中國制造業(yè)創(chuàng)新集聚典型事實描述：基于專利數(shù)據(jù)的分析

李澤揚

［摘 要］制造業(yè)創(chuàng)新是中國未來經(jīng)濟發(fā)展的重要議題。制造業(yè)創(chuàng)新無論是在空間上還是在行業(yè)間，都呈現(xiàn)出明顯的集聚特征。文章基于專利數(shù)據(jù)，從區(qū)域內(nèi)空間集聚與城市內(nèi)行業(yè)集聚兩個視角總結(jié)了中國制造業(yè)創(chuàng)新集聚的典型事實。

［關鍵詞］制造業(yè)創(chuàng)新；集聚；專利

［中圖分類號］ F12 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）08-0145-04

創(chuàng)新是引領發(fā)展的第一動力，黨的二十大報告強調(diào)：“堅持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設全局中的核心地位，并對加快實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略進行部署。”同時也強調(diào)：要加快建設制造強國，實施產(chǎn)業(yè)基礎再造工程和重大技術裝備攻關工程，推動制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展。因此，如何推動制造業(yè)創(chuàng)新成為了未來經(jīng)濟發(fā)展的重要議題。由于經(jīng)濟發(fā)展不平衡與創(chuàng)新要素天然集聚的特征，制造業(yè)創(chuàng)新無論是在空間上還是在行業(yè)間，均呈現(xiàn)出明顯的集聚特征。因此，深入探究中國制造業(yè)創(chuàng)新集聚的典型事實顯得尤為必要。

首先，本文與創(chuàng)新測度的研究相關。卡利諾（Carlino）和克爾（Kerr）提到：“創(chuàng)新既可采用創(chuàng)新過程投入（例如風險投資或研發(fā)支出）來衡量，又可采用創(chuàng)新產(chǎn)出（例如各類專利）來衡量，還能基于創(chuàng)新的最終作用（例如新產(chǎn)品數(shù)量）來衡量。”[1]而在目前國內(nèi)的創(chuàng)新研究中，往往采用專利量來衡量，例如黎文靖和鄭曼妮等[2]，但如何體現(xiàn)專利價值也是目前亟待解決的問題，對此，寇宗來和劉學悅[3]提供了研究思路，他們根據(jù)佩克斯（Pakes）和香克曼（Schankerman）[4]的專利更新模型，對中國的發(fā)明專利進行了價值估算，將2001年全國專利價值總量標準化值設定為100，計算得到2001—2016年的城市產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新指數(shù)。

其次，本文還與集聚測度的研究相關。本文主要關注空間集聚與行業(yè)集聚的專業(yè)化與多樣化測度，其中專業(yè)化衡量指標有杜蘭頓（Duranton）和普加（Puga）[5]使用的首位部門集中度、赫芬達爾-赫希曼指數(shù)以及宣燁和余泳澤[6]等使用的熵指數(shù)；多樣化衡量則有趙偉和隋月紅[7]基于赫芬達爾-赫希曼指數(shù)的各種修正指數(shù)。

基于專利數(shù)據(jù)，本文采用寇宗來和劉學悅[3]提供的城市產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新指數(shù)，分別構建空間與行業(yè)的專業(yè)化與多樣化集聚指數(shù)，從區(qū)域內(nèi)空間集聚與城市內(nèi)行業(yè)集聚兩大視角對中國制造業(yè)創(chuàng)新集聚現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進行典型事實描述。

一、中國制造業(yè)創(chuàng)新集聚的典型事實描述

為總結(jié)中國制造業(yè)創(chuàng)新集聚的典型事實，本文基于寇宗來和劉學悅[3]提供的2001—2021年的城市產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新指數(shù)數(shù)據(jù)，選取其中的制造業(yè)專利創(chuàng)新數(shù)據(jù)，分別從區(qū)域內(nèi)空間集聚與城市內(nèi)行業(yè)集聚兩個視角展開研究。

（一）基于制造業(yè)創(chuàng)新指數(shù)的區(qū)域內(nèi)空間集聚比較

首先從區(qū)域內(nèi)空間集聚視角入手，筆者選取京津冀、長三角與珠三角三大城市群的制造業(yè)創(chuàng)新指數(shù)與全國水平進行多維度比較。

