人工智能技術賦能國際貿易的效應研究

黃曉鳳， 汪 琳,朱毅軒

(1.廣東財經大學 廣東數字經濟研究院，廣東 廣州 510320；2.廣東財經大學 經濟學院，廣東 廣州 510320)

一、引 言

自2008 年國際金融危機爆發以來，世界各國紛紛把擺脫困境的終極希望寄托在以人工智能(artificial intelligence，簡稱AI)技術為核心的新一輪科技革命上，人工智能已成為經濟增長和綜合國力提升的新引擎。歐美等發達國家看到了人工智能技術創新對搶占全球經濟制高點的潛力和作用，紛紛加快人工智能技術開發。如美國已經將“智慧地球”上升為國家戰略，英國提出了數字國家框架等?？梢灶A見，人工智能將會把人類發展進程帶入一個前所未有的飛速發展階段，技術的創新會帶來全球貿易的發展和人類福祉的增進。發達國家由于人工智能技術的創新將進一步提高生產率的競爭優勢，迅速提高在國際貿易中的地位，從而使智能化程度較低的發展中國家面臨更加不利的局面?？梢?，綜合國力的博弈凸顯了人工智能技術創新在全球貿易利益分配中的重要性。人工智能技術創新給政府、企業與學者們帶來了新的課題：人工智能技術創新如何影響國際貿易流量、國際貿易結構與國際貿易格局？進出口國的貿易與福利損益情況如何？這些均亟待探索和研究。

與此相對應，有關人工智能對國際貿易等方面影響的文獻與日俱增。Goldfarb和Trefler(2018)認為，戰略性貿易保護政策在發展人工智能產業過程中具有強有效性，能讓企業在世界范圍內更具競爭力；賈根良(2016) 等學者研究發現，智能技術上具有絕對競爭優勢的國家在國際貿易中將擊敗尚未實現工業智能化的國家；Erik,Xiang和Meng(2018)探討了機器翻譯對跨境電子商務的影響；Ukrowska (2019)認為人工智能技術可在規模和范圍上改變國際貿易；田云華和周燕萍等(2020)的研究表明人工智能技術將對國際貿易格局產生顯著影響；劉亮和劉軍等(2020)則認為人工智能技術對技術密集型行業的貿易增加值率的影響并不顯著。

迄今為止， 國內外就人工智能技術創新對貿易影響進行了一定的研究，對人工智能技術創新理論和貿易理論的發展無疑具有重要意義，但現有研究也略顯不足：由于人工智能技術創新仍處于初級階段，統計數據難以獲得，實證研究尚未取得突破性進展；在研究對象上，關于中國及發達國家人工智能技術創新的貿易效應的文獻較為少見?；诂F有文獻不足，本文將運用理論分析與實證研究相結合的方法，研究人工智能技術賦能國際貿易的效應，并對其實現機制提出新的建議。

二、人工智能技術賦能國際貿易效應的理論分析

作為新一輪科技革命的主導技術，人工智能將成為國際經濟貿易發展的重要賦能源頭之一，不僅推動貿易規模擴大、貿易結構升級、貿易產品創新，還會帶動智能貿易平臺及跨境電子商務、離岸貿易等新業態的蓬勃發展。泛在化的智能貿易發展將逐步走向成熟，使得各國比較優勢與競爭優勢發生深刻變化，進而推動形成新的世界貿易格局。

(一)人工智能賦能制造業，擴大國際貿易規模

人工智能技術將滲透到制造業的各個領域，貫穿制造業的全生命周期；人工智能與制造業的深入融合，將引發大量的互補性技術創新，從而形成技術創新的“簇群”并催生新技術、新產品不斷涌現。一是算法、數據和計算力等人工智能基礎技術不斷創新，AI芯片、AI模型、智能服務器、高性能計算機、智能云等新產品迅猛發展，人工智能算法從CNN升級到GAN、BERT和GPT-3。 二是AI超算、數字孿生、GPU核心技術、XR(extended reality,擴展現實)等人工智能拓展技術步入全面發展新階段，帶動整個智能制造圈進入新時代，VR(virtual reality)/AR(augmented reality)+元宇宙、高仿人/機器人等新產品將出現爆發式增長。中國信通院預測2020—2024年VR年均增長率約45%，AR增長率約66%，2024年二者市場規模接近,均達到2400億元。三是AI技術在制造業領域的增量式技術創新持續提升，無人機、無人駕駛汽車、AI+泛安防設備、對話式AI、AI+醫療機械等AI+新產品將呈現指數式增長趨勢。以上邊際新技術、新產品的出現，一方面意味著更多新技術、新產品將被納入國際貿易范疇，進出口貿易種類大幅度增加，人工智能成為拉動國際貿易規模擴張的新動能；另一方面意味著人工智能領域專業化程度與國際分工的細致化程度將進一步提升，而國際分工的細致化、專業化程度與國際貿易發展規模呈強正相關，細致化、專業化分工將提高全要素生產率，單位時間內智能產品增加，國際間交換成為必要，技術貿易與產品貿易得到迅速發展。

