臨床階段的癌症基因療法研究公司）。
在「瘋狂的2015」之前，生物科技已經歷了4年的高速發展。2015年秋天，整個行業終於收到了「叫醒電話」。截至2015年9月底，納斯達克生物科技指數從7月的最高位狂跌27%。
當然，也有一些金融專家認為這不過是股市普遍下跌的影響，根本不值得過於擔心，他們認為，支撐生物科技繁榮的背後是一個簡單的統計數據：美國大概有8 000萬「嬰兒潮一代」即將在未來20年內退休，由此必將帶來醫療保健的熱潮。而大型製藥公司（或它們收購的創業公司）正在研發的系列藥物多集中在減少膽固醇、治療癌症、改善老年癡呆症帶來的認知問題等，所有這些藥物對需要它們的老年人來說都是「神藥」，受到追捧是肯定的。
我本人對投資者這輪狂熱的可以用一個例子闡釋：1996年，輝瑞公司推出了降膽固醇藥立普妥（Lipitor），截至2012年，該藥成了史上最暢銷的藥物：它產生了超過1 250億美元的銷售額〔比坦桑尼亞一個國家的GDP（國內生產總值）還要高〕。
但我們尤其需要警惕「泡沫」背後的貪婪。在生物科技上升期，一個叫作馬丁·什克雷利（Martin Shkreli）的年輕人成立了圖靈製藥公司（Turing Pharmaceuticals），以5 500萬美元的價格從益邦實驗室收購了一種叫達拉匹林（Daraprim）的藥物，這是一種專門治療寄生蟲感染的藥，針對的是患有艾滋病、癌症等免疫系統缺陷的病人。然後，什克雷利一夜之間將這種藥物的價格從每片13.5美元提高到750美元。這件事本身來說並不違法，但什克雷利因可能造成了眾多HIV病人的死亡而受到嚴重譴責，他則為自己辯護稱這不過是生意（還公開炫富）。2015年12月，什克雷利因涉及金融交易欺詐被捕，雖然他被指控的案件是在他成立圖靈製藥公司之前發生的，但公眾的反應頗有「大快人心」的意味。
類似什克雷利的情況還有很多，任何具備常識的人都會將這種泡沫下的經營行為稱為「投機」而不是「醫療保健」。比如2015年規模最大的IPO公司Axovant。Axovant一共只有10名員工（創始人的母親、弟弟以及其他幾個朋友），成立到上市的時間還不到一年，但很快就從股市募集了3.15億美元；Axovant的創始人維韋克·拉瑪斯旺米（Vivek Ramaswamy）是一個29歲的年輕人，之前是一名對沖基金經理（而不是科學家）；最關鍵的是，和很多其他成立早期就上市的生物科技公司一樣，Axovant只有一個產品，一種用於治療阿爾茨海默症（俗稱老年癡呆症）的藥，這個產品還是Axovant花500萬美元從葛蘭素史克公司買來的，而葛蘭素史克已經放棄了對它的臨床試驗（葛蘭素史克於2008~2012年在該藥上做了5個試驗，測試了1 250個病人，沒有進入三期試驗就被棄置）。如果你認為，也許葛蘭素史克公司犯錯誤了吧，但在類似藥物上投入研發的還有瑞輝製藥，它也跟葛蘭素史克出於同樣的原因放棄了：這種藥對病人並無好處。
再比如，2015年生物科技領域的又一傳奇Theranos。該公司是由一個19歲的年輕女孩伊麗莎白·福爾摩斯（Elizabeth Holmes）在2003年創立的，她從斯坦福大學輟學創業，並無醫學背景，卻承諾只需要手指上「一滴血」就可檢驗大量指標的新的驗血方案，且價格比傳統方式便宜很多。Theranos因此成了硅谷的獨角獸，高峰時候估值高到100億美元，伊麗莎白·福爾摩斯也被媒體稱為「下一個喬布斯」。然而，2015年，《華爾街日報》對其的調查報告暴露了該公司的諸多問題，包括並未全部使用專有設備檢驗以及檢驗結果不準確等。2016年，美國衛生署發佈了一個長達100頁的報告，結論是Theranos目前的做法對病人很危險。
指數級進步
從計算機跟生物科技的比較來看，生物科技領域的創業門檻是非常高的，為什麼還會有眾多創業者源源不斷湧現，以致出現泡沫？
這是因為生物科技領域的進步越來越快，導致創業成本正在大幅下降，進步主要來自兩方面。第一，摩爾定律的影響。人類基因組計劃從1990年到2003年，前後用了13年，花費30億美元。而現在個人基因組測序的費用已經降到了200美元左右。
