粵港澳大灣區技術創新效率評價研究
——基于面板SFA 隨機前沿模型實證

劉湘云，周铚翔

（1.廣東財經大學創業教育學院；2.廣東財經大學金融學院，廣東廣州 510320）

近年來，我國主要經濟指標顯示高新技術產業和新興行業在區域經濟發展中占據越來越重要的地位，盡管我國企業科技創新能力在不斷提升，但是仍存在區域科技創新水平低、差異大及不協調的問題。黨的十八大明確提出要實施“創新驅動發展戰略”，以科技創新驅動經濟發展。2019 年，中共中央、國務院印發了《粵港澳大灣區發展規劃綱要》，明確指出要構建開放型區域協同創新共同體，支撐“一帶一路”建設，努力將粵港澳地區建成具有全球影響力的國際科技創新中心。如何通過協同香港、澳門地區與廣東地區區域創新能力發展，如何建設粵港澳大灣區成為世界級灣區已經成為我國區域發展的重大熱點與難點。因此，分析粵港澳大灣區區域技術創新能力，評價包含香港、澳門地區技術創新效率及其影響因素，對于明確灣區區域創新協調發展問題與不足，發揮各地區比較優勢能力等具有重大意義。基于此，本文利用區域經濟學、生產經濟學和協同學等相關理論，評價粵港澳大灣區技術創新能力，探索區域技術創新效率及影響因素，并運用較成熟的SFA 方法進行實證檢驗分析。

本文的創新與貢獻之處在于以下3 個方面：（1）通過數據的特殊處理，首次把香港、澳門納入整體研究范圍，分析粵港澳創新能力發展水平區域差異，為灣區建設提出合理性啟示；（2）理論與實踐相結合，通過利用區域經濟學、生產經濟學和協同學理論與粵港澳大灣區區域實踐相結合，實現熱點問題中經濟理論的有效應用；（3）結合國家創新驅動發展戰略，以區域技術創新能力為切入點開展問題的研究，為促進我國產業結構轉型升級，形成粵港澳大灣區灣區發展經驗，對國內其他灣區發展提供重要實踐與指導作用。

本文接下來的安排是：第一部分為文獻綜述，對國內外技術創新效率評價方法進行匯總分析；第二部分為模型的設定與假設檢驗；第三部分為變量、數據說明與實證分析；第四部分為本文的結論與啟示。

1 文獻綜述

科技創新是粵港澳大灣區發展的重要因素，技術創新效率是評價科技區域科技創新的一個重要評價，國內外對技術創新效率的評價已有相當成熟的方式與方法，不同的經濟體制、經濟結構、產業發展階段、發展水平和投融資環境等都對技術創新效率產生影響，學者對技術創新效率問題從多方面展開研究。潘娟等［1］利用數據包絡分析（DEA）模型中的投入產出方法對中國31 個省（區、市）的政府投入、企業投入和金融機構投入進行效率分析，得出東部地區創新效率較高，但規模效率最低，中部、及東北地區綜合技術效率較低、科技金融基礎薄弱，西部地區綜合技術效率增長迅速的結論。甘星等［2］運用DEA 方法，選取研究與試驗發展（R&D）經費內部支出、高技術產業新增固定資產和R&D 開發人員這三者指標建立科技金融效率評價指標體系，對環渤海、長三角和珠三角三大經濟圈科技金融投入產出相對效率進行研究和分析。黃瑞芬等［3］利用超效率DEA 模型（SE-DEA），采用科技支出占財政支出比例、中小企業貸款占銀行貸款增加額的比例、高技術固定資產投資/固定資產投資額和R&D 經費投入強度作為創新投入指標構建效率評價體系，對我國沿海11 個省份的金融支持科技創新效率進行分析。劉立霞［4］、王健［5］分別利用DEA- Malmquist指數模型對中國30 個省份科技金融效率進行研究分析。田明［6］運用DEA 方法，從R&D 人員工作時間、項目經費內部支出、當年形成用于科技活動的固定資產投資和研發加計扣除所得稅減免四個指標對貴州省高新技術企業集群相對效率進行評估，并得出貴州省R&D 投入產出效率逐年降低的結論。

