從分散到協同：高新技術產業創新要素集聚發展路徑

楊博旭，王玉榮，李興光，2，周 羅

（1.對外經濟貿易大學國際商學院，北京 100029；2.衡水學院經濟管理學院，河北衡水 053000；3.中國農業銀行武漢培訓學院,湖北武漢 430077）

新一輪的科技革命和產業變革正在孕育興起，全球科技呈現新的發展態勢和特征，以技術密集、知識密集和資本密集為主要特征的高新技術產業成為各國競相競爭的高地。2017 年2 月，我國科技部全面部署“十三五”高新技術產業發展路徑，從國家戰略層面強調了發展高新技術產業的重要性；黨的十九大報告提出促進我國產業邁向全球價值鏈中高端、培育若干世界級先進制造業集群，為我國高新技術產業的發展指明了方向和目標。創新要素集聚是創新驅動發展的普遍規律，對于高新技術產業的發展和升級具有重要意義［1-2］，如美國的波士頓128 公路、硅谷以及日本的筑波等區域均依托創新要素集聚推動產業發展和升級，我國的北京中關村、廣州騰飛科技園等地區也正在通過集聚創新要素培育高新技術產業。高新技術產業創新要素集聚為促進高新技術產業發展和全球價值鏈攀升提供了基礎和前提，因此，通過對我國高新技術產業創新要素集聚水平進行測度分析，明確我國高新技術產業創新要素集聚的基本情況、探索創新要素集聚發展路徑，能夠為深入貫徹落實創新驅動發展戰略、依托創新要素集聚推進高新技術產業邁向全球價值鏈中高端提供理論支持和決策參考。

1 理論基礎

1.1 相關文獻綜述

1.1.1 概念界定

熊彼特［3］在《經濟發展理論》一書中首次從經濟學的角度提出了“創新”的概念，指出創新是通過對生產要素的重新組合和配置，實現生產函數的改變，進而追求經濟目標最大化。熊彼特將創新從技術層面擴展到經濟和管理的范疇，即如何吸納、配置和集聚創新要素，以形成先進的生產力。早期，學者們主要從空間地理的視角來解釋和研究創新要素集聚，如以Krugman［4］為代表的新經濟地理學派認為創新要素呈現空間地理分布，而經濟活動的集聚和擴散影響產業和創新要素的集聚；Jamse［5］研究指出創新主體之間的協同創新是依靠創新要素的空間集聚；Su 等［6］研究指出創新要素的空間集聚更容易引發創新。同時，也有學者將創新要素集聚視為產業集聚的結果，如陳菲瓊等［7］研究認為創新要素集聚是以產業集聚為主要理論基礎，其本質是技術企業集聚化或高新技術的產業集聚；陳建軍等［8］研究指出，創新要素集聚是通過區域內產業相關的企業、高校和研發機構等創新主體的聚集而形成的集聚效應；余泳澤等［9］研究認為產業集聚帶來了創新要素集聚，并通過創新要素的外溢作用促進產業發展。基于已有文獻對創新要素集聚的界定，本研究將高新技術產業創新要素集聚定義為：高新技術產業的相關技術、人才和資金等在功能上相互關聯的要素，依托于創新主體，在地理位置上趨于集中，并最終形成協同發展的過程。創新要素集聚并非在空間的簡單堆積［10］，而是具有以下三方面特點：（1）創新要素集聚是以創新主體為載體，在空間地理上趨于集中的現象，因此，創新要素的集聚離不開創新主體的集聚；（2）創新要素集聚是一個動態的過程，隨著創新主體間合作關系的改變而表現出不同的集聚特征；（3）創新要素在空間上的集聚會產生相對應的集聚效應，如提升區域創新績效、帶動產業發展等［11-13］。

