高技術產業研發投入經濟效益的時空特征及影響因素研究

曾 瑤

(東北大學 工商管理學院,遼寧 沈陽 110819)

1 引言

黨的十九大報告指出,當前我國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段。2020年中共中央政治局會議提出,中國已進入高質量發展階段。黨的二十大報告中再次強調,著力推進高質量發展。由“速度”到“質量”,由“規模”到“結構”,由“轉向”到“進入”再到“著力推進”,意味著實現經濟高質量發展具有理論必要性和現實緊迫性,迫切需要轉變發展方式、優化經濟結構、轉換增長動力。經濟高質量發展要求產業發展不僅要保證“量”的持續穩定增長,還要實現“質”的不斷提高[1]。高技術產業資源依賴度低、科技含量高、競爭力極強,加快發展高技術產業是推動經濟發展方式轉變,實現經濟高質量發展的重要途徑。2020年我國高技術產業營業收入達17.46萬億元,占GDP比重為由2000年的0.10上升至0.17,呈逐年波動上升的態勢。與此同時,高技術產業在世界市場的占有率也逐年提高,2002年、2005年高技術產業出口額占制造業出口額比重分別實現了趕超日本和美國,隨后一直在國際市場上保持主導地位。盡管高技術產業規模已初步形成,并產生了一批擁有自主知識產權和核心技術的世界級品牌,但其競爭力在全球產業鏈中仍然處于中低端,“大而不強”的特征較為突出。

持續性的研發投入是一項復雜的系統工程,是科技創新的根本保障,也是高技術產業實現經濟效益的重要源泉。高技術產業研發投入較高、風險相對較大,然而一旦技術研發取得成功,將帶來巨大的經濟效益和社會效益。近年來,我國高技術產業研發投入持續加大,自主創新能力不斷提高,但科技成果的經濟轉化能力仍然存在較大增長空間。同時,區域之間研發投入水平并不均衡,出現“東部沿海投入較大、中西部投入較少”的尷尬局面。高技術產業研發投入不只是重視對資金規模的投入,更不能忽略研發投入效率的提升。我們不禁思考,高技術產業研發投入是否能有效轉化為經濟效益?由于區域之間地理位置、資源稟賦和經濟發展水平等方面存在不均衡現象,那么不同區域研發投入經濟效益是否存在異質性?哪些因素將決定高技術產業研發投入經濟效益的提高?基于此,本文分析高技術產業研發投入經濟效益的時空特征,探究其影響因素,對于促進高技術產業研發投入轉化效率,制定區域協同發展策略具有重要的理論意義和參考價值。

2 文獻綜述

當前有關研發投入的文獻中,學者們從不同視角分析其時空特征及產出績效等問題。李平和劉利利[2]利用隨機前沿模型和門檻模型分析我國政府研發經費資助和企業研發經費投入對創新績效的影響,結果發現目前我國創新發展過程中存在一定的“政府失靈”情況,相較于政府研發資助,企業研發投入更能顯著帶動創新效率的提高。除創新績效外,經濟效益也是反映研發投入效率的重要指標之一。唐曉華和景文治[3]以電子通信設備制造業為研究對象,利用脈沖響應分析新產品研發經費對銷售收入的影響及地區差異,發現東北地區研發投入存在雙向滯后效應且在全國處于中下游水平。嚴成樑和龔六堂[4]基于全國面板數據實證分析研發投入的規模和結構對經濟增長的影響,結果表明研發投入的規模能夠顯著促進經濟增長,不同研發投入來源對經濟增長的促進效果存在差異,基礎研究和高等學校的研發投入對我國經濟增長作用更為明顯。趙敏等[5]構建了R&D投入、科技創新和經濟效益三個要素的復合系統指標體系,同時測度綜合發展能力和協調度,結果表明R&D投入、科技創新和經濟效益綜合發展水平雖處于波動上升的變化中,但基本處于良好協調狀態。李兆亮等[6]以農業為研究對象,通過定量和定性相結合方法分析研發投入結構的空間分異特點及影響因素,研究結果表明我國現有農業研發投入結構差異整體呈縮小態勢,不同研發投入來源與人均地區生產總值、農業增加值占比及科技政策的影響存在差異性。

