新時代山東省高新技術產業結構優化分析
——基于DEA方法

杜小軍，魏建國

(魯東大學 商學院，山東 煙臺 264025)

0 引言

我國步入新時代，經濟發展不再以要素投入為主，而是逐步向以科技創新為主要驅動力的高質量發展轉變。高新技術產業具有技術集聚度高、資源耗費低、附加值高、投入產出效益好、增長速度快、驅動力強等特性，成為提升企業核心競爭力、推動產業結構持續優化升級、提高經濟增長質量和效益的重要產業，同時能夠帶動關聯產業的科技進步，進而推動經濟社會協調發展，對經濟發展模式的轉變尤為重要。山東省是我國經濟大省，在經濟迅速發展的同時，長期的傳統經濟發展模式下形成的高污染、低效能、低技術水平的產業結構體系，使得資源逐漸枯竭，環境日益惡化，資源環境承受力接近極限，經濟增長乏力，經濟體量大而不強。基于高新技術產業對產業結構優化升級的促進和帶動作用，山東省在“轉方式，調結構”方針的指導下，堅決貫徹并實施了一系列有利于山東省高新技術產業發展的政策，提出了重點圍繞信息技術、生物技術和新材料三大領域建立健全適應山東省高新技術發展的科技創新體系，引導產業向高附加值、高知識含量、強競爭力方向發展，促進經濟結構的戰略性調整，助力山東省由經濟大省向經濟強省邁進。2021年在全省實現生產總值增長8.3%的情況下，高新技術制造業增加值增長了18.5%，高于規模以上工業8.9個百分點，其產值占規模以上工業產值的比重達到了46.8%，工業發展質量提高到了一個新的層次。在激烈的國際國內競爭下，山東省高新技術產業發展環境還面臨一定的困難，與國內的廣東、江蘇、浙江等省份還存在一定差距。

目前國內對高新技術產業投入產出效率研究的文獻較多，研究成果一方面用于分析我國宏觀層面不同時期的投入產出效率，比如尹潔等[1]、烏蘭等[2]、曹程等[3]、陳榮文等[4]、劉偉[5]等；另一方面用于分析不同省份的創新效率，比如吳思雨等[6]、王俊濤等[7]、程萍[8]、馮纓等[9]分別分析了四川、山西、湖北和江蘇省的高新技術產業創新效率問題。也有學者對山東省高新技術產業發展情況進行了研究，比如邵寧等[10]研究了在知識經濟時代如何選擇正確的高新技術產業發展策略。董昭和[11]分析了20世紀90年代末山東省信息技術、生物技術、新材料技術和海洋高技術等及其相關產業發展情況。帥相志[12]分析了山東高校“九五”以來高新技術研究和產業化情況。馮文娜[13]分析了山東省高新技術企業相關投入與企業創新產出之間的關系。叢穎超[14]對山東省高新技術產業與傳統產業協調發展面臨的問題進行了分析。任啟平等[15]對山東省高新技術產業發展特點進行了總結，提出了加快產業發展的對策。姜紹華[16]在分析山東高新技術產業發展面臨的障礙的基礎上給出了對策建議。綜合以上研究內容發現。目前運用DEA方法對新時代山東省高新技術產業的結構特征、投入產出效率等問題的分析還比較少，為此本文運用該方法對山東省高新技術產業科技創新的總體效率，以及各子行業效率和結構特征進行評價，從而明確未來產業結構優化方向與戰略重點。

1 山東省高新技術產業結構分析

山東省較早就致力于高新技術產業發展的戰略部署，在1999年就提出了加強電子信息、生物技術以及新材料三大高新技術產業的扶持力度，提出山東省高新產業的發展目標和規劃，并出臺了相關政策法規，突出了高新技術產業的基礎地位，使其得到了持續快速發展。2015-2021年高新技術產業平均增幅達到9.8%，高于平均6.3%的經濟增長率。本文以2002年國家統計局對高新技術產業的分類法，對山東省醫藥制造業、電子及通信設備制造業、計算機及辦公設備制造業、醫療設備及儀器儀表制造業、航空航天制造業等高新技術產業進行分析。