關于創新要素的構成維度，學術界也存在諸多爭議，如，余泳澤等［9］研究認為創新要素只是單維度變量，其直接借鑒Henderson［14］的做法，使用創新投入對創新要素進行測算；童紀新等［15］將創新要素集聚分為了高新技術產業、規模企業、研發人員和研究機構四類；周元元等［16］將創新要素分為了人才要素和資金要素，而隨后馮南平等［17］進一步將技術要素納入創新要素的相關研究；賴一飛等［18］在考慮創新要素的一致性和特殊性的基礎上，將創新要素分為資本要素、人力要素和技術要素三類；周杰文等［19］從科技創新投入的視角，將創新要素分為人才要素和資本要素；吳衛紅等［20］將高校創新要素集聚劃分為人力要素和財力要素。綜上所述，雖然學術界對創新要素的具體維度存在爭議，但是，學者們普遍將人才要素和資金要素視為創新要素的重要組成部分；此外，由于高新技術產業屬于技術和知識密集型產業，核心技術對于高新技術產業發展具有至關重要的作用。因此，本研究將高新技術產業創新要素分為人才要素、資本要素和技術要素三類。

1.1.2 研究述評

關于創新要素集聚，現有研究主要集中在創新要素集聚的測度評價以及創新要素作用效果兩方面。有關創新要素集聚水平的測量，已有研究多從以下角度展開：其一，建立創新要素集聚指標體系，通過因子分析法、熵值法等方法進行測量，如葉小玲等［21］、池仁勇等［12］、鄒游［22］等學者使用了不同指標變量的創新要素集聚指標體系，對區域創新要素集聚水平進行了測量。這種測量方法能夠涵蓋創新系統各個要素，包括政策要素、資本要素、人力要素、技術要素和公共服務要素等，評價系統客觀、重點突出、可操作性強。其二，通過區位熵改進法進行測量，如余泳澤［11］、周杰文等［19］學者對創新要素的資金集聚效應、技術集聚效應進行了研究。該方法考慮到了創新要素集聚的空間性，可以反映要素集聚的相對規模與絕對規模；但這種方法對指標的選取要求較高，不能從整體上對區域創新要素的集聚水平進行測量。其三，考慮區域地理和人口特征進行測量，如王奮等［23］、童紀新等［14］通過建立人工智能（AI）指數，從省域角度對我國區域創新要素的集聚水平進行了測量。本文考慮到區域創新系統的系統性和針對性，選取創新人才要素、創新資金要素、創新技術要素等核心要素建立區域創新要素集聚水平評價指標體系，采用熵值法對我國區域創新要素集聚水平進行測量。

創新要素的影響效果也是學術界關注的重點。相關研究表明，創新要素集聚可以有效促進區域創新績效，如Baptista 等［24］利用英國248 家制造業企業8 年的數據進行實證研究，結果表明較高的創新要素集聚可以帶動企業創新績效提升；池仁勇等［12］對我國浙江省中小企業發展模式的研究結果顯示，人才、技術和資金等創新要素是推動區域創新的關鍵因素。但是，創新要素集聚對科技創新效率的影響存在異質性，如余泳澤［11］的研究表明，創新要素集聚對于科研機構創新效率具有負影響，對于高校的影響不顯著，而對于企業的影響為正；吳衛紅等［20］對我國高校創新要素集聚的分析結果顯示，人才和資金要素對創新效率具有倒“U”型影響，且影響效果在東、中、西部地區存在差異。不同學者通過對創新要素的進一步分析發現，創新要素通過提升創新能力，進而推動區域經濟增長，如高麗娜等［25］通過對我國江蘇省創新要素分析發現，創新要素稟賦制約著區域技術創新，而創新能力是經濟增長的內動力，因此，創新要素集聚是區域經濟增長的關鍵因素；賴一飛等［18］對我國“中三角”37個城市創新要素與經濟增長的關系進行分析后發現，創新要素集聚通過提升創新能力和引導產業集聚，進而帶動經濟增長，且這種影響存在區域性差異。綜上所述，創新要素集聚是提升區域創新能力、促進經濟增長的關鍵因素，通過對高新技術產業創新要素集聚的評價和分析，對于推動高新技術產業發展和提升區域競爭力具有重要的理論和現實意義。

