基于SFA 方法的中國海洋生物醫藥產業創新效率及影響因素研究

付秀梅，王詩琪，林香紅，劉 瑩，湯慧穎

（1.中國海洋大學經濟學院，山東青島 266100；2.國家海洋信息中心，天津 300171）

隨著陸地資源日益枯竭，生態環境遭到嚴重破壞，各國紛紛將關注焦點轉向海洋、大力發展海洋經濟。已有文獻記載的海洋生物約有21 萬種，海洋生物資源量約為3 420 億t，占地球總生物資源量的80%，而且海洋生物種類和數量遠比陸生物種更為豐富。20 世紀60 年代以來，美國、歐盟、日本等發達國家相繼投入巨資對海洋藥用生物資源進行開發利用，海洋生物醫藥產業已成為各國戰略性產業并得到快速發展。雖然中國海洋生物醫藥產業較發達國家起步較晚，但作為海洋戰略性新興產業發展迅速，《全國海洋經濟發展“十三五”規劃》《十三五國家戰略性新興產業發展規劃》等國家重要文件中都明確指出大力扶持海洋生物醫藥產業。據國家海洋局發布的中國海洋經濟統計公報顯示：海洋生物醫藥產業增加值由2010 年的83.8 億元增長到2018年的413 億元，年均增幅超過49%。但是中國海洋生物醫藥產業在快速發展的同時仍面臨許多亟待解決的難題，例如研發投入不足、高技術人才短缺、專利產出水平低下等，這些問題都反映出產業創新能力的不足。中國海洋生物醫藥產業的創新效率處于什么水平？受到哪些因素影響？探討這些問題對解決中國海洋生物醫藥產業創新能力不足的難題、促進產業快速發展具有重要理論價值和實踐意義。

1 研究現狀

目前，已有學者針對中國海洋生物醫藥產業技術創新相關問題進行研究?？萍紕撔率谴_保海洋生物醫藥產業穩定發展的關鍵，目前中國海洋生物醫藥專利申請量和實際得到轉化的研究成果較少，制約了海洋生物醫藥產業發展。例如青島市海洋生物醫藥產業發展中就存在很多問題，其中技術創新成果轉化程度低是制約該產業發展的重要因素［1］。通過研究發現，中國海洋生物醫藥產業發展還面臨海洋藥源發現數量較少、海洋藥物研發進展緩慢、科研成果轉化率低等問題［2］。同時，雖然當前海洋生物醫藥專利產業化的可行性較高，但企業申請專利較少、產業化程度較低［3］。進而有學者運用層次分析法構建海洋生物醫藥產業科研成果產業化影響評價體系，研究發現人才是影響海洋生物醫藥科研成果產業化的首要因素［4］。有學者基于海洋生物醫藥研究成果產業化國際合作的客觀性與必然性及其研究成果產業化問題，從保障機制、激勵機制和約束機制三方面提出海洋生物醫藥研究成果產業化國際合作機制［5］，進一步提出海洋生物醫藥產業國際化發展路徑［6］。從現有研究成果看，對中國海洋生物醫藥產業創新方面的研究多集中于科研成果產業化，而缺乏對產業技術創新效率及其影響因素的相關分析。

有關產業創新效率的研究目前大多集中在整體高技術產業和戰略性新興產業等專利密集型產業，主要集中在區域視角、影響因素和階段創新效率三個方面。

關于區域創新效率的研究，學者主要從中國東、中、西部各省區市［7］，30 個省級行政區［8］以及“絲綢之路經濟帶”西部9省區市［9］等區域視角出發對我國高技術產業創新效率進行測算；還有學者從珠三角、長三角、環渤海、東北及西北部地區視角對裝備制造業技術效率進行評價與測度［10］。關于產業創新效率影響因素的研究，主要集中在市場結構、企業規模和產業利潤［11］等影響因素；有國外學者研究了協作、協作類型［12］以及自然資源與經濟增長［13］對產業創新效率的影響；還有學者從價值鏈的角度出發，對高技術產業創新整體效率和兩階段效率進行測算，發現企業規模、滯后期效率值等對知識創新效率影響顯著［14］；有學者進一步研究了制度因素對高技術產業技術創新的影響，發現制度因素對不同階段創新效率的貢獻具有異質性［15］。關于階段創新效率的研究，主要將高技術產業分為研發階段和轉化階段，進而分別對兩個階段的效率進行了測算［16］；有學者定義了區域專利密集型產業，并將該產業分為科技產出、物化產出和價值產出三階段，對每個階段的創新效率進行評價［17］；還有學者測算了戰略性新興產業在初創期-成長期前-成長期后期-成熟期的演化過程中各個階段的創新效率，結果顯示其創新績效呈現逐步提高的階段性特征［18］。