表1 山東省高新技術產業生產經營及全國排名情況

1.1 整體發展情況

如表1所示，從山東省高新技術產業20多年的發展狀況來看，規模逐年壯大，發展速度較快。2000-2015年高新技術企業數量增加了4倍多，尤為突出的是主營業務收入增長了31倍多，主營業務收入、利潤總額從全國排名處于7、8名左右，企業個數和企業從業人員年平均人數上升至第四。雖然2015年山東省高新技術產業各項數據已經居全國前列，但是與江蘇、浙江和廣東比較，還存在較大差距，比如2015年的主營業務收入僅僅是江蘇的1/2、廣東的1/3；相對比較落后、排名比較穩定的是出口交貨值(2018年之后數據為新產品出口額)，雖然總量增長了25倍多，但是排名一直徘徊在第7、8名左右，排名在天津、上海、江蘇、福建、河南、廣東和重慶之后。近幾年來，尤其是2017年以來(數據為新產品出口額)，山東省高新技術產業發展有下降的趨勢，企業數量、主營業務收入、利潤總額和從業人員連續4年持續下降，至2020年才略有回升。當然這也有統計口徑發生變化的原因，但是相對而言，主營業務收入已經落后上海、江蘇、浙江、廣東和四川，新產品出口額跌至10名以外，表明山東省高新技術產業貿易出口缺乏競爭力，傳統產業依然是經濟發展的主導產業。

1.2 各子行業產業結構情況

電子及通信設備制造業作為山東省的主導產業和支柱產業，2005-2020年間，其主營業務所占比重除了2019年，其余年份均排在首位，在高新技術產業各子行業中發展最突出、規模最大。醫藥制造業主營業務收入所占比重僅次于電子及通信設備制造業，其成長性更好，發展速度較快，逐步成為高新技術產業的中堅力量。航空航天制造業、信息化學品制造業發展狀況一般，發展勢頭較弱，還有很大的發展空間。計算機及辦公設備制造業和醫療設備及儀器儀表制造業潛力大，有廣闊的市場空間。總之，經過數十年的發展，山東省高新技術行業逐步形成了由電子及通訊設備制造業一枝獨秀發展到與醫藥制造業并駕齊驅，醫療設備及儀器儀表制造業、計算機及辦公設備制造業均衡發展，航空航天制造業穩健進步的良好發展格局。

從利潤總額占比來看，2005-2020年的醫藥制造業的利潤占比持續增長，由46.2%增長到63.8%，占比一直高于電子及通信設備制造業，經濟效益顯著。而幾乎占據高新技術產業半壁江山的電子及通信設備制造業的利潤占比則持續遞減，由30.7%降到19.6%，說明其產品附加值嚴重不足，利潤占比下滑嚴重。醫療設備及儀器儀表制造業占比穩定在8%～10%。計算機及辦公設備制造業利潤占比下降較多，由13.2%下降到了3.8%，經濟效益逐步下降。航空航天制造業的利潤總額雖然在持續增長，但其占比表現不佳，缺乏穩定的盈利模式。

綜上所述，山東省高新技術產業子行業均受產業政策調整、外部因素等影響，近年來發展不穩定，并沒有進入持續穩定的高增長階段，增長乏力。

2 研究模型與變量設定

2.1 DEA模型介紹

運用著名運籌學家Charnes[17]提出的數據包絡分析(DEA)方法，并選擇規模報酬可變的BCC模型，來測評不同決策單元的相對有效性，即對于任一決策單元，以投入為導向的BCC模型的對偶規劃形式可表示為如下形式：