第二，實驗室自動化。首先要撇清的是，傳統的實驗室「自動化」往往指的是用高度自動化的工作台取代技術人員的手和眼睛，如今生物科技領域的自動化往往指的是一種新型的實驗室，不僅是說實驗室使用的機器性能在提升，價格在下降，而是說我們正在將整個實驗室都放在一個小小的芯片上。
實驗室自動化是這個領域的大事，基因組學離開了它就沒辦法將價格降下來。灣區現在儼然已是眾多專注於「實驗室自動化」的生物科技創業者們的「老巢」。
昂飛公司在基因芯片技術和基因組學研究上都是行業「領頭羊」，它於1994年利用光刻技術和光化學合成技術發明了第一塊「基因芯片」（Gene Chip）。實際上，早在1991年，該公司創始人斯蒂芬·福多爾（Stephen Fodor）就已經在「基因芯片」技術上有了重大突破，當時公司的名字還是Affymax。
1995年，斯坦福大學的帕特·布朗（Pat Brown）和馬克·捨納（Mark Schena）用一種截然不同的方法發明了基因芯片，即「基因微陣列」芯片，由此引入了「DNA微陣列」（DNA microarray）這個行業術語。DNA微陣列技術使得同時測試幾千個分子成為可能，大大加快了這一行業的研發速度。微陣列技術的靈感來自哪裡呢？細究下去會發現，做DNA檢測的微陣列其實是英國帝國癌症研究基金會（Imperial Cancer Research Fund，ICRF）的漢斯·利維奇（Hans Lehrach）在1987年發明的第一個陣列機器人的「後代」。
大約同一個時期，1995年牛津基因技術公司（Oxford Gene Technology）的創始人埃德溫·薩瑟思（Edwin Southern）正在嘗試一種基於噴墨技術的基因芯片，華盛頓大學的阿蘭·布蘭查德（Alan Blanchard）也在進行著同樣的實驗，1996年，阿蘭·布蘭查德發明的技術被安捷倫公司（Agilent）收購。
之後，Nimblegen Systems公司採用了昂飛公司技術的一個改進版本。億明達（Illumina）公司採用了塔夫茨大學大衛·瓦特（David Walt）發明的方法。但這些公司其實都希望能利用最初為硅半導體開發的技術，目的是提升和改善DNA檢測可執行的速度。
自從人類基因組計劃成功之後，我們的目標轉換為將整個人類基因組放到一個微陣列上，2002年，歐洲分子生物學實驗室（European Molecular Biology Laboratory）的威廉·安佐格（Wilhelm Ansorge）成功實現了這一設想。
2004年，首批使用人類基因組草圖序列的商品化微陣列從昂飛公司（昂飛公司的基因芯片仍佔據微陣列市場的主導地位）、安捷倫（安捷倫仍依賴噴墨打印技術）、應用生物系統公司（Applied Biosystems）和億明達這幾家企業裡誕生了。其中，後三個公司全部來自加州，是灣區基因測序行業的前三甲。
從技術上來說，第一個製造出全人類基因組微陣列的公司應該是總部位於威斯康星州的羅式系統（NimbleGen Systems），它在2003年就能夠做到了。之後，行業內的競爭無非圍繞如何提供更低的價格和更好的基因「註釋」展開。2009年，由雷內和托德（Rene Schena＆Todd Martinsky）成立於1993年的Arrayi公司發明了H25K，另外一種擁有全人類基因組的DNA微陣列。
繼DNA芯片（基因芯片）之後，生物科技自動化的下一步就是「芯片上的實驗室」（lab on the chip）。
從20世紀60年代開始，「微機電系統」（MEMS，基本上是指尺寸在幾厘米以下乃至更小的小型裝置，是一個獨立的智能系統，主要由傳感器、執行器和微能源三大部分組成）的發展已經有了很大的進步，不少裝置甚至在微處理器被發明之前就已經有了。1964年，美國西屋電氣公司的哈維·內桑森（Harvey Nathanson）發明了第一個MEMS，而第一個MEMS的成功案例則是惠普公司1979年發明的「熱噴墨」技術，緊隨其後的是美國亞德諾半導體公司（Analog Devices）發明的微加速度傳感器（今天在許多行業都得到了廣泛應用，如安全氣囊等）。