(二)人工智能賦能服務業，優化國際貿易結構

配第-克拉克定理揭示了產業(貿易)結構演進優化的趨勢，隨著高收入國家邁入后工業化階段，服務業(貿易)比重將開始上升，而人工智能技術將加速這一趨勢。首先，人工智能技術的發展，將突破服務產品“不可跨國貿易”的局限，眾多服務產業都可以跨越國界實現遠程應用場景貿易，研發、算法、咨詢、教育、醫療、娛樂等應用場景賦能將成為主旋律，國際服務貿易的廣度和深度將被大大提升。其次，在技術、數據等生產要素允許跨境自由流動的規則下，人工智能迭代創新所產生的海量數據的跨國挖掘、存儲、傳輸、交易、支付等都將被納入國際服務貿易的范疇，跨境數據流量將呈幾何級數式增長，導致未來國際服務貿易可能超過貨物貿易，成為世界貿易發展新引擎。最后，服務業機器人對勞動力的替代，將提高服務貿易結構中技術密集型和知識密集型產業的比重，元宇宙個人文化和娛樂服務、人工智能專利使用費、算法服務、智慧物流等領域進出口貿易將出現較快增長，人工智能技術創新成為推動國際貿易結構升級的主要動力。

(三)人工智能賦能機器深度學習，變革國際貿易競爭格局

人工智能即為機器賦予人的智能，讓計算機可以像人一樣不斷地深度學習，不斷地具有內生的創新智慧，而且創新智慧呈現出“滾雪球”式的自我強化特征，使得機器能夠順利地實現各種任務，國際貿易競爭格局也將隨之發生深刻變化。首先，發展中國家出口勞動密集型產品的競爭優勢將面臨挑戰，在南北貿易中的份額趨于下降。機器沒有閑暇和休假需求，在機器人國際價格下降趨勢下，機器人替代人工的經濟性不斷提升，機器人代替人工勞動力趨勢必將到來，這將沖擊發展中國家勞動力成本優勢，導致發達國家制造業回流并停止向發展中國家大規模轉移勞動密集型產業，發展中國家紡織品、服裝等勞動密集型產品出口量下降。其次，技術領先國在國際貿易中占據主導地位。人工智能深度學習及其創新智慧強化特征，使得在國際經濟貿易領域產生更顯著的規模經濟與范圍經濟，一旦一國在某一產業或技術領域形成微小的競爭優勢，就可以借助規模經濟與范圍經濟效應不斷強化這種優勢，并且將這一優勢迅速擴散到相關產業或技術領域，形成產業創新與技術創新的“簇群”競爭優勢，占據領先的國際市場地位，獲得國際貿易中的主導權。最后，國際貿易領域的“強者恒強”與“彎道超車”現象同時并存。人工智能國際市場競爭異常激烈，各國都想搶占其制高點，技術領先國通過知識產權壁壘對跟隨國實行技術封鎖，提高跟隨國參與國際貿易的準入壁壘，并通過“滾雪球”式的自我強化，使壁壘越筑越高，最終使國際貿易領域呈現出“強者恒強”的特征。但人工智能深度學習的強技術溢出性、低成本性及技術迭代的高頻率性，使跟隨國實現“彎道超車”成為可能，甚至打破領先者的技術優勢和國際貿易主導地位。

三、人工智能技術水平的特征測度

為探尋人工智能技術創新趨勢及其對國際貿易的影響，首先要確定合理的指標與方法對人工智能技術水平進行測度。在已有文獻中，測度方法各不相同，測度結果也存在差異。在借鑒國內外相關文獻基礎上，結合人工智能特征，根據科學性、客觀性與數據可獲得性原則，人工智能技術水平測度指標體系根據熵權法，采用Stata軟件進行計算得到指標各權重如表1。

表1 人工智能技術水平指標及權重

根據以上指標體系，對美國(USA)、英國(GBR)、德國(DEU)、法國(FRA)、俄羅斯(RUS)、中國(CHN)、日本(JPN)、新加坡(SGP)、韓國(KOR)、加拿大(CAN)十國2010—2019年人工智能技術水平進行了測度，測度結果如圖1所示：