1.1.3 創新要素集聚發展路徑

創新要素是有空間距離的，不會隨時隨地擴散，但可以通過引進外部技術獲得發展［26］，并可以通過技術模仿實現快速發展甚至趕超［27］。創新要素集聚具有空間外溢效應［11］，在地理上的空間集中或毗鄰更容易催生創新［6］，通過知識和資源的整合可以有效提升地區和企業的技術創新能力。創新要素的空間集聚與擴散是實現要素空間組合與集成的過程，是推動毗鄰區域間實現增長傳遞的重要渠道［25］。資本要素、人力要素、技術要素等創新要素的集聚有效實現知識交換和知識溢出，有助于擴大市場形成范圍經濟，進而提升高新技術產業競爭力［8，28］，加速產業結構高級化和合理化進程［29］。

創新要素集聚是一個動態的過程，而非要素在空間上的簡單靜態堆積［12］。從區域創新體系視角來看，區域要素集聚過程體現了創新要素在創新主體之間的互動合作，以及對創新要素配置形態的改變過程。企業作為區域創新系統核心層的組成部分，創新要素集聚過程的本質是創新要素在區域創新系統核心層，即企業間隨著空間和時間推進而不斷演化的過程，伴隨著不同的階段，企業與其他創新主體發生的創新要素合作關系不斷改變。馮南平等［17］根據創新要素集聚規模，將我國30 個區域劃分為成熟型區域、擴張型區域、趕超型區域、落后型區域等4 種類型。鄒游［22］將區域創新要素集聚過程分成了要素形成階段、要素擴張階段、要素成熟階段。本研究將基于我國各省份高新技術產業創新要素集聚水平評價，探索和歸納創新要素集聚發展路徑，為各區域實現創新要素集聚提供理論參考。

2 研究設計

2.1 指標體系構建

高新技術產業創新要素集聚水平指標體系的建立是一個系統化的過程，是進行創新要素集聚相關研究的基礎和前提，也是進行科學數據分析的保證，必須遵循科學的方法和原則。借鑒已有研究，本文遵循針對性、系統性、客觀性、可對比性和可操作性等5 個原則［30］，構建科學的創新要素集聚水平指標體系。借鑒葉小玲等［21］、池仁勇等［12］、鄒游［22］研究中的做法，針對創新要素集聚的核心內部系統，從創新人才、資金、技術三核心要素出發，建立創新人才要素集聚水平子系統、資金要素集聚水平子系統以及技術要素集聚水平子系統，組成創新要素集聚水平測量指標體系（如表1）。其中：

（1）人才要素是高新技術產業創新的核心要素，本文選取高新技術產業企業數、科技機構數、R&D人員折合全時當量等指標來組成高新技術人才集聚水平子系統。

（2）創新資金要素的集聚不僅體現著創新資金的投入水平和融資水平，更體現了一個地區對創新的重視支持力度，因此，本文選取R&D 經費內部支出、R&D 經費中的政府資金、R&D 經費的企業資金來組成創新資金要素集聚子系統。

（3）創新技術要素是創新競爭力的決定性因素，高新技術產業通過技術改造、技術引進和消化吸收等方式開展技術創新和變革。本文選取技術改造經費支出、引進技術經費支出、消化吸收經費支出、購買國內技術經費支出、專利申請數來構成創新技術要素集聚子系統。

表1 高新技術產業創新要素集聚水平評價指標體系

表1 （續）

2.2 模型構建

熵值賦權綜合評價法是基于信息熵理論的常用客觀賦權法，其核心觀點是差異驅動理論，即根據系統內部子系統包括的信息不確定性的大小來確定各子系統的權重大小，各子系統的權重與信息熵的大小成反比。也就是說，系統內部某子系統指標數據的不確定性越大，即信息熵越大，那么該指標所包括的信息就越少，則該指標的權重相應也越小。本研究選擇熵值賦權法對創新要素集聚進行評價，主要考慮以下兩點：首先，熵值賦權法基于差異驅動原理進行賦權，避免人為因素干擾，具有透明性和可重復性，在創新要素集聚測算和評價的過程中可以更加客觀地反映出要素集聚的基本情況；其次，數據無量綱化處理的測算過程不受數據單位的影響，具有單調性、縮放無關性和總量恒定性等優異品質［31］，對于創新要素集聚水平測算涉及的省份和年份較多的情況，可以簡化數據處理過程、降低數據處理風險。