1983年，理查德·費曼發表了著名演講之一——《無窮小機械》。最初，MEMS只是利用了半導體行業的製造技術，直至1999年，美國朗訊科技推出了全光路由器，直接引發了21世紀初的光學MEMS的熱潮。
不過，真正讓MEMS成為現實的技術是「微流體」，簡單來說就是能夠製造成千上萬的微通道（這裡的「微」指的是微米級大小）並處理分析極小量液體的能力。這種技術其實也是一個美國軍用項目的成果：美國國防研究計劃署（DARPA）需要一個技術系統快速檢測生物和化學武器，因此，他們在1997年創建了一個名為「Microflumes」的項目，主要資助微流體方面的研究。
早在1978年，斯坦福大學的詹姆斯·安吉爾（James Angell）就已經在研究「微機械」了，他的一個學生斯蒂芬·特裡（Stephen Terry），1979年推出了第一個被稱為「芯片上的實驗室」的裝置，這種裝置主要用來分離、鑒定和分析一種氣體裡的不同元素（最初，這種技術是由NASA委託研究的，主要目的是用來分析火星上的氣體。但是，今天MEMS和微流體的進步帶來了「芯片上的實驗室」的諸多產品）。
1999年，從惠普公司中分離出來的安捷倫公司發佈了第一款商業化的「芯片上的實驗室」產品，即2 100生物分析儀（採用多功能微流控技術實現對DNA、RNA、蛋白、細胞定性定量分析的儀器）。之後，安捷倫在2004年發佈的「Agilent 5 100」（電感耦合等離子體發射光譜儀）的作用更重要。正是這些開拓性的系統讓如今的生物科技初創企業能夠每天完成大量的DNA和蛋白質樣品分析。
接下來，「芯片上的實驗室」可能會進步更多，因為整個行業和政府都對此有著濃厚的興趣。
實驗室自動化另一方面的進步來自機器人。對大部分生物科技的研究任務來說，仍然需要處理實驗室裡的液體，這需要花費大價錢聘請研究員來做，而這個人只需要在特定的幾天裡工作上特定幾個小時。再或者，我們可以用機器人替代人類，也就是說，用機器人將生物學家的雙手從煩瑣的實驗室操作中解放出來（機器人不需要休息，可以一直工作）。
目前已經有了能替代生物學家手工操作部分的機器人，但這種機器人的成本在10萬美元以上。目前創業者的目標是降低成本，讓一些小型實驗室也可以負擔得起。
比如，OpenTrons就是一家2014年在中國深圳孵化出來的創業公司，它想要通過機器人和軟件來替代生物科學家完成實驗室的大量操作工作，從而降低生物研究時間及人工成本，實現自動化。它就想要研發讓中小實驗室都承受得起的「便宜」的生物實驗機器人。OpenTrons還率先在中國推出了HAXLR8R（一家位於深圳的硬件創業孵化器，從世界各地招募硬件創業者），並於2014年在Kickstarter上成功完成眾籌，現在公司總部設在紐約。
OpenTrons公司的故事很有趣，它是一名紐約大學的畢業生威爾·卡奈因（Will Canine）創立的，威爾其他的身份還包括：反資本主義的「佔據運動」（Occupy movement）積極分子，「DIY」（自己動手）生物科技創客空間Genspace的一個「生物黑客」。OpenTrons公司的其他創始人包括一位中國機器人技術專家趙秋（Chiu Chau）以及一位軟件工程師尼克·瓦格納（Nick Wagner）。
OpenTrons的機器人項目顯然受到了硅谷軟件黑客們的啟發：它的機器人系統是開源的，而且提供一種「快速成型」的模式，只不過它操作的不是軟件，而是大量的DNA等生命材料。OpenTrons機器人是圍繞一個開放源碼的樹莓派電腦和開源軟件建造的，既然目標是價格「親民」，OpenTrons希望它比筆記本電腦更便宜，從而使大量的DIY社區都可以使用。
實驗室自動化外，雲計算的應用也是生物科技領域極有潛力的，可以預見，基於雲計算的生物科技實驗室未來必將取代傳統實驗室。比如，2012年由杜克大學畢業的馬克斯·霍達克（Max Hodak）創建於帕羅阿圖的Transcriptic公司，它就專注於讓世界上任何地方的科學家都能通過機器人完成實驗室測試，Transcriptic提供機器人、實驗室，還能幫你處理所有的計算，如果你是生物科學家，只需要遠程提交實驗規範，機器人就可以代表你進行實驗操作了。