1.制造業(yè)創(chuàng)新的區(qū)域內(nèi)集聚：空間專業(yè)化與多樣化

為考察制造業(yè)創(chuàng)新的區(qū)域內(nèi)集聚情況，筆者根據(jù)制造業(yè)創(chuàng)新指數(shù)[I]構建了集聚指標，其中空間專業(yè)化指數(shù)與空間多樣化指數(shù)的構造方式如下：

[ZIIrit=max（srit）， srit=IritIrt] ? ? ? ? ? ? ?（1）

[DIIrt=1-HHI1-R-1， HHI=i=1Rsrit] ? ? ? ? ? ? ?（2）

其中r代表區(qū)域，i代表城市，t代表時間，R為區(qū)域內(nèi)城市數(shù)，[srit]為該區(qū)域中各地級市制造業(yè)創(chuàng)新指數(shù)在整個區(qū)域內(nèi)的占比。空間專業(yè)化指數(shù)采用的是首位城市集中度指標，為該區(qū)域中各地級市制造業(yè)創(chuàng)新在整個區(qū)域內(nèi)占比的最大值，取值范圍為[1/R，1]。空間多樣化指數(shù)則是采用調(diào)整后的赫芬達爾-赫希曼指數(shù)，由于赫芬達爾-赫希曼指數(shù)的取值范圍為[1/R，1]，本文對其進行了調(diào)整，使其取值范圍變?yōu)閇0，1]。上述兩個指標值越大，表明空間專業(yè)化與多樣化集聚程度越高。

如圖1所示，三大城市群與全國制造業(yè)創(chuàng)新集聚有以下典型事實：2001—2021年期間，京津冀專業(yè)化程度略有提升；長三角專業(yè)化程度呈現(xiàn)出先增后減的趨勢，2006年前后的空間專業(yè)化指數(shù)達到最高，2006年后開始出現(xiàn)大幅下降；珠三角專業(yè)化程度的演變趨勢比較波折，呈現(xiàn)出先減后增再減的變化情況，總體上略有下降。三大城市群專業(yè)化程度都遠超全國平均水平，全國平均水平也同樣存在下降的趨勢。從空間多樣化上來看，總體上與專業(yè)化演變趨勢相反。通過各區(qū)域內(nèi)城市制造業(yè)創(chuàng)新指數(shù)值的對比可知：京津冀區(qū)域內(nèi)制造業(yè)創(chuàng)新主要集中在北京，2021年的制造業(yè)創(chuàng)新指數(shù)值為2276.49，遠超區(qū)域內(nèi)第二名的天津（263.20）；長三角區(qū)域內(nèi)2021年的制造業(yè)創(chuàng)新指數(shù)值超過400的分別是上海（1123.478）、蘇州（512.67）、杭州（497.40）與南京（466.79）；珠三角區(qū)域內(nèi)2021年指數(shù)值超過400的分別是深圳（1131.38）和廣州（487.01），各區(qū)域的創(chuàng)新指數(shù)值按各城市創(chuàng)新指數(shù)值加總計算得出。三大城市群的集聚模式存在一定差異：京津冀地區(qū)保持著北京“一家獨大”的專業(yè)化集聚趨勢，長三角地區(qū)則是“多點開花”的多樣化集聚趨勢，而珠三角地區(qū)則是深圳和廣州雙城聯(lián)動帶動周邊城市逐步趨向多樣化的集聚趨勢。