在高技術產業研發投入的相關文獻中,部分學者發現高技術產業研發投入水平偏低的問題。謝子遠等[7]通過研究發現主要原因是我國高技術產業FDI比重較大,過度依賴外資,從而拉低高技術產業研發投入的整體水平。黃訓江[8]探究規模集聚和空間集聚兩方面對高技術產業研發投入強度的影響,研究表明二者對研發投入均呈倒“U”型關系,不同細分行業的集聚對研發投入的強度效應也不相同。俞立平等[9]運用門檻模型分析高技術產業科研經費對創新成果的門檻效應,研究表明我國高技術產業科研經費績效總體良好,低創新規模下經費的貢獻度并不顯著,而高創新規模下經費的貢獻度顯著。陳洪瑋等[10]通過分析在不同技術創新階段創新制度環境及企業研發投入對高技術產業創新績效的影響,發現研發投入顯著促進兩個階段技術創新績效,但在技術商業化階段創新績效更大。解學梅等[11]以高新技術企業為研究對象,對我國各地區高新技術企業研發投入與新產品創新績效的關系進行實證分析,研究發現研發投入對新產品創新績效具有顯著的促進作用,并且分區域來看,中西部地區相較于東部地區對R&D人員的利用率偏低。

通過梳理已有文獻可以發現,學者們分析當前我國高技術產業研發投入相關問題時,大多尚未考慮空間相關性及時間的滯后性。基于此,本文選取2010—2019年我國30個省(市、自治區)面板數據為研究對象,在測算高技術產業研發投入經濟效益的基礎上,運用空間計量模型系統地分析其時空分布規律,揭示其影響因素,為合理制定我國區域高技術產業研發投入政策提供參考。

3 研究方法與數據來源

3.1 研究方法

(1)高技術產業研發投入經濟效益測算

高技術產業是制造業的關鍵,也是國家的核心競爭力。根據中國科技部的定義,高技術產業主要包括醫藥制造,航空、航天器及設備制造,電子及通信設備制造,計算機及辦公設備制造,醫療儀器設備及儀器儀表制造,信息化學品制造等行業。本文參考李兆亮等[6]的做法,選取邊際收益作為高技術產業研發投入經濟收益的主要特征性指標,并以每萬元高技術研發投入所產生的經濟效益增加值衡量。根據C-D生產函數,考慮到研發投入的不可周轉性和滯后性,將研發投入以存量形式計算處理,參數估計和研發存量的計算公式如下所示

(1)

(2)

其中Gt為各地區高技術產業的實際利潤總額,X為高技術產業發展要素投入,j為不同要素,a為其產出系數,K為高技術產業研發投入存量,b為其產出系數,t為年份序列,c為隨機常數截距項,u為隨機誤差項。R為第t年高技術產業研發投入實際值,λ為滯后權重,L為滯后年限。在技術創新過程中從研發投入到專利產出存在滯后期,采用二項分步曲線得到高技術產業研發投入經濟效益滯后權重λ。通過(3)式得到某年份地區高技術產業研發投入邊際收益值,如下所示

(3)

(2)空間相關性分析

檢驗經濟變量空間相關性是建立空間計量模型的關鍵步驟。本文借助Moran’sI指數判定區域變量間的空間相關性,公式定義如下

(4)

(5)

(6)

(7)

通過(7)式用標準化統計量可以檢驗區域某觀測值是否存在空間自相關關系[12]。其中E(I)和S(I)分別為Moran’sI的期望值與方差。

(3)高技術產業研發投入經濟效益影響因素的空間計量模型

在不同區域內部高技術產業研發投入的經濟效益也有可能會受到周圍地區高技術產業集聚及其鄰近區域不同因素的影響。考慮到高技術產業研發投入經濟效益的影響因素較多,本文參考Lesage和Pace[13]的研究成果選取以下5個因素對高技術產業研發投入經濟效益的時空特征形成的原因進行了分析,同時為了消除異方差的直接影響,將各因素進行對數處理,得到我國高技術產業研發投入經濟效益影響因素的空間計量模型,如下所示

lnMRt=ρWlnMRt+β1lnGDPt+β2lnLQt+β3lnJCt+

β4lnZLt+β5lnZJt+θ1WlnGDPt+θ2WlnLQt+

θ3WJCt+θ4WlnZLt+θ5WlnZJt+αt+un+ut+ε

(8)