圖1 人工智能技術水平圖

如圖1所示，2010—2019年，美國(USA)、英國(GBR)、德國(DEU)等十個國家的人工智能技術水平一直處于單邊上升態勢。到2019年，人工智能技術發展水平從高到低依次為美國、中國、韓國、英國、新加坡、德國、法國、日本、加拿大、俄羅斯。其中，美國、中國列入第一梯隊，指數在50以上，處于技術引領地位；韓國與英國的人工智能發展指數在40以上，位于第二梯隊，技術發展處于前列；新加坡、德國、法國、日本、加拿大的人工智能發展指數在20以上，位于第三梯隊，處于技術追隨者地位；俄羅斯的人工智能發展指數最低，與美國、中國人工智能技術水平差距較大。人工智能年均增長率從高到低依次為中國(13.61%)、美國(8.2%)、俄羅斯(6.33%)、英國(4.62%)、加拿大(4.06%)、德國(3.98%)、日本(3.98%)、韓國(3.89%)、法國(3.18%)、新加坡(2.81%)。其中俄羅斯年均增長率為6.33%，增速僅次于中國、美國，發展勢頭向好，發展潛力較大。

四、人工智能技術賦能國際貿易效應的實證分析

(一)模型設定

為探究人工智能技術創新賦能國際貿易效應，使用2010—2019年29個國家(地區)的面板數據，構建如下模型：

ln=+ln+ln+

++

(1)

式(1)中，下標表示國家(地區)，表示年份，表示貿易競爭優勢指數；為一國人工智能技術發展指數；表示控制變量，、分別為地區固定效應和時間固定效應，表示相應變量的系數，為隨機擾動項。

(二)指標及數據來源

采用2010—2019年澳大利亞(AUS)、奧地利(AUT)、比利時(BEL)、加拿大(CAN)、瑞士(CHE)、中國(CHN)、德國(DEU)、丹麥(DNK)、西班牙(ESP)、芬蘭(FIN)、法國(FRA)、英國(GBR)、中國香港(HKG)、匈牙利(HUN)、意大利(ITA)、印度(IND)、愛爾蘭(IRL)、日本(JPN)、韓國(KOR)、盧森堡(LUX)、荷蘭(NLD)、俄羅斯(RUS)、新加坡(SGP)、斯洛伐克共和國(SVK)、瑞典(SWE)、土耳其(TUR)、美國(USA)等29個國家(地區)的面板數據，具體的指標選取和數據來源如下：

1．被解釋變量。表示貿易競爭優勢指數，基于理論分析并借鑒任同蓮(2020)和徐先航(2021)等研究文獻，分別選取增加值國際市場占有率()、貿易結構(增加值出口技術復雜度,)和全球價值鏈(全球價值鏈地位指數，)三個視角來測度一國或地區的貿易競爭優勢指數，采用熵權法來確定其權重，數據基于UNCTAD、WTO、WIOD、WB數據庫測算整理而得，具體的權重見表2。

‘

表2 貿易競爭優勢指標及權重

2．核心解釋變量：人工智能技術水平。人工智能即為機器賦予人的智能，它涵蓋借助互聯網絡等基礎設施、創新算法、提高算力、訓練計算機使其完成深度學習、應用行業等智能化行為，因此借鑒Acemoglu和Restrepo(2018)等人的做法，選取“環境基礎、創新能力和應用能力三個指標的綜合指數”并取對數作為其核心變量來測度一國或地區的人工智能技術發展水平，各指標的權重與數據來源見表1。

3．控制變量。根據經驗事實和已有文獻，選取的控制變量主要有：

(1)人力資本。以高等院校入學率進行測算，該方法增加了對高等學校傳承知識、科技創新功能及知識積累效應的考慮(Hall和Jones,1999)，數據來源于世界銀行。

(2)全球貿易開放程度。全球貿易自由化、便利化程度越高，貿易流量就越大，貿易的中間品種類就越多，更容易匹配到高質量、高技術制造業中間品，從而有利于貿易競爭力的提升。借鑒許統生和梁肖(2016)的研究，選取全球化指數衡量全球貿易開放程度，數據來源于KOF Swiss Economic Institute 。

(3)產業規模。規模經濟與范圍經濟能不斷強化自身的市場地位，形成壟斷競爭優勢，顯著影響一國或地區的貿易競爭力。以制造業增加值為代理變量，數據來源于世界銀行。

(4)全要素生產率。全要素生產率的計算方法較多也較為復雜，在此選用索羅余值法，參考Head和Ries(2003)的做法，對全要素生產率進行近似估計，估計方程為：

=ln ()-×ln ()

