產業集聚與FDI技術溢出及其門檻效應
——基于非線性面板平滑轉換回歸模型的分析

劉和東，居 茹

（南京工業大學經濟與管理學院，江蘇南京 210009 ）

黨的十九大報告指出我國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段。創新驅動是實現高質量發展的關鍵。創新驅動一方面要依賴創新主體內部的自主研發，另一方面依賴于外部技術溢出能否被充分消化吸收。產業集聚與外商直接投資(FDI)是技術溢出的兩個重要途徑，在理論上已得到普遍認可，但現有的關于產業集聚與FDI溢出效應的實證檢驗結果并不統一，其中一個重要原因在于，吸收能力的差距導致利用溢出效應的差異?，F實中，產業集聚與FDI哪個溢出效應更大？追趕企業與內資企業的吸收能力門檻效應如何？研發經費與研發人員引致的吸收能力門檻是否存在區域異質性？找準這些問題，對促進并利用產業集聚與FDI的技術溢出，節約創新要素投入，促進區域經濟高質量發展，具有重要的現實意義。

1 文獻綜述

學者們對產業集聚與FDI技術溢出做過的相關研究，主要圍繞以下3個層面：

（1）產業聚集的技術溢出。部分學者認為，產業集聚技術溢出顯著提升區域創新能力，如，張可［1］運用動態空間杜賓模型對長三角地區高技術企業行業面板數據進行實證研究，發現產業聚集存在產業異質性，且對我國的區域創新具有顯著促進作用；茅銳［2］通過理論模型與我國工業企業面板數據實證表明，產業聚集降低了企業的融資約束，對我國經濟穩健增長具有重要意義；王利耀［3］利用我國53個國家級高新技術開發區數據，從實證角度分析了高新區對非高新區的技術溢出程度以及產業聚集對整個區域經濟增長的重要作用。另一類學者則認為，產業聚集對我國區域經濟帶來的并非全是正向影響，如，Yang等［4］對我國2005—2007年電子企業數據的實證研究得出，產業聚集中的R&D聚集不但沒有促進行業技術創新甚至出現負向影響；萬道俠等［5］和胡彬等［6］均利用2012年世界銀行數據及我國工業企業面板數據實證分析了產業聚集度高反而加強了企業“創新惰性”，不利于產業創新升級。

（2）FDI的技術溢出。在新常態的經濟發展中，FDI對發展中國家的影響不僅體現在資金的投入，更體現在外資企業帶來的包括技術示范效應及人才流動效應等在內的外部溢出效應。Zhang等［7］從組織學習的角度出發，提出隨著時間的推移，FDI可以顯著提高東道國的產品質量和競爭活力。李曉鐘等［8］通過對我國高技術產業內資企業的數據研究發現，FDI溢出效應可提高各行業內部的勞動生產率，從而促進高新技術產業增加產量。而Lai等［9］發現東道國與投入國之間的技術差距較大時，東道國的學習模仿能力不足，則FDI技術外溢的效果并不明顯。

（3）FDI技術溢出的門檻效應。崔敏等［10］認為不同的技術吸收能力作用于國際溢出時產生的技術進步效率各不相同，因而確定各地技術吸收能力具體的臨界值是縮小技術差距、發揮吸收能力最大作用的重中之重。余泳澤［11］運用面板門限回歸分析模型實證研究發現，國際技術外溢存在門檻條件，呈倒“U”型分布，門檻條件隨時間變化提高，因而外溢效應會隨時間有所降低。靳巧花等［12］基于知識產權保護視角分析了國際間技術溢出效應的門檻效應，并提出我國大部分地區知識產權保護并未跨越門檻，因而一定程度上阻礙了國際技術溢出效應的發揮。