其中MRt為高技術產業研發投入經濟效益,W表示空間權重矩陣,α為常數項,ρ、β和θ為估計系數,ε代表隨機干擾項,un和ut分別代表空間固定效應和時間固定效應。其他主要變量包括:(1)經濟發展水平(GDP)。一般而言,區域經濟發展水平反映地區創新資源的密集程度,經濟發展水平較高的地區會集聚更多高技術產業和企業,有利于提升技術創新效率和市場創新活力,從而提高研發投入的經濟效益。(2)勞動力質量(LQ)。勞動力身上承載的知識文化、技能水平和身體素質等要素,是勞動力質量的反映,是自然屬性和社會屬性的綜合,通常用受教育水平指標來衡量。科技創新的關鍵在于人才,高技術產業屬于知識密集型和技術密集型產業[13],相較于其他產業對高素質勞動力的需求更高,因此勞動力質量是高技術產業研發投入經濟效益的關鍵影響因素。(3)信息基礎設施(JC)。信息基礎設施主要包括基于新一代信息技術演化生成的基礎設施,通常用地區移動電話交換機容量與地區年末常住人口的比值衡量[14]。信息基礎設施的完善強化高技術產業的擴散效應,加速高技術產業內部及與非高技術產業之間的交互作用,從而提升研發投入的經濟效益。(4)專利申請數量(ZL)。專利申請數量的增加有利于高技術產業創新生產,使高技術產業研發投入的經濟效益進一步提高[15-17]。(5)現代服務業增加值占比(ZJ)。現代服務業支撐并服務于高技術產業發展,推動現代服務業與高技術產業融合發展,是順應新一輪科技革命和實現高技術產業技術創新的重要途徑。

3.2 研究對象與數據來源

本研究選取2010—2019年全國30個省(市、自治區)面板數據,考慮到數據的可獲取性,研究對象不包括西藏和港澳臺地區。根據地理分布特征,將我國劃分為7個區域,分別是東北地區(黑龍江、吉林、遼寧)、華北地區(北京、天津、河北、河南、山東、山西)、西北地區(陜西、甘肅、寧夏、內蒙古、新疆、青海)、華中地區(安徽、湖北、湖南、江西)、東南地區(上海、江蘇、浙江)、西南地區(四川、重慶、云南、貴州)、華南地區(福建、廣東、廣西、海南)。本文研究數據來源于《中國科技統計年鑒》《中國高技術產業統計年鑒》《中國互聯網絡發展狀況統計報告》《中國統計年鑒》及《中國勞動統計年鑒》。為了有效消除價格因素的影響,分析過程中以2010年作為基期進行數據處理。

4 結果與分析

4.1 高技術產業研發投入經濟效益的時空差異

根據(1)、(2)和(3)式分別計算不同區域2010—2019年高技術產業研發投入經濟效益。由圖1我們可以清楚地看到,區域之間高技術產業研發投入經濟效益存在明顯的差異,區域內部伴隨時間推移呈現波動性上升的趨勢性變化。其中東南地區的高技術產業研發投入經濟效益最高,由2010年的7.75億元迅速增長至2019年的30.11億元。華南地區和華北地區的高技術產業研發投入經濟效益相對較高,均值分別為15.32億元和13.25億元。華中地區、西南地區和東北地區高技術產業研發投入經濟效益相對較低,均值分別為4.98億元、3.63億元和2.75億元。西北地區高技術產業研發投入經濟效益最低,均值為1.42億元。

圖1 2010—2019年我國各區域高技術產業研發投入的經濟效益

4.2 高技術產業研發投入經濟效益的空間自相關分析

根據(4)、(5)和(6)式,利用Arcgis10.1和GeoDa對我國30個省(市、自治區)的高技術產業研發投入經濟效益進行空間自相關分析。由表1可知,2010—2019年我國高技術產業研發投入經濟效益在空間上呈現正向相關性,且p值均小于0.05,說明通過了顯著性檢驗。從時間的變化趨勢來看,高技術產業研發投入經濟效益的Moran’sI指數由2010年的0.1499下降到2012年的0.0593,隨后逐年上升到2015年的0.1649,自此波動起伏后到2019年的0.1567,表明我國高技術產業研發投入經濟效益的集聚效應在時序上波動比較大。對比2010年和2019年,空間集聚效應有所增強。可能的原因是,當前我國發達地區的高技術行業和科研資本雄厚,提高了高技術行業的科研成果和產出,使得其經濟效益差距被進一步拉大,產生了高低嚴重分化的“馬太效應”[18,19]。

表1 2010—2019年我國省域高技術產業研發投入經濟效益全局空間自相關指數

為了進一步觀察我國高技術產業研發投入經濟效益的空間集聚特征,本文利用GeoDa軟件繪制了2010年和2019年我國省際高技術產業研發投入經濟效益Moran散點圖,如圖2所示。通過觀察發現,2010年共有17個地區分別位于第一、第三象限,13個地區分別位于第二、第四象限。2019年位于第一、第三象限的省份已經上升至21個,同時第二、第四象限則下降至9個省份,說明了我國高技術產業研發投入經濟效益空間的差異性發生變化。