式(1)中，X，Y分別是投入、產出向量。若θ=1， S+=S-=0，則決策單元DEA有效；若θ=1，S+≠0，或S-≠0，則決策單元弱DEA有效；若θ<1，則決策單元非DEA有效。

2.2 變量選擇

依據獲得高質量數據需要遵循的數據口徑統一性、可得性和科學性原則，結合高新技術產業獨特的屬性和特點，在現有文獻研究的基礎上選擇投入產出指標。

(1)投入變量。高新技術產業發展過程主要有人力資本投入和資金投入，這里分別用高新技術產業從業人員年平均人數和固定資產增加額兩個指標來衡量；此外，還要體現出高新技術產業技術創新方面的投入，一方面體現在科研投入上，用R&D經費內部支出和R&D人員全時當量來衡量，另一方面體現在技術投入上，用技術經費(消化、吸收、購買、改造)來衡量。

(2)產出變量。山東省高新技術產業產出主要從3個方面來衡量：一是體現高新技術產業從事本行業生產經營活動所取得的成果，用主營業務收入(億元)來衡量；二是體現高新技術產業的盈利能力，用利潤總額(億元)來衡量；三是體現出產業技術創新成果，用有效專利發明數(件)作為知識技術產出指標。

3 實證分析

3.1 數據來源

數據主要來源于2000-2020年《中國高技術產業統計年鑒》《山東省統計年鑒》和《中國統計年鑒》，為了判斷所用的數據進行DEA分析的合理性，利用Pearson相關性檢驗方法，對各產出變量與所有投入變量分別進行Pearson相關性檢驗，結果表明各個相關系數均為正，且在1%水平下顯著，表明選擇的指標符合DEA分析。

3.2 高新技術產業總體BCC-DEA模型測算

運用傳統的DEA方法中的BCC模型，對山東省2000-2020年的高新技術產業投入產出變量應用DEAP2.1軟件進行計算測評(見表2)，結果表明，山東省高新技術產業投入產出效率總體情況較好，大多數年份處于最優狀態。從綜合效率來看，2002-2005年、2012年和2013年都是DEA無效，其他年份都是DEA有效，DEA無效的年份純技術效率和規模效率基本上都是DEA無效。純技術效率DEA無效，表明這些年份高新技術產業的投入資金沒有得到利用充分，管理效率偏低；規模效率DEA無效，表明期間存在投入規模尚未達到最優規模。從規模報酬來看，山東省高新技術產業的發展經歷了由規模報酬遞增、規模保持不變、規模報酬遞減再到規模報酬保持相對穩定不變的產業發展規律，表明山東省為了適應新時代經濟發展的需要，堅決貫徹新舊動能轉換戰略，努力培育發展新動能，聚力打造十強產業，推動了高新技術產業逐步優化升級，并取得了顯著成效。

表2 山東省高新技術投入產出效率

從計算的投入冗余結果來看，DEA無效的年份在產出既定的情況下，各項投入均出現了冗余，尤其是技術經費(消化、吸收、購買、改造)冗余比較嚴重，其中2002年、2004年、2013年冗余達分別達到51.4%、15.7%和18.4%，其他時間冗余也在10%左右。這一方面說明山東省在高新技術產業發展過程中并未將資金投入、人力資本和技術投入有效地轉化為產出，成果轉化率低；另一方面表明技術經費投入方面力度較大，但是效率較低，體現了當前技術進步對外依賴性較強，自主研發還比較弱。R&D人員全時當量冗余比較突出，2002年、2003年、2013年冗余分別達到37.9%、22.7%，11.5%。這一方面表明山東省多年來持續加大高新技術產業的人力資源投入，另一方面也體現出人力資源投入效率不高。事實上山東省直到2014年以后，R&D人員折合全時當量增速放緩，逐年遞減。