綜上，已有文獻對完善技術溢出效應理論有不同程度的促進作用，遺憾的是，還存在以下不足：（1）缺少產業集聚與FDI技術溢出統一的分析框架，更缺少將內部研發與外部技術溢出（產業集聚與FDI）整合的理論分析；（2）部分學者采用面板門限回歸( PTR) 模型分析 FDI 技術溢出的門檻效應，但 PTR 模型假定 FDI 溢出在某門檻前后發生突變，在一定程度上與現實不符。而非線性面板平滑轉換（PSTR）模型，具有允許參數逐步、緩慢發生變化，能較好刻畫截面異質性的顯著優勢，基于此，本文構建技術吸收能力（以下簡稱吸收能力）與技術溢出的整合框架，探析基于吸收能力門檻的高新技術產業集聚與FDI技術溢出機制，收集我國30個省份高技術產業2000—2016年的面板數據，運用非線性面板平滑轉換模型測度產業集聚與FDI溢出效應大小，并檢驗并測算其各自的吸收能力門檻效應及其區域異質性；在此基礎上，提出提升區域高新技術企業吸收能力、促進并利用產業集聚與FDI技術溢出的政策建議，以期為政府與企業的決策提供依據。

2 產業集聚與FDI技術溢出的理論分析

2.1 基于FDI的高新技術產業集聚形成機理

基于FDI的高新技術產業集聚的形成機理（如圖1）可知，高技術產業集聚包括3個階段：（1）技術轉移。外資企業為了保持競爭優勢，進一步拓展我國市場進行技術轉移。（2）新企業與服務機構形成。外資企業技術轉移后，需要政府及相關機構的支持，政府通過相關優惠政策、建造基礎設施引導外資企業，促進新企業與服務機構形成與發展。（3）技術溢出和關聯企業集聚。由于技術溢出隨距離的增加而減小，這種特性促使企業以FDI溢出主體為中心在空間上集聚，又因同行與關聯企業集聚，形成嵌入性高新技術產業集群，其中，外資企業是技術溢出主體，新建企業是吸收主體。

圖1 基于FDI的高新技術產業集聚形成機理

2.2 基于吸收能力門檻的高新技術產業集聚與FDI技術溢出機制

企業技術創新能力是由內外因素共同決定（如圖2），其中外部技術溢出程度是由技術外溢的擁有者和外溢技術的接受者共同決定的，內部吸收能力由研發人員與研發資本投入決定。企業研發投入、員工知識吸收能力是影響企業吸收能力的關鍵因素，即研發人員與研發資本投入是決定企業吸收能力的最重要因素，研發人員與研發資本投入需跨越一定的門檻，才能有效提高吸收能力，進一步消化技術擁有方的技術溢出效應。外部溢出主要包括產業集聚與FDI技術溢出。

產業集聚的溢出機制包括：（1）技術、產品或服務關聯效應。具有相似技術特性的企業間在產品、服務與技術關聯基礎上，基于主動或被動學習提升自身創新能力。（2）人力資源關聯效應。企業間新思想的擴散、專利公開和高技術人才流動，均是人力資源關聯產生的知識溢出。（3）價格與投資關聯技術溢出。一個企業技術水平的提高，在一定程度促使它的上下游企業改進生產效率與技術，使得整個高新技術企業創新能力隨之提高。

FDI的溢出機制包括：（1）技術示范效應。內資企業由于受外資企業的技術示范和自身模仿的影響，降低了自身創新投入的時間與成本，創新能力得到大幅提升。（2）競爭效應。大量外資企業的進入加劇市場競爭程度，內資企業必須全面提升人力資源素質與技術創新水平來與之抗衡。（3）人員流動效應。外資企業的進入加劇了與內資企業間的人才流動，通過行業培訓與合作，內資企業員工掌握了較先進的技術，提高了原來的業務知識水平；同時內資企業用高薪或其他優惠手段吸引外資企業的高技術型人才，通過專業化人才的挖掘和擴散，提升自身的創新能力。