綜上，學者對于創新效率的研究多集中在高技術產業，目前仍缺少對海洋生物醫藥產業創新效率的研究。因此，本文從創新效率角度出發，運用隨機前沿分析方法測算中國沿海11 省區市（不包括中國臺灣、香港和澳門）2011—2017 年海洋生物醫藥產業創新效率，實證分析創新效率的主要影響因素，提出相關對策建議，以期有效促進中國海洋生物醫藥產業快速發展。

2 模型構建與數據來源

2.1 隨機前沿分析（SFA）

目前技術效率測量方法主要分為非參數方法和參數方法兩類，其中非參數方法以數據包絡分析（Data Envelopment Analysis，DEA）為代表，通過線性規劃構建生產前沿面，并使用距離函數對效率進行測度；參數方法則以由Aigner 等［19］和Meeusen等［20］分別提出的隨機前沿分析（Stochastic Frontier Approach，SFA）為代表，將實際生產單元與前沿面的偏離分解為隨機誤差和技術無效率兩項，進一步使用計量方法對隨機前沿生產函數進行估計。由于DEA 沒有考慮隨機誤差項，而是將所有隨機誤差認為是效率的不同，從而導致數據偏差越多的同時效率偏差也會越大［21］。SFA 則采用計量方法對隨機前沿生產函數進行估計，依賴于對數據的隨機性假設，在測量誤差和統計干擾處理上均具有極大優勢［22］。因此，本文采用SFA 方法對中國海洋生物醫藥產業創新效率進行測定。

2.2 模型設定

隨機前沿分析的基本模型可表示為：

隨機前沿分析作為參數方法，其準確性依賴于對生產函數形式的選擇，最常用的生產函數形式有科布-道格拉斯（C-D）生產函數和超越對數（Trans-log）生產函數［23］。C-D 生產函數的優點是模型形式簡單、參數少、便于估計［24］；而Translog 生產函數雖然需要設置更多參數、計算相對復雜，但可以反映投入要素之間、投入要素與趨勢變量之間的相互作用關系，以及不同投入技術進步的快慢差異［25］，更具有普遍性。因此，兩種生產函數各有優缺點，對于最終生產函數形式的選擇可通過似然比（LR）檢驗來確定。

關于創新產出變量的設定，專利數因其具有通用性、一致性和易得性的特點而成為研究者常用的指標［26］。專利數據則包含專利申請量與專利擁有量。由于專利擁有量相對于專利申請量的授權過程更加復雜，且會受到專利審批流程等一系列政策或人為因素的影響，所以專利申請量更能準確代表創新成果的產出［27］。因此，在前人研究基礎上，本文選取海洋生物醫藥專利申請量作為衡量創新產出的指標。創新投入要素主要包括研發人員與研發資金［28-29］，本文選取海洋科研機構用于海洋生物醫藥研發的科研經費和科技活動人員作為衡量創新投入的指標，構建超越對數隨機前沿模型如下：

本文采用威爾遜等人1998 年提出的思路對無效率函數的自變量進行設定，無效率影響因素的選擇應滿足兩個基本要求：一是沒有包括在生產函數投入要素之中，二是要從非實物投入和管理相關的因素中選取［19］。本文設定的無效率影響因素有以下3 個：（1）海洋科研機構內從事海洋生物醫藥研發的科技活動人員中大學及以上學歷人員占比，考察是否科技活動人員的學歷水平越高，專利產出越多；（2）地區生產總值（GDP），考察地區發展經濟水平的高低，是否對專利產出有促進或阻礙作用；（3）時間，考察隨時間遷移，中國海洋生物醫藥產業創新效率有何變化趨勢。則無效率函數設定如下：

2.3 模型檢驗

模型設定完成后需對其合理性進行檢驗，可以考察方程(2)隨機誤差項中技術無效率的比重，即考察的大小。當接近0 時，表明實際創新產出與最大產出的差距可能主要來自于不可控因素造成的噪聲誤差，這時用普通最小二乘法（OLS）對生產函數進行估計即可，無需采用隨機前沿模型；越接近于1，越能說明前沿生產函數的誤差主要源于隨機變量，采用隨機前沿模型對生產函數進行估計也就越合適。

本文對上述設定模型分別進行2 個方面的假設檢驗，檢驗1：隨機前沿模型適用性檢驗，即檢驗無效率項是否存在。原假設如果接受原假設，則模型不存在無效率項，使用普通OLS 估計方法即可；如果拒絕原假設，則隨機前沿模型是適用的。檢驗2：生產函數形式檢驗，即檢驗應選擇C-D 生產函數還是Trans-log 生產函數。原假設如果接受原假設，則選擇簡單的C-D 生產函數即可；如果拒絕原假設，則應采用Trans-log 生產函數。利用Frontier4.1 軟件對兩個假設進行廣義似然比（LR）檢驗，得到結果如下表1。