目前在技術創新效率的研究主要集中在非參數法，對使用參數法進行研究的文獻較少，參數法主要為隨機前沿分析方法（SFA），該方法最早由Aigner 等［7］提出，但是只提到了存在非效率項，并沒有對非效率項進行更加深入的研究，Battese 等［8］提出技術效率的評價方法，Coelli［9］進一步引入對非效率項的影響因素進行相關檢驗，SFA 分析方法體系逐步成熟。許夢楠等［10］運用SFA 方法，使用2006—2015 年間我國30 個省級數據研究金融發展與技術創新效率間的關系，指出我國技術創新效率存在效率偏低、結構發展不平衡的問題。朱芳芳［11］基于2006—2014 年廣東省21 個市的R&D 相關數據，運用SFA 方法進行實證檢驗，得出廣東省創新投入產出效率呈現階梯式分布，珠江三角洲核心城市投入產出效率最高，周邊城市略次，粵東西北創新投入產出效率最低，此外創新產出在投入產出過程中存在一定的時滯效應。

從上述文獻可以看出，已有學者利用DEA 或SFA 來評價區域技術創新效率，但是由于數據統計問題，并沒有學者把香港、澳門納入研究范圍。粵港澳大灣區是一個發展整體，發展已有近20 年發展，不可忽視香港、澳門發展對灣區整體發展的影響，因此，對包含香港、澳門地區在內的粵港澳大灣區整體技術創新效率進行進一步測度和分析是十分必要的，其無論對于建立灣區技術創新評價體系，發揮灣區區域間協同創新與比較優勢能力，還是對于促進我國產業結構轉型升級，形成適合我國的灣區發展經驗，都有十分重要的意義。

2 模型的設定與假設檢驗

2.1 模型設定

生產經濟學對生產函數有明確的定義，為給定投入的最大產出，在引入隨機沖擊的影響的情況下，若考慮企業的技術效率可能會影響該企業的產出水平，即當企業的技術效率最大為1 時才可能達到最大產出前沿，引進這樣的技術效率的生產函數我們稱之為隨機前沿生產函數。隨機前沿生產函數能夠進一步分解出無效率函數，進而對無效率影響因素的作用進行分析。鑒于隨機前沿生產函數的成熟應用，本文不再進一步說明原理和方法。

隨機前沿生產函數中生產函數的選擇在業界中主要有道格拉斯生產函數（D-C 函數）與超越對數生產函數兩種形式，由于超越對數生產函數不但考慮了要素之間的相互替代（要素交叉項），而且考慮了要素的希克斯中性，符合創新科技領域生產過程的實際情況，更具一般性。創新科技生產投入主要為資本與勞動，并考慮技術效率和投入要素的時變性特征，本文采取Coelli［9］的做法，初步設定函數形式為超越對數生產的時變函數，具體如下：

2.2 假設檢驗

由于使用式（1）只是隨機前沿模型的一般形式，需要根據模型的實際應用情況對模型的穩健性進行檢驗。謝建國［14］對檢驗方法的應用進行了詳細的說明。本文通過構造廣義似然比統計量LR，具體公式如下：

（2）柯布-道格拉斯的一般形式是否適用。本文在設定生產函數形式的時候，除了引入柯布-道格拉斯生產函數的對數形式，還引入了平方項和交叉項，其意義在于改變原生產函數的彈性，讓各個要素的生產技術水平不相等，或者說改變要素對模型的影響程度。

H0：一般的道格拉斯生產函數模型；H1：原生產函數模型。

（3）是否存在技術進步因素和中性技術進步檢驗。業界上學者通常引入時變因素T 來表示技術進步，簡單的道格拉斯生產函數并沒有引入時變因素，考慮到時間變量的引入可能會對模型產生一定的沖擊，故必須檢驗其適宜性，若檢驗結果表明生產模型存在技術進步，則還需要進一步檢驗該技術進步是否為希克斯中性，若檢驗結果為非希克斯中性，則存在偏技術進步，生產要素替代彈性可變。

為檢驗是否存在技術進步因素，設H0：無技術進步T 的生產函數模型；H1：原生產函數模型。若存在，則進一步檢驗是否存在希克斯中性，設H0：存在希克斯中性（無時間與要素交互項）；H1：不存在希克斯中性。

（4）技術效率是否具有時效性。技術效率的時效性表示技術效率是否能夠隨著時間趨勢而變化，設H0：技術效率不具有時效性，即eta=0；設H1：技術效率具有時效性，即eta ≠0。

3 變量、數據說明與實證分析

3.1 變量說明

3.1.1 投入產出變量

（1）科技產出。創新科技產出表現為科學技術的生成，由于一般企業在研發出一種科學技術的時候會到當地的知識產權局里申請專利，以便在市場上獲得獨占權，防止成果流失，故本文用每個地區專利受理情況作為科技產出指標，其單位為件。