圖2 基于吸收能力門檻的高新技術產業集聚與FDI技術溢出機制

3 產業集聚與FDI技術溢出及其門檻效應的實證分析

3.1 基于面板平滑轉換回歸的門檻效應模型

PSTR模型是在面板門限(PTR)模型的基礎上擴展而成，它除了一般面板模型能描述回歸系數隨時間和個體變化而變化的異質性特征外，還能描述系數隨轉換變量而發生非線性轉換的特征?；镜腜STR模型形式如下：

式（1）中：yit為被解釋變量； xit為解釋變量；β0和 β1分別為線性與非線性參數；μi為截面固定效應；uit為殘差項；G(sit,γ,c)為轉換函數，采用邏γ＞0,c1≤c2≤…≤cm，是關于轉換變量sit的［0,1］有界參數，sit為xit組成部分的函數，或者不包括xit在內的外生變量，γ為一個機制轉換到另一個機制速度的平滑參數，c為轉換的臨界值，即位置參數，也為門檻水平。本文借鑒González等［13］的研究方法，采用 Wald、Fisher和LRT檢驗進行線性及非線性檢驗以確定模型的適用程度和位置參數的個數。轉換函數G(sit,γ,c)在γ =0處的一階泰勒展開式進行近似，由此可得以下回歸方程：

3.2 產業集聚與FDI技術溢出及其門檻效應的測度分析

3.2.1 產業集聚與FDI技術溢出及其門檻效應模型的建立

在估計或應用PSTR模型前，要進行非線性模型形式檢驗與轉換函數個數檢驗，轉換變量為研發經費（YFJFit）與研發人員(YFRYit)的PSTR模型形式的檢驗結果。由表1知，在模型的線性、非線性檢驗中,Wald、Fisher和LRT檢驗分別在1%顯著性水平下拒絕原假設，即隨著研發經費投入的變動，各變量與知識產出之間存在非線性關系。

表1 轉換變量為研發經費投入PSTR模型形式的檢驗結果

由表2知，在模型的線性、非線性檢驗中，Wald、Fisher和LRT檢驗分別在1%顯著性水平下拒絕原假設，即隨著研發人員投入的變動，各變量與知識產出之間存在非線性關系。通過系數顯著性、AIC準則對比后，最終選取非線性的面板平滑轉換模型。

表2 轉換變量為研發人員投入PSTR模型形式的檢驗結果

在第1次檢驗中，Wald、Fisher和LRT檢驗分別在1%顯著性水平下接受1個轉換函數的原假設；在第2次檢驗中，拒絕了2 個轉換函數的原假設。因此，本文選擇1個轉換函數。

由上述理論分析及知識生產函數知，知識產出由研發投入與技術溢出共同決定，而技術溢出由外溢技術的擁有者和外溢技術的接受者共同決定，接受者與自身的吸收能力有關，吸收能力由自身研發人員與研發經費是否跨越門檻有關。結合上文的檢驗結果，可以得到以研發經費、研發人員為轉換變量時的樣本回歸模型：

式（3）（4）中：FMit為第i地區高新技術企業t年的創新產出，用發明專利來度量；YFRYi(t-1)為第i地區高新技術企業t-1年的研發人員投入，用研發人員全時當量來度量；YFJFi(t-1)為第i地區高新技術企業t-1年的研發經費投入，用研發經費存量來刻畫；INDUi(t-1)為第i地區高新技術產業t-1年的產業集聚度，用第i地區高新技術產業主營業務收入占全國高新技術產業主營業務收入比重來刻畫；FDIi(t-1)為第i地區t-1年的外商直接投資，用該地區報告期實際引進的外商投資額來表征，用人民幣兌美元的匯率將其轉化為人民幣；G1(lnYFJFi(t-1))、G1(lnYFRYi(t-1))分別為以研發經費與研發人員為轉換變量的轉換函數，反映吸收能力的門檻效應大??；RDi0=Ei0/(g +δ), g為E的年平均增長率；δ為折舊率，根據Griliches［14］等人做法，對R&D資本折舊率都采用15%,本文也采用δ=15%；研發價格指數=0.45×固定資料價格指數+0.55×居民消費價格指數，其中1990年為1。