本研究采用熵值賦權評價法的具體原理和過程如下：針對m個省份進行評價，創新要素評價體系包含n個評價指標，各個指標值為通過以下五步實現對創新要素集聚水平的評價。

第一步：數據歸一化處理。先對評價指標值進行標準化處理，然后對所形成的標準化矩陣進行歸一化處理，得到新的矩陣公式如下：

第二步：計算各指標的熵值（e）。各指標包含的信息不確定性的大小，即熵值的大小，可用條件熵公式度量：

第五步：計算綜合評價值（PS）。基于線性加權法，可得到系統各評價對象的綜合評價值。公式為：

2.3 數據來源

本文對我國各省份高新技術產業創新要素集聚水平測算和評價的原始數據主要來源于《中國高技術產業統計年鑒》。該年鑒由國家統計局社會科技和文化產業統計司負責組織統計調查，其中收集了我國高技術產業基本情況、研發活動、固定資產投資等本研究對高新技術產業創新要素集聚水平評價所需要的主要數據。2002 年，科技部發布了《關于進一步支持國家高新技術產業開發區發展的決定》，對高新區政策環境、創新能力、服務體系和國際化發展等方面提出了明確要求，對于推進高新技術產業創新要素集聚具有重要作用。為此，本研究選取了2003—2017 年《中國高技術產業統計年鑒》的數據開展研究，其中包含了2002—2016 年間我國31個省、自治區、直轄市（未含港澳臺地區）高新技術產業的發展情況，考慮到數據缺失問題，本研究剔除西藏自治區。

3 高新技術產業創新要素集聚水平評價

3.1 創新要素集聚總體情況

利用熵值賦權評價法，本文對2002—2016 年我國30 個省、自治區、直轄市高新技術產業（以下簡稱“樣本”）的創新要素集聚水平進行了測量，并計算了2002—2016 年各省份的年平均創新要素集聚水平及其年均增長率，如表2 所示。

表2 樣本創新要素集聚水平及年均增長率

表2 （續）

通過對表2 的分析，可以得到以下結論：

（1）創新要素集聚規模顯著提升，增速明顯。各省份創新要素集聚水平較2002 年增幅明顯，全部為正增長。其中，內蒙古的增長最為明顯，從2002年的954 增長到2016 年的64 253，增長了67.34 倍，年均增長132%；其次為海南、浙江、安徽和福建，年均增長分別為126%、123%、122%和121%；而上海、黑龍江和甘肅的年均增長率分別為107%、108%和109%。一方面，隨著我國經濟的發展，各省份的地區生產總值（GDP）不斷提高，促進了我國創新要素水平不斷提升；另一方面，隨著我國對創新的重視程度不斷提升，科研經費投入明顯提升，同時國家出臺了一系列創新驅動發展的政策文件，區域創新要素規模不斷擴大，要素集聚水平顯著提高。

（2）省份之間集聚水平存在明顯差異，總體呈現出“東高西低”的趨勢1）。創新要素集聚水平綜合排名前10 位的省份中，除了四川和陜西外，其他省份均為東部地區，特別是長三角和珠三角地區省份的創新要素集聚水平較為突出。具體而言，2002—2016 年創新要素集聚水平綜合排名的前5 位的分別為廣東、江蘇、山東、浙江和上海，這些省市都是地處東部沿海地區，經濟發展水平也較高。排名后5 位的省份分別為青海、海南、內蒙古、新疆和山西。其中，青海、內蒙古和新疆屬于西部偏遠地區，交通不便，經濟發展水平相對較低，因此創新資源集聚水平相對也較低；山西的經濟發展呈現出資源依賴特點，相對而言，其研發投入、人才發展等創新要素集聚相對較低；海南由于特殊的地理位置，對外貿易是其經濟發展的主要動力，因此，其技術創新要素集聚水平相對更低。

（3）各省份排名有所波動，但發展區間基本穩定。2002—2016 年間，各省份創新要素集聚水平的排名出現一定的波動，如上海由2002 年的第2 位下降到2016 年的第6 位、江西在13～21 位之間不斷波動，但是，各省份創新要素集聚發展的區間基本保持不變，如，排名前十的省份中，除了福建、四川、湖北在個別年份排名跌出前10 位，其他省份均保持前10 位，此外，天津市一直在第10 位前后徘徊，遼寧省曾經進入過前10 位，其他省份排名也基本穩定。

