从生物医药到农业生产，从食品加工到材料工程，从环保节能到国防资源，合成生物学在众多领域都具备颠覆性潜力。而合成生物学最终目的的实现离不开基因序列的重写或改造。因此，DNA合成技术便是合成生物学的灵魂。

在过去的10年中，DNA测序能力显著提升，同时CRISPR等基因组编辑工具也取得了重大进展。然而，DNA合成技术却迟迟没有赶上。

DNA合成现有的主要化学方法一一亚磷酰胺法最早建立于1980年。它依赖于一个一个的单个核苷酸连接构建成一个完整的DNA链。

然而，其固有的错误掺入率将合成的有用长度限制在大约200个～300个核苷酸，DNA组装又需要消耗大量时间，合成后的质量也要严格把控。同时还可能存在合成重复序列和富含GC序列的情况，这些序列倾向于形成二级结构，因此具有相当大的挑战性。

酶促DNA合成方法也在开发中，但这些技术的效率和准确性仍然是悬而未决的问题，特别是对于长度超过300个核苷酸的序列。

改进的硅芯片技术有可能推动新一代合成器的发展。

硅芯片技术的发展催生了新一代DNA合成仪

借助这项技术，一个芯片可以集成多达10，000个独立控制的“像素”，每个“像素”都可以作为化学或酶促DNA合成的反应位点。然后以高度平行的方式控制芯片表面上成千上万个独立控制的反应位点的DNA合成。合成后，在识别和消除错误的过程中，将链在芯片上组装成双链DNA，从而使准确性、规模和速度比传统方法好几个数量级。……