3.2.2 數據來源

本文選用2000—2016年我國30個省份（未含西藏和港澳臺地區，以下簡稱樣本）高新技術產業數據，考慮滯后期，其中產出從2001—2016年，投入從2000—2015年。樣本數據來源于《中國高技術產業統計年鑒》（2001—2017年）；RD、FDI采用以1990年為基期的R&D價格指數進行折減，其他收入變量均經過居民消費價格指數（1990=100）進行折算。為消除異方差，對所有變量取對數，考慮從投入到產出有滯后效應，產出變量滯后投入與溢出變量1期。

3.2.3 參數估計結果

利用非線性最小二乘法（NLS）對面板平滑轉換模型如式（3）（4）中的參數進行估計，其中，轉換斜率與位置參數采用網格搜索法獲取，不同研發經費投入下各因素對創新產出影響的估計結果如表3所示。

表3 樣本數據的PSTR模型估計結果

由表3可知：

（1）產業集聚的總體溢出效應為0.715(=0.782-0.067)，產業集聚的溢出效應為正；FDI的總體溢出效應為0.535(=0.664-0.129)，FDI的溢出效應為正；產業集聚的總體溢出效應0.715大于FDI的總體溢出效應0.535。即，在同一個模型中，增加一個單位的產業集聚溢出效應比增加一單位的FDI溢出效應帶來的創新產出（創新能力提升）更大。由此可得結論如下：

結論1：在吸收能力一定的情況下，產業集聚的溢出效應大于FDI的溢出效應。

在轉換變量為研發人員時，產業集聚與FDI對企業創新能力的影響效應可能得到同樣的結論，本文不再贅述。

（2）在轉換變量分別為研發經費、研發人員時：1）產業集聚對企業創新能力的影響系數分別為0.782、0.805，均在1%水平下顯著為正，說明高新技術產業集聚區內企業會通過區內信息、技術、人才等要素的流動、共享等渠道對其他企業產生直接溢出效應，通過學習、消化吸收提升區內其他企業的創新能力；2）產業集聚與技術差距的交互項的系數分別為-0.067、-0.707，在10%水平顯著為負、或者不顯著為負，說明隨著技術領先企業與追趕企業技術差距增大，由于研發經費投入不夠，導致追趕企業吸收能力受到限制，未能跨越領先企業的技術門檻，產業集聚的促進作用受到一定程度的限制。

（3）在轉換變量分別為研發經費、研發人員時：1）FDI對企業創新能力的影響系數分別為0.664、0.508，均在1%水平顯著為正，說明外資企業通過對內資企業的技術示范、競爭、人員流動、軟要素等產生正的技術溢出效應；2）FDI與技術差距交互項的系數分別為-0.129、-0.155，均在1%水平顯著為負，說明外資企業為追求其自身利益的攫取、內部人力資源的穩固及創新能力的長期領先，可能會采用高薪挖走內資企業的優秀人才，同時提高與內資企業合作的技術門檻，外資企業對內資企業沒有產品設計確認權的硬性要求，使得內資企業在合作過程中拆分原有的研發機構、技術人員大量流失，且隨著外資企業與內資企業技術差距增大，由于研發經費投入不夠，導致內資企業吸收能力受到限制，未能跨越外資企業的技術門檻，FDI的促進作用受到一定程度的限制。由此可得結論如下：

結論2：追趕企業或內資企業的研發投入必須達到一定水平、吸收能力跨越特定門檻，才能有效利用產業集聚與FDI技術溢出提升自身的創新能力。

3.2.4 基于研發投入引致的吸收能力門檻的區域異質性分析

由表3還可看出，研發經費、研發人員引致的吸收能力門檻分別為10.355、5.943，結合樣本省份高技術企業的實際研發投入判別其跨越門檻情況，將高技術企業的吸收能力分為“雙高”“一高一低”“雙低”3類（如表4），并據此找出有針對性提升其創新能力的途徑。