表1 隨機前沿模型檢驗結果

2.4 樣本選擇與數據來源

本文主要研究中國海洋生物醫藥產業創新效率。由于中國海洋生物醫藥產業的發展主要集中在沿海省區市，因此本文的研究樣本選擇為中國11 個沿海省區市（不包括中國臺灣、香港和澳門）的海洋生物醫藥產業，以11 個沿海省區市海洋生物醫藥產業發展的平均水平代表中國海洋生物醫藥產業整體發展水平。海洋科研機構經費投入、科技活動人員投入以及計算科技活動人員學歷水平的原始數據均來自《中國海洋統計年鑒》，該年鑒目前僅出版至2017 年，因此本文的研究時間范圍確定為2011—2017 年。各省份海洋生物醫藥專利申請量數據來源于專利檢索及分析網站（http://www.pss-system.gov.cn），各省份的地區生產總值數據來源于2010—2017 年《中國統計年鑒》。由于科研投入需要經過一定的時間才能得到專利產出［19］，因此本文假設海洋生物醫藥產業在資金和人才上的投入需經過1年或2 年才能獲得專利產出，對所有投入指標和無效率影響因素均取滯后1 期或2 期數據，對兩組數據分別求出相關參數，通過統計檢驗選取更有效的數據結果進行分析。

3 實證結果與分析

根據上述設定模型，利用Frontier4.1 軟件分別對2 組數據進行回歸，得到投入及無效率影響因素滯后1 期的回歸結果為：，滯后2 期的回歸結果為：比較兩組數據得到的γ 值，滯后1 期的數據更科學合理，因此接受創新投入需經過一年才能夠得到專利產出的假設，以下結果和解釋均是由投入及無效率影響因素滯后1 期的數據分析得到的（表2），以此對投入要素產出彈性和非效率影響因素進行分析。同時實證結果得到2011—2017 年中國沿海11 省區市海洋生物醫藥產業技術創新效率數據（表3），對產業整體技術創新效率水平和地區差異進行分析。

表2 隨機前沿模型估計結果

表2（續）

從表2 可以看出，γ 值非常接近1，且在1%顯著性水平下通過檢驗，表明技術非效率在中國海洋生物醫藥產業創新活動中是非常明顯的，說明本文構建的隨機前沿模型較好地解釋了目前中國海洋生物醫藥產業創新效率情況。

3.1 投入要素產出彈性分析

投入要素產出彈性揭示投入要素增長對產出的影響。表2 結果顯示：（1）科技活動人員投入的彈性為（通過5%顯著性檢驗），這說明科技活動人員投入對中國海洋生物醫藥專利產出起到一定程度的正向促進作用，科技活動人員投入每增長1%，可帶來專利產出增長1.111 82%。（2）經費投入的彈性為（通過1%顯著性檢驗），說明經費投入對中國海洋生物醫藥專利產出起到一定程度的正向促進作用，經費投入每增長1%，可促進專利產出增長0.569 39%。（3）對比兩個投入變量的彈性系數可以發現，人員投入的彈性遠大于經費投入，表明科技活動人員投入對中國海洋生物醫藥專利產出的促進作用遠大于經費投入。實際上這與發明專利的性質有密切關系（發明，是指對產品、方法或者其改進所提出的新的技術方案），因此發明專利的最初形成取決于人的聰明才智，這也反映出優秀人才在中國海洋生物醫藥專利研發過程中的重要性［25］。（4）同時，表2 結果顯示經費投入和人員投入變量的平方項系數均為正數說明二者的投入對專利產出的促進作用都是遞增的，并且人員投入產生的遞增作用大于經費投入。而經費投入和人員投入變量的交叉項系數為負數則顯示出中國海洋生物醫藥研發中經費和人員投入的不協調，未能有效促進專利產出。

3.2 非效率影響因素分析

非效率影響因素揭示技術無效率的原因。本文選取的3 個非效率影響因素中GDP 和時間對中國海洋生物醫藥產業技術創新效率有正向影響，科技活動人員學歷水平則有負向影響。

3.3 產業技術創新效率分析

產業技術創新效率揭示產業整體技術創新水平。依據表3 和由此繪制的圖1，中國海洋生物醫藥產業技術創新效率在2011—2017 年間呈現出上升趨勢，但總體水平仍很低，并且地區之間分布很不均衡。

（1）全國海洋生物醫藥產業技術創新效率由2011 年的0.126 03 上升至2017 年的0.491 04，在時間趨勢上看是逐漸上升的（圖1）。但是相比于完全有效率1，7 年的創新效率平均值僅為0.223 14，說明中國海洋生物醫藥產業在創新過程中存在很大部分的效率損失，有待大力發展與提高。