(2)

=0+(1-)×(-1)

(3)

其中，為一國或地區的生產總值；為資本存量；為各國或地區的年末就業總人數；為資本貢獻度，遵循Head和Ries(2003)的計算方法，將其設為1/3。

由于資本存量不可直接獲取，在此采用永續盤存法，利用OECD公布的固定資產形成總額計算當年資產形成總額。0為初始基本存量，在此以1995年為基期，(-1)為-1年的各國或地區的資本存量；為經濟折舊率，參考Young(2003)的計算方法，取值為6%。主要變量衡量指標及統計性描述見表3：

表3 主要變量及統計性描述

(三)實證結果

表4給出了人工智能技術水平賦能國際貿易效應的檢驗結果。具體說明如下：

表4列(1)沒有控制全要素生產率，人工智能技術水平的系數在1%的水平下顯著為正，表明人工智能技術創新對貿易競爭優勢產生了顯著促進作用，且人工智能技術水平提升1個單位，相應的貿易競爭優勢提升0.2336個單位。

表4列(2)、列(3)、列(4)檢驗人工智能技術水平分別與國際市場占有率(貿易規模)、貿易結構(出口技術復雜度)和全球價值鏈(GVC地位指數)的相關性，同樣沒有控制全要素生產率。列(2)的人工智能技術水平對國際市場的占有率的影響為負，且未通過顯著性檢驗；列(3)的人工智能技術水平在1%的水平下顯著為正，人工智能技術水平提升1個單位，貿易結構將會優化0.0501個單位，表明人工智能技術水平提升能推動貿易結構的優化；列(4)的人工智能技術水平在5%的水平下顯著為正，人工智能發展每提高1個單位，相應的GVC地位指數會提升0.0012個單位，說明人工智能技術對全球價值鏈產生明顯的正向影響。

在表4列(5)中，加入了全要素生產率作為控制變量，人工智能技術水平的系數在5%的水平下顯著為正，但人工智能技術水平對貿易競爭優勢的影響程度出現了輕微下降，人工智能技術水平提升1個單位，相應的貿易競爭優勢只提升0.1317個單位。

在表4列(1)至列(5)中，控制變量中的產業規模除列(4)不顯著外，其余均在1%的水平下通過檢驗，顯著為正，這印證了規模經濟對貿易競爭優勢具有顯著作用。全球開放程度除列(3)和列(5)外均顯著為正，表明全球開放水平越高，各國貿易競爭優勢都會相應提高。而人力資本對貿易競爭優勢的影響低于產業規模與全球開放水平。全要素生產率在5%的水平下也通過顯著性檢驗，說明全要素生產率的提高必會帶來貿易競爭優勢的提升。

表4 基準回歸結果

(四)穩健性檢驗

為了檢驗結果是否穩健，進行替換變量檢驗、樣本分組異質性檢驗和廣義矩估計(GMM) 檢驗，具體檢驗結果如下。

1．替換變量檢驗。第一，替換因變量，將貿易競爭優勢中貿易增加值計算方法由前向分解換為后向分解，以此進行基準回歸(見表5)。第二，替換控制變量，關于人力資本的測算有多種方法，此處采用基于受教育年限和教育回報的人力資本指數(數據來源于佩恩表10.0)替代基準回歸的高等院校入學率方法重新測算人力資本存量(見表6)。

回歸結果顯示，主要解釋變量的回歸系數與顯著性均沒有發生明顯變化，人工智能技術創新對于貿易競爭優勢的影響顯著為正，印證了基準模型的回歸結果與現實解釋。從控制變量人力資本的結果來看，受教育年限對貿易競爭優勢形成產生顯著的正向影響，這說明人力資本對貿易競爭優勢的促進作用。

2．樣本分組異質性檢驗。由于29個國家(地區)經濟發展水平、技術創新能力、區位條件、比較優勢、貿易競爭力均存在較大異質性，按照世界銀行劃分方法將 29個國家(地區) 劃分為高收入國家(地區)與中等收入國家(地區)，分別考察高收入國家(地區)、中等收入國家(地區)人工智能技術水平的差異對貿易競爭優勢影響的差異性?；貧w結果(表7)顯示，無論是高收入國家(地區)還是中等收入國家(地區)，人工智能技術發展顯著正向影響貿易競爭優勢，人工智能技術水平的差異對貿易競爭優勢影響存在異質性，高收入國家(地區)對貿易競爭優勢的影響更為突出。