（2）資本投入。創新科技資本投入表現為研發該項技術的資本性支出，參考科技金融相關文獻和結合科技企業實際情況，本文用R&D 經費來作為資本的投入指標，由于R&D 經費的每期投入屬于流量指標，那么還需要將其轉換為存量指標，需考慮以下幾個因素。

1）折舊率。對于折舊率的選取，由于缺乏相關的統計數據，業界對R&D 折舊率的估算沒有一個標準方法，普遍采用一個經驗性的假設值，其范圍在5%～15%之間。本文認為創新科技研發的結果主要以無形資產為主，參考近幾年的宏觀經濟形勢，科技型無形資產普遍表現為更新速度快，科技替代效益明顯，故其折舊速度要比固定資產速度快，張軍等［16］對其固定資產折舊率選取為9.8%，綜上分析，本文選取15%作為R&D 資本存量的折舊率。

2）基期R&D 資本存量。陳宇峰等［17］指出R&D 活動周轉要比固定資產周轉要快，對于R&D活動基期資本存量的選取不會高于基期資本投入量的10 倍，本文選取基期資本投入量的5 倍作為R&D 的基期資本存量水平。

綜上所述，本文設定R&D 資本存量計算公式如下所示：

由于香港、澳門地區與廣東地區統計口徑不同，若直接使用原始數據進行，匯率的波動、地區的通貨膨脹就會影響數據的穩定性，因此本文將R&D 經費作比值處理，用R&D 經費占地區GDP 總量之比表示資本投入水平。

（3）勞動投入。部分學者在考慮勞動投入指標使用的時候使用地區R&D 人員投入絕對數，但是絕對數指標不能代表一個地區真實水平，勞動投入往往受該地區的地理文化因素影響，大城市往往容易吸引人口流入，造成R&D 人員投入絕對數大，卻并不代表中小城市不注重創新能力問題。本文采用相對數來表示R&D 人員投入水平，即R&D 人員總量占地區總人口之比。

3.1.2 控制變量

（1）產業結構。產業結構衡量的是一個地區產業的分布與構成，每個地區的產業構成都不相同，這是由地區的比較優勢和規模效應所造成的，比如深圳的技術創新比重要比其他地區要高，澳門主要經營以博彩業為主的第三產業，香港地區的外貿業很發達等等。產業結構的不同會直接影響該地區科技創新的方向和地位。本文采用地區第三產業比重來代表該地區的產業結構。

（2）固資投資。固資投資是指國民經濟核算支出法中固定資本形成總額占GDP 總量的比重，即為投資貢獻率。技術創新研發離不開資本的投入。目前，灣區內公司有不少的初創企業孵化器，孵化器模式是為了降低企業固定資本投入成本，讓企業專心研發而設立，所以固資投資是否影響企業技術創新效率是值得探究的。

（3）金融規模。衡量一個地區的金融規模主要看該地區的貸存款率比。企業創新離不開金融機構的支持，特別是科技型中小型企業，前期研發投入需要大量資金注入，貸存款率越高，說明區域的金融規模越大，就可能有更多的貸款資金注入企業研發。香港、澳門由于監管較松，銀行體系相對完善，其金融規模普遍比廣東地區要高。

（4）政府規模。本文主要用政府支出占GDP比重來衡量當地政府規模。地區創新能力發展離不開當地政府的支持，政府在引導產業創新、產品孵化方面具有重要的作用，政府支出越多，代表政府規模越大，政府主導產業能力越強。

（5）開放程度。地區經濟開放程度會對技術創新效率產生影響，本文用進出口額占GDP 比重表示地區開放程度，開放程度越高，對外依賴越嚴重，創新能力越低。

3.2 數據來源與描述性統計

本文選取的樣本為廣東省的廣州、深圳、珠海、佛山、惠州、東莞、中山、江門和肇慶9 個地市加上香港和澳門地區共11 個地區的2006—2017年共12 年的面板數據。其中，廣東9 個地區數據來源于《廣東統計年鑒2007—2018》，香港地區數據來源于《香港本地生產總值2006—2017》《香港統計年刊2006—2017》，澳門地區數據來源于《澳門本地生產總值2006—2017》《澳門統計年鑒2006—2017》，所有地區的專利數據均來自于中國知識產權局和廣東省知識產權局的統計數據，描述性統計結果如表1 所示。