表4 基于研發投入引致技術吸收能力門檻的樣本區域分類

由表4可知：

（1）吸收能力水平為“雙高”區域中的12個省市，除了四川、陜西屬于西部地區外，其余基本屬于東部地區，為有效提升這部分省市的創新能力，這類區域的企業必須繼續保持研發資本與研發人員增加。

（2）吸收能力水平為“一高一低”區域中的8 個省市，除了重慶、黑龍江外，其余基本屬于中部地區，研發經費跨越門檻而研發人員低于門檻（YFJF＞10.355，YFRY＜5.943），為有效提升這部分省市的創新能力，這類區域的企業必須不斷增加人力資本投入。

（3）吸收能力水平為“雙低”區域中的10 個省份，除了海南、吉林屬于東部地區外，基本屬于西部地區，為有效提升這部分省份的創新能力，這類區域的企業必須既要增加研發資本又要增加研發人員。

由此得到結論：

結論3：樣本省份的企業依據自身跨越基于研發投入引致的吸收能力門檻情況來增加相應的研發投入，是有效提升其創新能力的前提。

4 結論與政策建議

4.1 結論

本文構建吸收能力與技術溢出的整合框架，探析基于吸收能力門檻的高新技術產業集聚與FDI技術溢出機制；收集我國30個省份高技術產業2000—2016年的面板數據，運用非線性面板平滑轉換模型，測度產業集聚與FDI溢出效應大小，檢驗并測算其各自的吸收能力門檻效應及其區域異質性。得到以下結論：

（1）在吸收能力一定的情況下，產業集聚的溢出效應大于FDI的溢出效應。

（2）追趕企業或內資企業的研發投入必須達到一定水平、吸收能力跨越特定門檻，才能有效利用產業集聚與FDI技術溢出提升自身的創新能力。

（3）研發經費與研發人員引致的吸收能力門檻存在區域異質性，具體表現在：北京、天津等12個省市跨越研發經費與人員門檻；黑龍江、湖南等8個省市只跨越研發經費門檻；青海、新疆等10個省份則沒有跨越任何一個門檻。

4.2 政策建議

（1）充分促進與利用產業集聚的溢出效應，有效促進FDI 的正向溢出效應。第一，為促進產業集聚的技術溢出，可從以下方面著手：一是企業間要提高創新合作頻率；二是推動產學研的互動協作，學研方經常去企業考察，企業人員加強與學研方的聯系，就發展中問題向學研方咨詢；三是發揮中介組織的輔助功能，促進創新主體間信息、技術交流和合作。第二，為促進FDI的正向技術溢出，可采取以下措施：一是側重引進技術含量較高的FDI企業，鼓勵生產中間產品的FDI企業進入，有效提高外資企業與本土企業的關聯度［15］；二是鼓勵跨國公司在我國建立研發中心，加強與外資研發機構的合作；三是營造有競爭性的市場與政策環境，誘導外資技術溢出。

（2）有效提升追趕企業與內資企業的吸收能力。為有效提升企業的吸收能力，可從以下方面著手：一是加大人力資本投資，一方面吸引高素質研發人員，另一方面加大研發人員的專業與技術培訓；二是加大企業的研發資本投入，通過內部研發提升企業知識吸收能力；三是加強企業與學研方的聯系，構建知識的共享交流平臺，提高產學研機構間的互動［16］，以及通過向學研方學習來提升自身的吸收能力；四是鼓勵有實力的企業強強聯合，達到與追趕企業和外資企業的技術水平。

（3）各地區企業應根據自身吸收能力情況采取差異化措施，有效提升其吸收能力。一是對于吸收能力處于“雙高”區域的企業，需要繼續保持研發投入；二是對于吸收能力處于“一高一低”區域的企業，需加大人力資本投入，在增加研發人員數量的同時更加注重研發人員素質的提升；三是對于吸收能力處于“雙低”區域的企業，立足現有創新資源條件，結合區域特點［17］，既要加大研發人力資本投入，又要加大研發經費投入。