1月14日，华大智造方面向蓝鲸财经记者透露，公司已经于美国西部时间2021年1月11日，联合另外两家公司（以下简称“共同原告”）向加利福尼亚州北区旧金山分部的美国地方法院发起诉讼，起诉Illumina违反了联邦反垄断法和加利福尼亚州的不正当竞争法。共同原告声称Illumina利用“欺诈行为”获得并强制执行三项测序专利，从而阻止了原告的CoolMPS测序技术进驻美国市场。
此次反垄断诉讼中，华大智造和共同原告在诉状中写道，Illumina在专利申请中刻意隐瞒一项重要引注，欺骗性地获得了两项专利，分别是美国专利号7,541,444和7,771,973。诉状中认为，Illumina的科学家的行为属于抄袭和剽窃，如果专利审查部门知道该引注，他们不会通过Illumina对该专利的申请，更不会支持Illumina对原告CoolMPS技术提起的诉讼请求。
2020年6月，美国联邦法院批准了Illumina对华大及其子公司的初步禁令，阻止华大的标准MPS化学药品和更新的CoolMPS化学产品在美国销售，该禁令涉及华大智造旗下的大多数测序仪产品。
诉状中写到，“通过这场欺诈和毫无根据的专利诉讼，Illumina获得了初步禁令，阻止原告甚至向美国市场引入竞争(CoolMPS)，损害了原告和消费者的利益。”共同原告要求法院判决Illumina违反了反托拉斯法以及加州商业守则。要求禁止Illumina维持其针对CoolMPS产品在美国上市的初步禁令；禁止Illumina继续对CoolMPS产品提起专利诉讼的永久禁令；要求Illumina提供三倍的赔偿等。
根据美国联邦贸易委员会（Federal Trade Commission，简称“美国FTC”）调查显示，自2013年以来，仅有一家新公司Oxford Nanopore成功进入了美国NGS（二代测序技术）市场。但2016年，Illumina向国际贸易委员会和南加州地区法院向Oxford Nanopore发起诉讼，要求禁止Oxford Nanopore测序仪产品的进口。另一家公司QIAGEN在2016年进入测序系统和试剂相关市场后，也遭受了Illumina的一系列法律挑战，该公司最终被迫放弃了美国和全球的测序市场。
根据Illumina财报介绍显示，其为“DNA测序领域的全球领导者”。 前瞻产业研究院整理数据显示，目前Illumina占据基因测序仪全球市场份额高达83.9%。
美国“FTC”在针对Illumina的调查诉状中认定：Illumina是垄断者，它自称是DNA测序领域的领导者，主导着美国和全世界的DNA测序市场。它的名字通常被认为是下一代的同义词。
2018年11月，Illumina曾宣布以每股8美元的价格（约合12亿美元的现金）收购英国基因测序仪公司PacBio，引起英国竞争与市场管理局(CMA)和美国联邦贸易委员会(FTC)的反垄断调查。2019年10月，英国CMA公布了初步调查结果，称该协议将削弱英国下一代测序市场的竞争，并暗示将阻止该协议。2019年12月，美国FTC正式宣布提交行政诉讼，指控Illumina公司试图通过Pacific Biosciences of California，使其“非法维持”在美国新一代DNA测序市场的垄断地位。
ILLumina的收购行为也引发了业内公司对其垄断行为的控诉，该起收购中，另一家纳米孔测序公司Nanopore向英国CMA提交文件，质疑Illumina提交的补偿条款是与反垄断背道而驰的虚假的提议。Nanopore要求llumina除了要提供更广泛的专利许可以外，还要求合并后的Illumina和PacBio分拆核心资产在内的多项业务。
2020年1月，受困于英国CMA和美国FTC的监管压力，Illumina宣布终止对Pacbio的收购。