3.2 創新要素集聚發展路徑

根據本研究對樣本省份創新要素集聚發展水平的評價結果，基于本文對高新技術產業創新要素集聚發展過程的劃分和界定，針對我國目前形成的創新要素多層次發展格局，將我國區域創新要素集聚過程分為分散發展階段、數量擴張階段、質量提升階段和協同演進階段4 個階段，這也是區域內創新要素由分散到協同逐步遞進的路徑。我國高新技術產業創新要素集聚發展路徑包含的4 個發展階段各具特點，在整體水平和增長速度上存在一定差異，各階段的主要特點和發展模式如下：

（1）分散發展階段是區域創新要素集聚的初級階段。這一階段的典型特點是高新技術產業創新要素集聚的整體水平和增長速度都偏低，創新要素集聚發展的動力來自于國家對地區高新技術產業的政策支持和優惠，區域內缺乏自主創新的動力，技術主要來源于對外部技術的引進和簡單模仿。在該階段，區域創新系統內各創新主體根據自身特點和需求吸收、接納創新要素，實現創新要素在區域空間內的點狀聚集，但各創新主體之間是孤立、缺乏聯系的，整體創新網絡密度較低，由于各節點之間缺乏互動，節點的中心度和結構洞水平比較低，未形成有效的創新鏈。處于分散發展階段的區域一般經濟發展落后，創新環境不完善，表現為企業在區域內簡單扎堆聚集、科研機構和科研項目數量較少、企業間缺乏溝通學習交流；同時，區域內創新人力資源水平較低、創新資金投入水平較低，集群結構表現為簡單的從原材料到半成品再到產品的一體化生產，尚未形成集聚的規模效應與潛在的集聚優勢。

（2）數量擴張階段是區域創新要素集聚的中低級階段。這一階段的典型特征是高新技術產業創新要素的整體集聚水平不高，但是增長速度較快，具有一定的發展潛力，創新要素集聚發展的動力來自于區域內的資源稟賦和人口紅利。區域內自主創新動力依然不高，技術主要來源于對外部技術的引進、吸收和二次創新，依靠區域內的資源稟賦和人口紅利，吸引大量高新技術產業企業入駐；隨著區域內企業數量的不斷增長，帶動區域內科技勞動市場的發展，創新人力資源水平不斷提高，同時其他創新要素的獲取成本隨之降低，從而初步形成創新要素集聚的規模效應。區域內創新主體間的交流學習日益頻繁，為了合理有效地使用創新要素資源，在創新市場配置作用下，企業間會以技術交流、生產協作等方式共享知識，產生創新要素集聚的知識溢出效應。在此階段下，區域內人力資源水平、資金投入和技術水平迅速提升；此外，企業與企業之間的聯系增加，企業與高等院校等科研機構之間的合作開始增加，但是創新主體之間的網絡密度依然較低，相互協作的產業集群并未形成。

（3）質量提升階段是區域創新要素集聚的中高級階段。這一階段的典型特征是高新技術產業創新要素整體集聚水平較高，但是增長速度不快，處于系統內創新要素協同調整的狀態，創新要素集聚發展的動力來自區域內創新要素集聚后的投資驅動，具有一定的自主創新動力和能力，技術主要來源于對外部引進和內部創新相結合的多元化創新。通過前期的發展，創新要素集聚已經具備一定規模，創新主體之間形成相對穩定的合作網絡關系，一方面，形成了能夠對上下游企業產生較大影響的中心化節點，另一方面，區域內各網絡節點之間的交流學習日益頻繁，外部效應明顯提高；但是，企業和高校等創新主體之間的合作深度不夠，協同創新的創新系統沒有形成，導致創新要素集聚發展的潛力受到限制，創新要素集聚的規模效應開始出現規模效應遞減，創新要素市場開始飽和，一部分創新能力低下的企業會被淘汰，能夠滿足新的創新需求的要素再次聚集，從而帶來創新要素和產業集群的不斷升級。