表5 替換因變量后的基準回歸結果

表6 替換控制變量后的基準回歸結果

表7 分組回歸結果

3． 廣義矩估計(GMM)檢驗。鑒于人工智能技術發展并不是完全的外生變量，它們對國際貿易競爭優勢的影響很有可能因為貿易競爭優勢的改變而帶來解釋變量的改變，從而陷入“雙向因果”的內生性困境。因此，為了充分降低內生性對貿易競爭優勢形成的影響，本文進一步尋找與貿易競爭優勢不相關的工具變量，故采用廣義矩估計(GMM)重新估計本文的主要結果。 選擇的工具變量為解釋變量的滯后一期變量。主要考慮國際貿易與技術創新慣性、時序相關性的影響，充分排除由此引發的內生性問題。GMM回歸結果(表8)顯示，列(1)至列(5)的人工智能技術水平均通過顯著性檢驗，且發現人工智能技術水平的系數多數增大且更為顯著，表明人工智能技術創新的確賦能國際貿易，對貿易競爭力的提升具有顯著的促進作用。在檢驗中還發現，多數控制變量的系數有所增大，且顯著性水平提高。因此，結果表明，內生性問題在一定程度上影響回歸結果，但估計值均未發生顯著變化，并未造成符號偏轉等重大影響。表8中AR(1)與AR(2)檢驗的值表明，該模型通過自相關檢驗，僅存在一階序列相關；同時Sargan檢驗拒絕原假設，表明所有工具變量都為有效，可見GMM的估計結果是一致可靠的。

表8 GMM回歸結果

五、結論與政策啟示

人工智能作為第四次工業革命的引擎，正進入加速發展期，將引發新一輪的科技與產業革命，并可能推動國際貿易模式與競爭格局的深刻變革。世界主要經濟大國紛紛制定人工智能發展戰略，以搶占全球經濟制高點，形成較強的國際競爭優勢。本文在對人工智能賦能國際貿易效應理論分析的基礎上，創新了人工智能技術水平的評價指標，測度了十個主要國家的人工智能技術水平，實證研究了人工智能技術創新對貿易競爭優勢的影響。研究結果表明：(1)世界主要國家的人工智能技術發展處于上升通道，呈單邊上升態勢；同時，主要國家的人工智能技術發展呈現非均衡性，美國、中國占據領先地位，韓國與英國緊隨其后，俄羅斯相對落后。(2)人工智能技術將引發大量的互補性技術創新，從而形成技術創新的“簇群”并催生新技術、新產品不斷涌現，不但推動貿易規模擴大、貿易結構升級，而且使得各國比較優勢與競爭優勢發生深刻變化，進而推動形成新的世界貿易格局。(3)人工智能技術對貿易競爭優勢產生顯著正向影響，當人工智能發展水平提高1個單位，貿易競爭優勢就會提升0.2336個單位。但這種影響具有異質性，對高收入國家或地區的正向影響更為突出。(4)產業規模、人力資本、全球開放程度、全要素生產率等均對貿易競爭力產生積極影響。

根據以上結論，得出如下政策啟示：

第一，有效推動人工智能技術創新，充分發揮其賦能國際貿易效應的功能。積極有效地推進算法、數據和計算力等人工智能新基建，創建AI超算中心，不斷創新數據存儲、圖像處理、虛擬現實等智能化知識和技術，推動人工智能貿易相關產業創新，包括云計算、大數據、智能芯片、無人機、智能醫療、遠程教育、跨境電商等，使人工智能技術成為拉動國際貿易發展的新動能。

第二，深化人工智能國際合作，優化國際貿易分工。在人工智能基礎研究領域，美國科技實力在全球遙遙領先，但在應用技術、產業技術方面各有千秋。美國是芯片、機器學習、算法等技術的原創方，但中國在海量數據、計算機視角、語音識別等領域領先于美國。因此，在不斷推進各國人工智能技術發展的同時，各國要充分發揮各自的比較優勢，加強國際交流與合作，優化資源配置，縮小國家間智能鴻溝，優化國際分工，推動全球貿易發展。

第三，推動人工智能與各產業深度融合，全方位培育國際貿易競爭新優勢。充分發揮人工智能深度學習的優勢以及規模經濟、范圍經濟效應等，推動AI在各產業領域的增量式技術改進，數據傳輸、醫療、教育、娛樂等服務業以高頻高價值場景為落點做持續AI泛化，深化AI與制造業的研發、生產、銷售等產品全生命周期的深度融合，打通制造業的不同環節與服務鏈的各個節點，通過各個產業的智能化升級，實現效率變革、動力變革、質量變革，提高產業核心競爭力，全方位形成我國國際貿易競爭新優勢。