2.行業(yè)大類視角下的制造業(yè)創(chuàng)新集聚：空間專業(yè)化與多樣化

本文基于不同的制造業(yè)行業(yè)大類，重新測度了空間專業(yè)化與多樣化指標，再次考察制造業(yè)創(chuàng)新集聚情況。如圖2所示，本文選取了2021年制造業(yè)創(chuàng)新指數(shù)前三的行業(yè)，即計算機、通信和其他電子設備制造業(yè)，專用設備制造業(yè)以及通用設備制造業(yè)，分別做了三大城市群與全國制造業(yè)創(chuàng)新集聚的演變趨勢圖。三大城市群在計算機、通信和其他電子設備制造業(yè)的創(chuàng)新集聚情況為：京津冀地區(qū)保持著常年的高度專業(yè)化發(fā)展趨勢；長三角地區(qū)的專業(yè)化程度在21世紀初有所提升，但隨后轉(zhuǎn)向高度多樣化；珠三角地區(qū)在21世紀初保持非常明顯的專業(yè)化上升趨勢。在專用設備制造業(yè)方面，京津冀依然保持著高度專業(yè)化趨勢；長三角地區(qū)的專業(yè)化趨勢先增后減，逐步轉(zhuǎn)向高度多樣化；而珠三角地區(qū)總體上保持著較為緩和的多樣化發(fā)展趨勢。在通用設備制造業(yè)方面，京津冀地區(qū)繼續(xù)保持著高度專業(yè)化趨勢，但在中途有所下降；長三角地區(qū)專業(yè)化趨勢先增后減，在2006年后迅速轉(zhuǎn)向高度多樣化；珠三角地區(qū)則是呈現(xiàn)了多樣化程度波動上升的趨勢。總體來說，對于這三個制造業(yè)創(chuàng)新的支柱行業(yè)，三大城市群的集聚情況在演化細節(jié)上略有差異，京津冀地區(qū)保持北京一城獨大的專業(yè)化集聚趨勢，長三角與珠三角地區(qū)則形成了多個創(chuàng)新增長點。

3.優(yōu)勢行業(yè)視角下的制造業(yè)創(chuàng)新空間分布比較

本文還選取2001年、2011年和2021年為三個代表年份，根據(jù)寇宗來和劉學悅的《中國城市和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新力報告2017》，分城市計算出制造業(yè)31個行業(yè)大類創(chuàng)新在所屬城市群中的占比，并在城市群中標記各行業(yè)創(chuàng)新占比最高的城市。在此基礎之上考察三大城市群中制造業(yè)創(chuàng)新占比最高的行業(yè)大類在不同城市間的分布狀況，由此可知，2001年京津冀地區(qū)除了天津的家具制造業(yè)創(chuàng)新占比最高外，其他30個行業(yè)大類創(chuàng)新占比最高的城市均為北京。2011年和2021年，31個行業(yè)大類的創(chuàng)新占比最高的城市均為北京。在2001年長三角地區(qū)創(chuàng)新占比最高的行業(yè)大類中，南京占有2個，杭州、合肥、鹽城、溫州、紹興五市占有1個，其他24個均屬于上海。2011年制造業(yè)創(chuàng)新空間分布情況轉(zhuǎn)變?yōu)樯虾碛?8個創(chuàng)新占比最高的行業(yè)大類，蘇州擁有1個而寧波擁有2個。2021年上海擁有26個創(chuàng)新占比最高的行業(yè)大類，蘇州擁有4個，溫州擁有1個。反觀珠三角地區(qū)創(chuàng)新占比最高的行業(yè)大類，2001年廣州擁有23個，深圳擁有8個；2011年則變?yōu)閺V州擁有10個，深圳擁有18個，佛山、江門、東莞市各有1個；到了2021年廣州擁有12個，深圳擁有17個，佛山擁有2個。上述情形意味著京津冀地區(qū)北京“一城獨大”的專業(yè)化集聚趨勢越發(fā)明顯，長三角地區(qū)則呈現(xiàn)出專業(yè)化集聚先增后減的發(fā)展趨勢，而珠三角地區(qū)則出現(xiàn)了創(chuàng)新重點的遷移，制造業(yè)創(chuàng)新的主動力源由廣州轉(zhuǎn)移至深圳。

（二）基于制造業(yè)創(chuàng)新指數(shù)的行業(yè)集聚對比

同樣，此外仍選取2001年、2011年和2021年為三個代表年份，分別選取制造業(yè)創(chuàng)新排名前五的城市，其中包括2001年的北京、上海、沈陽、成都與武漢；2011年的北京、上海、深圳、杭州與南京；2021年的北京、深圳、上海、蘇州與杭州。筆者將其分成北京、上海、沈陽、成都、武漢和北京、深圳、南京、杭州、蘇州兩組，并進行多維度比較。前者為老牌制造業(yè)創(chuàng)新強市，并可細分為持續(xù)高速增長的北京、上海兩市與增速較緩的沈陽、成都、武漢三市；后者則是以北京為參照的新興制造業(yè)創(chuàng)新強市，包括深圳、南京、杭州、蘇州。