（4）協同演進階段是創新要素集聚的高級階段。這一階段的典型特征是高新技術產業創新要素整體集聚水平較高且增長速度較快，區域內各創新主體協同演進，并對周邊形成一定輻射和帶動作用，由于內部自主創新能力較強，創新要素集聚發展的動力來自區域內自主創新，掌握國內一流技術，并在國際上具有一定影響力。協同演進階段包含了區域內區域創新系統的一體化、特色化與區域創新系統再升級兩個方面，隨著創新主體間的聯系日益密切，企業與政府部門、科研機構的合作路徑日益通暢，以中心化節點存在的塊狀化區域不斷壯大，在外部因素與內部因素的共同作用下，這些塊狀化區域會演變為基于創新價值鏈的網絡化結構。在這一階段，創新要素集聚水平大大提高，要素集聚的規模效應與知識的溢出效應明顯增強，自主創新能力明顯增強，創新要素良性流動配置，區域創新系統人力資源、創新資金和技術自主研發實現同步增長，形成了企業、政府和科研機構協同發展的集群結構。

高新技術產業創新要素集聚是由分散發展到數量增長再到質量提升，最后達到區域內協同演進的過程，是由創新要素簡單堆積的低級階段向協同發展的高級階段遞進的動態過程，發展路徑如圖1 所示。

圖1 高新技術產業創新要素集聚發展路徑

本研究根據對高新技術產業創新要素集聚發展水平的階段劃分對樣本進行分類，表3 呈現了創新要素集聚發展的主要動力、代表省份和關鍵特征。

表3 樣本創新要素集聚分類

4 結論與討論

本研究基于理論分析，構建了高新技術產業創新要素集聚水平評價指標體系，并基于熵值賦權綜合評價法對我國各省份的高新技術產業創新要素集聚水平進行了評價和分析，在此基礎上構建了高新技術產業創新要素集聚發展路徑。本文得出以下結論：我國高新技術產業創新要素集聚水平整體上呈上升趨勢，增速明顯，同時省份之間的集聚水平存在明顯差異，呈現出“東高西低”趨勢；2002—2016 年間，各省份高新技術產業創新要素集聚水平排名有所波動，但相對發展水平基本穩定。基于評價結果，本研究提出高新技術產業創新要素從分散到協同的發展路徑，包括分散發展、數量擴張、質量提升和協同演進等4 個發展階段，4 個階段依次遞進，最終實現創新要素集聚的螺旋式發展；此外，不同發展階段表現出了不同集聚特征，其內生發展動力和技術來源也存在一定差異。

根據本研究結果，本文對我國高新技術產業創新要素集聚發展提出以下對策建議：首先，引導和促進創新要素集聚，帶動區域高新技術產業發展。高新技術產業創新要素是推動高新技術產業發展并向全球價值鏈高端攀升的重要因素，加快提升人才、技術和資金等創新要素集聚水平，推進區域內企業的交流合作和資源共享，發揮出要素集聚對高新技術產業的驅動作用。其次，東部帶動西部，實現創新要素集聚均衡發展。本研究結果顯示，我國高新技術產業創新要素集聚呈現不平衡不充分的現象，各地區的創新要素集聚水平和發展速度存在較大差異，應依托東部先進的技術和發展經驗，通過經驗交流和資源共享等方式帶動中西部創新要素集聚。最后，因地制宜，根據不同發展階段引導和促進創新要素集聚。我國高新技術產業集聚是按照分散發展、數量擴張、質量提升和協同演進等4 個階段不斷發展和提升的，不同發展階段在發展水平和增長速度方面存在差異，根據區域發展特點，通過市場資源配置和政府宏觀調控雙管齊下，推動創新要素集聚水平不斷提升。

限于人力和物力方面的限制，本研究依然存在一定局限和不足，這也為我們進一步的研究指明了方向。一方面，本研究采用熵值賦權綜合評價法對創新要素集聚進行測算和評價，該方法在權重確定等方面具有一定優勢，但該方法也受到創新要素絕對量的影響，導致北京和天津等體量較小的省市排名較低，今后應考慮開發更科學的評價方法；另一方面，本研究主要關注創新要素集聚的評價，而沒有考慮創新要素的影響效果，未來的研究將進一步分析創新要素集聚對高新技術產業升級、區域創新能力提升等影響效果。

注釋：

1）按照我國傳統的東、中、西三大經濟地帶劃分。