表1 樣本數據描述性統計結果

3.3 實證分析

3.3.1 假設檢驗結果

利用Frontier4.1 軟件對隨機前沿生產函數進行檢驗，其具體檢驗結果如表2 所示。

表2 LR 統計量檢驗結果

上述檢驗結果顯示，檢驗1 在0.1%的顯著性水平上拒絕原假設，說明使用隨機前沿分析比使用最小二乘法（OLS）進行分析更加合理；檢驗2 在0.1%的顯著性水平上拒絕原假設，說明簡單的道格拉斯生產函數不適合該研究，應當引入生產要素的平方項和交互項，分別構造生產要素對產出的非線性特征和交叉影響效應，使生產函數模型更富有彈性；檢驗3-1 在0.1%的水平上拒絕原假設，說明生產函數模型需要引入技術進步因素T；檢驗3-2 在0.1%的水平上拒絕原假設，說明生產函數模型存在要素偏技術效應，不存在希克斯中性；檢驗4 在0.1%上拒絕了原假設，說明生產函數模型的技術效率存在時效性。

綜合上述假設檢驗結果，由式1 確定的生產函數模型形式是穩健的。

3.3.2 實證結果分析

本文選取粵港澳大灣區11 個地區2006—2017 年面板數據，利用Frontier4.1 軟件對式（1）進行一步極大似然估計法進行估計，其回歸結果如表3 所示。

對于邊界生產函數模型，我們可以從以上隨機前沿分析結果看出：（1）貝塔的估計系數結果從回歸結果上都是十分顯著的，關鍵變量LnK 和LnL 均以1%的概率通過了T-統計量檢驗，說明模型的擬合效果十分良好；（2）系數的估計值為0.574，說明復合誤差項接近60%由非效率因素所影響，使用包含非效率因素項U 的SFA 模型來估計是合理的；（3）系數的估計值為0.168 并顯著地為正值，說明技術效率會隨著時間的變化而不斷增加。

表3 隨機前沿生產函數估計結果

參考業界上超越對數生產函數中要素產出彈性的計算公式，本文擬計算出粵港澳大灣區科技金融要素年平均產出彈性，分別在式（1）兩邊對LnK 和LnL 求偏導，得出粵港澳大灣區11 個地區資本和勞動產出彈性平均值，并計算平均規模報酬值，其每年變化結果如圖1 所示。

圖1 2006—2017 年粵港澳大灣區技術創新產出年平均彈性

根據圖1 粵港澳大灣區技術創新產出年平均彈性結果，我們可以得出：（1）從總體上來看，規模報酬＞1 且逐年平穩上升，說明粵港澳大灣區12 年來規模報酬遞增，企業創新能力不斷提升，技術產出效率提高；（2）均資本產出彈性經歷了先下降后回升的趨勢變化，其下降的主要原因是受到外資撤資的影響，特別是2008 年金融危機使企業資金鏈斷裂，研發資金不足，許多項目停滯，新技術專利產出減少，2011 年后經濟緩慢恢復，加上政策刺激，均資本產出彈性有所回升，但效果不明顯；（3）均勞動產出彈性在研究年內不斷穩定上升，從低于平均資本產出彈性水平到其占據主導地位，這是合理且有效的，因為創新驅動發展的最終作用者還是得依靠人來進行，人是創新驅動發展的源泉，資本只是處在引路作用，吸引更多地人參與到研發道路上來，激發了人民創新的活力，當然這并不意味著資本的投入在不斷減少。

技術效率的計算公式可參考式（3），其表示實際產出占最優生產邊界的比例，即最優生產距離。

技術效率的估計結果可通過Frontier4.1 便捷得出，本文整理其技術效率測度結果如表4 所示。

表4 2006—2017 年粵港澳大灣區技術創新效率測度值

由表4 粵港澳大灣區技術創新效率測度結果，本文分析得出：（1）從總體均值上來看，12 年間技術效率從0.29 提升到0.75，創新能力有了很大的提升，體現了粵港澳大灣區內各個產業集聚效應的不斷提升，產業優勢不斷擴大。（2）對比發現，深圳的技術創新效率測度值并沒有達到其高水平。通過對比深圳與其他地區投入產出原始數據，發現雖然深圳在研發投入方面經費和人員投入比其他地區要大得多，專利產出的絕對數上仍遠超其他城市，但放在整個粵港澳大灣區總體最優生產前沿上考慮，廣州、東莞地區技術效率更高。（3）香港、澳門地區的技術效率水平低下，主要由該地區主導產業所致，香港地區以外貿業為主，澳門以博彩業為主，第二產業占比較小，研發創新能力受限。