3.3 高新技術產業子行業的BCC-DEA模型測算

運用傳統的DEA方法中的BCC模型，對2000-2020年山東省高新技術產業子行業的投入產出變量應用DEAP2.1軟件進行計算測評(航空航天器制造業由于數據不完整，只有2000-2016年的計算結果)，結果如表3所示。從縱向比較結果來看，山東省高新技術產業各行業效率整體上都呈增長趨勢，產業結構逐步優化升級，尤其2014年以來，各子行業穩步發展，波動較小，但是各行業的發展情況有一定差異。

(1)醫藥制造業。由表3可知，2014年以前，山東省醫藥制造業發展不夠穩定，起伏比較大，純技術效率和規模效率均在DEA有效與DEA無效之間反復交替出現，規模報酬也在遞減、遞增和不變之間反復變換，這些DEA無效的年份，大多數時間都是純技術效率和規模效率同時DEA無效的，而且數值大小相差不大，說明技術效率過低的主要原因是科技水平偏低，科研能力不強，管理缺乏效率，同時規模沒有達到最優。2014年以后，技術效率不斷得到改善，資源配置得到優化，表現出持續穩定發展態勢。再結合前面的分析可以看出，醫藥制造業到2020年幾乎占據了山東省高新技術產業的半壁江山，長期來看隨著人們收入的增加、生活水平的提高，對健康的需求越來越高，未來具有廣闊的成長空間。

表3 山東省高新技術五大產業投入產出效率

(2)航空航天制造業。2006年以前，DEA無效的年份主要是規模效率偏低，以后規模效率逐步上升，大多數時間純技術效率是DEA有效的，但是由于該行業的特殊性，其結果表現不一定遵循和市場規律的變化。從規模報酬情況來看，DEA無效的年份都是規模報酬遞增，說明該行業有很大的成長空間，加大投入會使產出有更大的增長。

(3)電子及通訊設備制造業。該產業是山東省主導產業之一，2000-2014年間發展也不夠穩定，有10個年份都是DEA無效，這些年份主要是規模效率偏低，部分年份純技術效率偏低，表明技術創新不足。2008年以來持續6年規模效率偏低，說明該行業受到2008年金融危機的影響比較大，未能及時調整產能結構。總的來看，該行業缺乏效率的主要原因是規模效率不高，技術創新不足，而且規模報酬是遞增的，說明在資源有效配置的條件下，規模還有進一步擴大的空間。

(4)計算機及辦公設備制造業。在2000-2007年間，基本屬于DEA無效，而且大多時候純技術效率和規模效率都是DEA無效，規模效率值偏低，規模報酬遞增，表明這個階段山東省的計算機及辦公設備制造業資源配置還沒有達到最優組合，技術水平偏低，生產缺乏規模。在2007年以后，該行業發展穩定，連續多年表現為DEA有效。

(5)醫療設備及儀器儀表制造業。整體來看該行業發展比較穩定，大多數年份都是DEA有效的，但也表現出小幅度的波動。DEA無效年份規模效率偏低，且規模報酬遞增，所以在注重技術效率管理的基礎上，應當繼續擴大企業規模。其產值結構表明，雖然相對規模近年來變化不大，但是利潤比重逐年提高，說明該行業投資收益更高，未來發展空間較大。

4 結論與建議

4.1 研究結論

綜上所述，近年來山東省在去產能、轉方式、調結構的方針指導下，高新技術產業結構取得了顯著成效，大多數年份處于最優狀態。但是橫向比較，整體發展水平偏低，高新技術產業大而不強，競爭優勢不突出，具體表現在以下幾個方面：

(1)缺乏高層次的專業型人才，自主創新能力不足。主要表現：一方面人才投入冗余，造成人才資源浪費，但是急需的專業型人才卻嚴重匱乏；另一方面由于山東省技術研發的主體集中于大學和科研單位，很多研發成果科技含量較低，而且與市場結合不夠，缺乏針對性，從而商業化程度不高，最終結果是自主研發能力不足，對高技術依賴性較強。