（2）對表3 數據進行統計性描述得到表4 可以看出，沿海11 省區市中7 年平均創新效率高于全國海洋生物醫藥產業技術創新效率平均水平的省區市僅有4 個。11 省區市中創新效率最高的為遼寧?。?.552 92），其次為廣西省（0.369 60），最低為河北?。?.084 28）。由于創新效率反映的是創新投入的有效利用率，因此盡管某些省份專利數量較多，但同時其創新投入量也巨大，即投入的低效利用導致其創新效率并不高。

（3）各省區市間的創新效率差異程度更為嚴重。變異系數主要用于反映數據的離散程度，可以用來說明各省區市之間創新效率的差異程度。由表4 可見，2011 年沿海11 省區市海洋生物醫藥產業創新效率的變異系數為0.979 19，說明當時各省區市間海洋生物醫藥產業創新效率的差距十分明顯；到2017 年變異系數下降為0.523 91，盡管較2011 年差距有了明顯縮小，但各省區市間海洋生物醫藥產業創新效率的差距依然很大。一方面反映出創新投入在各省區市之間的不平衡，同時反映出某些省份在創新投入的利用過程中存在效率低下的問題。

表3 2011—2017 年中國沿海11 省區市海洋生物醫藥產業創新效率

圖1 2011—2017 年中國海洋生物醫藥產業創新效率變化趨勢

表4 2011—2017 年中國沿海11 省區市海洋生物醫藥產業創新效率描述性統計

4 結論與政策建議

4.1 結論

中國海洋生物醫藥產業作為海洋戰略性新興產業，雖然發展規模不斷擴大，但是出現了專利產出水平低下、創新能力不足等問題。本文從創新效率角度出發，運用隨機前沿分析方法，以中國沿海11省區市為代表，測算了中國海洋生物醫藥產業創新效率，并對其可能的影響因素進行分析。主要得出以下結論：（1）投入要素產出彈性分析顯示，經費和人員投入均對中國海洋生物醫藥產業創新產出有遞增的正向影響，并且人員投入的影響大于經費投入；而經費投入和人員投入的交叉項系數為負，顯示出中國海洋生物醫藥產業經費和人員投入的不協調。（2）非效率影響因素分析顯示，科技活動人員學歷水平對創新效率產生負向影響，表明現有科研體制和人才評價體系未能有效激發科研人員的創新性；地區生產總值對創新效率有正向影響，但是GDP的系數值較小而且沒有通過顯著性檢驗，說明以政府撥款為主的經費投入存在利用率低下的問題。（3）產業技術創新效率分析顯示，中國海洋生物醫藥產業創新效率呈現出上升趨勢，但總體還處于較低水平，且地區間差距較大，這反映出創新投入在地區間分配的不合理，創新投入使用效率低下，同時中國海洋生物醫藥產業創新效率還有很大提升空間。

4.2 政策建議

根據以上分析結論，結合我國海洋生物醫藥產業發展現狀，提出以下建議：

（1）加大人才投入力度，協調人員經費配置。一方面，制定吸引和培養優秀人才的政策及配套措施，加大人才投入力度，充分發揮人才對創新產出的促進作用；同時在資金上給予更多的優惠政策以保證科研經費的持續投入，以期實現中國海洋生物醫藥產業創新能力的提升。另一方面，人員和經費投入的不協調使得二者對創新產出的促進作用有所抵消，因此在增加創新投入的同時應注意人員與經費的合理配置，最大限度發揮創新投入的作用以提高創新產出。

（2）優化硬件設施條件，改善科研管理體制。科技活動人員學歷水平本應對創新效率產生正向促進作用，但分析結果卻顯示科技活動人員學歷水平與創新效率呈負相關關系。其根本原因在于人力資源與現有的制度和設施等外部環境不匹配，現有人才評價體系不但沒有促進創新效率的提高，反而產生了負向影響。因此要著重通過加大經費投入優化硬件設施條件，同時通過制度安排改善目前的科研管理體制、優化人才評價體系和激勵機制，提高科技人員的科研積極性和創造性，充分發揮高素質高學歷人才的創新作用。

（3）調整地區投入分配，全面提高創新效率。中國海洋生物醫藥產業總體創新效率低下，這在很大程度上與醫藥產業創新周期長、前期投資需求巨大的產業特征有關［30］。但從深層次來看，地區間創新效率不平衡也反映出創新投入在地區之間配置的不協調。因此要充分考慮各地區不同的資源稟賦，調整人才和資金在地區間配置，使中國海洋生物醫藥產業創新效率實現全面有效提高。