為進一步研究粵港澳大灣區技術創新效率影響因素，本文擬結合式（1）和式（2），研究控制變量對技術非效率的影響，若估計系數顯著為正，則說明該控制變量與技術效率負相關，具體估計結果如表3 技術非效率模型估計結果所示。

本文選取的控制變量主要有5 個，從技術非效率模型估計的結果來看，我們可以分析得出：（1）在引進控制變量后，LR 檢驗值的估計結果為33.706并通過了混合卡方分布檢驗，說明技術非效率模型是穩健的。（2）產業結構的系數為0.038 并以1%的顯著性水平通過了檢驗，說明第三產業比重每提升1%，技術效率就會下降3.8%。這是由于一個地區的研發能力主要體現在以工業為主的第二產業，香港、澳門地區受限于地域因素，其第二產業水平普遍較低，導致了創新水平較低。（3）固資投資的系數很小且并未通過顯著性檢驗，說明固資投資水平對粵港澳大灣區創新能力影響較低。其原因在于企業創新研發大部分以無形資產形式存在，比如軟件、工藝等，而固定資產投資主要用于生產、銷售。（4）金融規模的系數為-0.08 且以1%的顯著性水平通過了檢驗，說明金融規模對區域創新能力影響較大，貸存比率每提升1%，技術創新效率提升8%，貸存比率越大，企業獲得貸款的數目就會越多，貸款投入研發的比例就會越大，進而促進創新產出的增加。（5）政府規模的系數只有0.004 的一個較低水平，但其以1%的概率通過了顯著性檢驗，說明政府對于企業創新發展的支持力度仍有不足。通過企業實地調研發現，大部分科技型企業政府對其支持力度不足，項目申報效率低下，資金撥付緩慢延后。（6）開放程度的系數也只有-0.001 且未通過顯著性檢驗，經濟意義不明顯，說明外貿依存度的大小與區域技術創新效率不存在明顯線性關系。香港、珠海地區的外貿依存度比較高，但其技術效率低下；深圳、東莞地區外貿依存度雖然較高，但其技術效率卻在一個較高水平。

4 結論與啟示

本文采用超越對數生產函數模型以及技術非效率函數模型混合模型，利用SFA 隨機前沿分析方法對粵港澳大灣區11 個地區2006—2017 年的面板數據進行分析，評價粵港澳大灣區技術創新效率及其影響因素，得出以下結論：（1）粵港澳大灣區技術創新能力規模報酬遞增，其中資本的產出彈性在減少，勞動的產出彈性在增加，R&D 人員投入變化對創新專利產出變化的影響程度大；（2）2006—2017年間技術效率從0.29 提升到0.75，廣州、東莞效率測度值最接近生產前沿面，深圳增速最快，珠海、澳門顯著低于灣區平均水平；（3）產業結構、金融規模對灣區技術創新效率影響程度較高，第三產業的增加會降低技術效率，而貸存比率的增加會提升技術效率；（4）政府規模對灣區技術創新效率影響較小，政府對灣區創新支持力度不足，政策或資金不到位。

針對上述結論，本文提出相應建設性啟示：（1）人才對于創新產出的敏感程度不斷提升，灣區應積極從各地吸引高端人才，完善人才落戶政策和配套教育優惠、住房補助政策。（2）灣區內部充分發揮政府資本在創新中的引導作用，把政府資金用在初創企業生命周期的產品研發高風險階段，同時引導私人資本在產業化階段進入。政府應加強企業創新能力的識別，提供資金運用效率，保證對需要融資的創新企業給予融資，無需融資或虛假的企業給予甄別和處罰，從微觀層面提高創新企業創投資金的使用效率，進而提升整個灣區內部的技術效率。（3）目前，大部分初創企業不能得到有效資金補充，銀行更愿意把資金貸給風險較低的企業和機構。本文認為應轉變銀行投資模式，加大初創企業貸款投放力度和降低申請門檻。一個地區的存貸比水平越高，就有更多的資金流入初創企業，因此銀行體系也應不斷提升貸存規模。（4）針對灣區內各地區產業結構特點，探索符合該地區的創新產業發展方向，特別是香港、澳門由于歷史地域限制，需要探尋創新發展新道路。（5）加強灣區內部高校聯系。灣區內部有許多高校，建立與香港、澳門高校間合作，有助于人才的培養和在灣區范圍內人才的流動和吸引外部人才的流入，進而提升區域科研創新水平，促進區域協調發展。