(2)主導行業發展狀況欠佳。主要表現為電子及通信設備制造業增長乏力，相對規模逐年降低，利潤率偏低，技術創新不足，尤其是2017年以來出現連續負增長，投入產出績效欠佳。

(3)醫藥制造業和醫療設備及儀器儀表制造業未來潛力大，但是近年來表現不夠穩定，尤其是醫療設備及儀器儀表制造業利潤率高，投資收益好，但是相對規模沒有顯著增長。

(4)航空航天產業作為山東省高端裝備制造的重要支柱產業，是發展高新技術產業的重要組成部分，但是該行業發展較慢，市場規模較小，潛能沒有充分發揮出來。

(5)高新技術產業的創新投入不足，波動較大，缺乏持續性。近年來山東省的科技經費投入增速嚴重滯后于經濟增長，嚴重影響了高新技術產業的發展。比如R&D經費內部投入2011年、2012年分別達到近40%的增長率，但是隨后出現了增長率遞減的情況，2018年、2019年更是負增長，同樣的情況也表現在新產品開發經費的投入上。

4.2 對策建議

(1)把握歷史機遇，營造高新技術產業發展的良好環境。要順應新時代經濟發展模式轉換的需要，把高新技術產業發展作為當前國民經濟和社會發展的重要任務，切實貫徹高新技術產業發展的戰略和政策措施，積極高效全方位服務于高新技術產業發展的需要，簡化辦事程序，強化服務功能，提高管理效率，營造高新技術產業發展的良好氛圍和環境。

(2)建立健全多元化投融資政策保障體系。山東省高新技術產業結構調整過程中，在繼續加大政府財政研發創新投入的基礎上，積極引導社會資金向高新技術產業轉移，通過相關優惠政策，激發社會資金投資的積極性，激發各方面資金投入到產業關聯度強的高新技術產業，加快技術創新的速度和質量。同時要充分發揮企業在技術創新中的主體作用，重點扶持自身優勢產業和能夠帶動新興產業發展的重點技術領域的資金支持，推動高新技術產業的技術創新和產業結構的持續優化升級。

(3)著力營造良好的創新創業環境和機制。通過良好的創新創業環境，培養和造就一批高素質、復合型人才，以滿足高科技產業研發、成果轉化以及產業化過程各個環節的人才需求，通過良好的人才激勵機制和人才發展環境，不但能夠吸引、留住人才，還能發展人才，成就人才。

(4)從高新技術產業各子行業具體情況來看：醫藥制造業在技術創新、中藥現代化、新型醫療器械等方面都有了長足的發展，以其高增長、高效益成為山東省支柱產業之一，但是其增長不夠穩定，波動較大，應該進一步提高自主研發水平，加大投資，擴大產業規模，加快產業發展速度，大力推進傳統醫藥產業的轉型升級。電子及通訊設備制造業作為山東省支柱產業之一，近年來投資效益欠佳，增長速度偏低，在以后的發展中，應該注重自身技術的突破，提高附加值，探求新的增長點，避免淪為“夕陽產業”。航空航天制造業由于其特殊性，比重較小，發展不夠穩定，更多表現為規模報酬遞增，所以應該借助國家加強航空工業扶植力度為契機，充分發揮山東省聚集的大批航空航天研發機構、優質企業、創新平臺和高質量項目，積極擴大市場發展規模，不斷提升行業技術層次，進而開拓更大市場，以便進一步提高產業投入產出效益，加快打造航天產業發展新高地，使航空航天產業成為高新技術產業發展的強勁推動力。醫療設備及儀器儀表制造業和計算機及辦公設備制造業近年來保持著較高的發展態勢，而且發展相對穩定，逐漸成長為山東省高新技術產業的中堅力量，而且很多年份表現出規模報酬遞增態勢，未來市場前景較好，所以要有針對性地重點扶持，適度擴大生產規模。