1.制造業(yè)創(chuàng)新集聚：行業(yè)專業(yè)化與多樣化

上述內(nèi)容主要介紹了制造業(yè)創(chuàng)新的集聚情況，根據(jù)制造業(yè)創(chuàng)新指數(shù)[I]構建集聚指標，其中行業(yè)專業(yè)化指數(shù)與行業(yè)多樣化指數(shù)的構造方式如下：

[ZIIijt=max（sijt），sijt=IijtIil] ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（3）

[DIIit=1-HHI1-n-1，HHI=j=1nsijt] ? ? ? ? ? ? （4）

其中i代表城市，[j]代表行業(yè)大類，t代表時間，n為行業(yè)大類數(shù)（其值為31），[sijt]為某地級市某個行業(yè)大類的制造業(yè)創(chuàng)新在整個城市內(nèi)的占比。行業(yè)專業(yè)化指數(shù)采用的是首位行業(yè)集中度指標，為各地級市中行業(yè)大類制造業(yè)創(chuàng)新占比的最大值，取值范圍為[1/31，1]。行業(yè)多樣化指數(shù)為調(diào)整后的赫芬達爾-赫希曼指數(shù)，取值范圍為[0，1]。

如圖3所示，可以發(fā)現(xiàn)北京、上海、沈陽、成都、武漢等五個城市的行業(yè)集聚情況大致呈現(xiàn)出先專業(yè)化后多樣化的發(fā)展趨勢。北京呈現(xiàn)出先專業(yè)化、后多樣化、再專業(yè)化的發(fā)展趨勢；上海則呈現(xiàn)出明顯的多樣化趨勢，但在2012年之后略微轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)化；沈陽呈現(xiàn)出明顯的多樣化趨勢；成都的變化趨勢與北京相似，但較為緩和；武漢同沈陽類似，變化趨勢較為緩和。這五座城市中，行業(yè)專業(yè)化集聚程度最高的是北京，上海次之；多樣化集聚程度最高的則是武漢，成都次之。

如圖4所示，除了深圳之外，其他城市的行業(yè)集聚情況有以下發(fā)展趨勢：深圳的行業(yè)專業(yè)化趨勢非常明顯，并在2008年達到最高位，而后略有下降；南京總體上保持多樣化的趨勢；杭州專業(yè)化程度處于低位浮動；蘇州專業(yè)化程度先減后增，但總體保持下降趨勢。這五座城市中，行業(yè)專業(yè)化集聚程度最高的是深圳，其他各城市與其差距非常明顯，而多樣化集聚程度由高至低依次是蘇州、南京、杭州與北京，但在2016年之后，蘇州、南京與杭州的行業(yè)多樣化集聚差距很小。

2.制造業(yè)創(chuàng)新集聚：主導行業(yè)變遷

本文聚焦上述9個代表性城市制造業(yè)創(chuàng)新的行業(yè)結(jié)構，考察各城市的創(chuàng)新主導行業(yè)如何變化。具體地，本文根據(jù)寇宗來和劉學悅的《中國城市和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新力報告2017》分城市逐年計算出制造業(yè)31個行業(yè)大類創(chuàng)新在城市中的占比，并在城市中標記創(chuàng)新占比最高的行業(yè)，即當年的創(chuàng)新主導行業(yè)，由此推出以下主導行業(yè)變遷的規(guī)律。

北京創(chuàng)新主導行業(yè)在2015年之前為化學原料和化學制品制造業(yè)，而后變?yōu)橛嬎銠C、通信和其他電子設備制造業(yè)。上海創(chuàng)新主導行業(yè)分為三段：2001—2011年是化學原料和化學制品制造業(yè)，2012—2019年是專用設備制造業(yè)，2020—2021年是計算機、通信和其他電子設備制造業(yè)。沈陽創(chuàng)新主導行業(yè)先從2001—2008年的醫(yī)藥制造業(yè)轉(zhuǎn)為2009—2010年的化學原料和化學制品制造業(yè)，然后再到2011—2015年的專用設備制造業(yè)，最后變?yōu)?016—2021年的通用設備制造業(yè)。成都創(chuàng)新主導行業(yè)則從2001—2014年的化學原料和化學制品制造業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)?015—2021年的專用設備制造業(yè)。武漢創(chuàng)新主導行業(yè)則從2001—2011年的化學原料和化學制品制造業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)?012—2021年的專用設備制造業(yè)。

2001年深圳的創(chuàng)新主導行業(yè)是專用設備制造業(yè)，隨后便轉(zhuǎn)為計算機、通信和其他電子設備制造業(yè)，其創(chuàng)新占比從20.48%迅速上升至47.11%，其中，在2009年一度達到56.63%的高位。南京除了2020年和2021年的創(chuàng)新主導行業(yè)為儀器儀表制造業(yè)以外，其他均為化學原料和化學制品制造業(yè)。杭州創(chuàng)新主導行業(yè)2001—2015年均為化學原料和化學制品制造業(yè)，2016—2018年則為專用設備制造業(yè)，2019—2021年為計算機、通信和其他電子設備制造業(yè)。蘇州2001年創(chuàng)新主導行業(yè)是醫(yī)藥制造業(yè)，2002年轉(zhuǎn)變?yōu)閷Ｓ迷O備制造業(yè)，2003—2010年為電氣機械和器材制造業(yè)，2011年之后為通用設備制造業(yè)。

由此可見，各代表性城市創(chuàng)新主導行業(yè)基本遵循著從資本密集型轉(zhuǎn)向技術密集型的規(guī)律，多數(shù)城市主導行業(yè)均變?yōu)橛嬎銠C、通信和其他電子設備制造業(yè)，而其中最為突出的是深圳，其長期主導行業(yè)為計算機、通信和其他電子設備制造業(yè)，占比一度高達50%以上，反映出該行業(yè)結(jié)構專業(yè)化高度集聚。

二、結(jié)論與討論

本文基于專利數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)中國制造業(yè)創(chuàng)新集聚有以下兩個特征：一是在區(qū)域內(nèi)空間集聚方面，京津冀地區(qū)保持著北京“一城獨大”的專業(yè)化發(fā)展趨勢，長三角地區(qū)呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢，而珠三角地區(qū)則是深廣雙城帶動周邊城市聯(lián)動發(fā)展，創(chuàng)新重心由廣州轉(zhuǎn)移至深圳，但在2021年制造業(yè)創(chuàng)新指數(shù)排名前三的支柱行業(yè)中這一趨勢并沒有太大差異。二是在城市內(nèi)行業(yè)集聚方面，無論是老牌制造業(yè)創(chuàng)新強市組，還是新興制造業(yè)創(chuàng)新強市組，均大致呈現(xiàn)出先專業(yè)化后多樣化的發(fā)展趨勢，但深圳較為特殊，其行業(yè)專業(yè)化趨勢非常明顯。在此基礎之上，各代表城市制造業(yè)創(chuàng)新主導行業(yè)基本遵循著從資本密集型轉(zhuǎn)向技術密集型的規(guī)律，多數(shù)城市的創(chuàng)新主導行業(yè)均變?yōu)橛嬎銠C、通信和其他電子設備制造業(yè)，而其中最為突出的依然是深圳，該行業(yè)創(chuàng)新占比一度高達50%以上。

基于上述結(jié)論，本文認為中國制造業(yè)創(chuàng)新存在著顯著的空間集聚和行業(yè)集聚特征，雖然有京津冀城市群聚力于北京的高度空間專業(yè)化集聚與深圳深耕于計算機、通信和其他電子設備制造業(yè)的行業(yè)高度專業(yè)化集聚兩種模式，但多數(shù)城市向行業(yè)多樣化集聚轉(zhuǎn)型，而城市群走向空間多樣化集聚是制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的必然趨勢，這將有助于增強城市或城市群制造業(yè)未來發(fā)展的韌性。

［ 參 考 文 獻 ］

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［責任編輯：吳雪強］