圖2 2010年和2019年我國高技術產業研發投入經濟效益Moran散點圖

4.3 高技術產業研發投入經濟效益影響因素的空間計量分析

通過Hausman檢驗,選擇采用空間固定效應模型對我國高技術產業研發投入經濟效益的影響因素進行分析。如表2所示,在空間效應模型下,ρ值為-0.104且在1%水平下顯著,表明高技術產業研發投入經濟效益存在顯著的空間集聚效應。進一步將空間計量模型進行分解如表3所示。

表2 我國高技術產業研發投入經濟效益空間計量模型估計結果

表3 各變量空間計量模型估計分解結果

(1)經濟發展水平

地區經濟發展水平對高技術行業研發投入經濟效益的總效應和直接效應分別為0.069和0.127且通過顯著性檢驗,說明經濟發展水平的提高顯著促進高技術產業研發投入經濟效益。間接效應為-0.058且顯著,表明經濟發展水平提高使創新要素供給能力更強,高技術企業和研發部門會向經濟發展水平較高的地區集聚。一方面可能會吸引相鄰地區高技術產業創新要素的轉移,降低其研發投入經濟效益,另一方面通過加速技術競爭擠壓市場份額從而抑制相鄰地區高技術產業研發投入的經濟效益。

(2)勞動力質量

勞動力質量對高技術產業研發投入經濟效益三種效應的影響均呈現正向且通過顯著性檢驗,證實了勞動力質量水平的提高對高技術產業研發投入經濟效益產生積極的影響。高技術產業屬于資本和技術密集型產業,對勞動力素質的要求相對更高。高質量勞動力具有較強的學習能力,能適應快速發展的新技術,有助于改善高技術產業技術管理水平,從而提升高技術產業研發投入經濟效益[20-22]。同時,地理鄰近有利于借鑒高技術產業發展的經驗,通過知識溢出和互動學習效應獲得更大的研發投入經濟效益。

(3)信息基礎設施

信息基礎設施對高技術產業研發投入經濟效益的總效應和直接效應分別為0.247和0.754且通過顯著性檢驗,說明完善的信息基礎設施可以促進知識、技術和資源更快速順暢地流動,有利于高技術產業研發投入經濟效益的提升。間接效應為-0.507且通過顯著性檢驗,說明伴隨本地區信息基礎設施不斷完善對相鄰地區高技術產業研發投入經濟效益有抑制作用。可能的原因是地區內更高效的信息通道能夠顯著降低技術交流的成本,提高生產研發效率,從而吸引相鄰地區高技術產業向本地集聚,進而抑制相鄰地區高技術產業研發投入經濟效益[23-25]。

(4)專利申請數量

高技術產業專利申請數量對高技術產業研發投入經濟效益的總效應、直接效應和間接效應分別為0.776、0.276和0.500且均通過顯著性檢驗,表明專利申請數量不僅顯著促進本地高技術產業研發投入經濟效益,同時促進相鄰地區高技術產業研發投入經濟效益。專利申請數量是反映地區研發產出績效的重要指標之一,專利申請規模是實現成果轉化的基礎和前提[26,27],對地區高技術產業研發投入經濟效益產生積極的作用。專利申請規模的擴大對相鄰地區發展高技術產業發揮著促進和示范的作用,有助于相鄰地區高技術產業研發投入經濟效益的提升。

(5)現代服務業增加值占比

現代服務業增加值占比對高技術產業研發投入經濟效益的總效應和直接效應均為負,間接效應為正,但均未通過顯著性檢驗,表明現代服務業對高技術產業研發投入經濟效益的影響作用有限。單從估計系數的符號以及結合理論分析來看,現代服務業對高技術產業研發投入經濟效益的影響具有雙重效應,一方面伴隨我國各地區逐步邁入工業化發展后期,現代服務業增加值提高有助于將服務環節滲透到制造業產業鏈實現二者融合發展;另一方面現代服務業快速發展帶來擠出效應,可能會抑制高技術產業研發投入經濟效益。

5 結論與建議

本文以高技術產業為研究對象,運用空間計量模型對其研發投入經濟效益進行測度和影響因素的分解,研究結論表明:(1)我國高技術產業研發投入經濟效益總體呈波動上升趨勢,基本符合邊際報酬規律。(2)分區域來看,高技術產業研發投入的經濟效益區域差異較大,東南地區最高,華南地區和華北地區較高,華中地區、西南地區和東北地區相對較低,西北地區相對最低。(3)從空間自相關分析可以看出,我國高技術產業研發投入經濟效益在全局上呈現正向的相關性,空間集聚效應有所增強。(4)經濟發展水平、勞動力質量、信息基礎設施和專利申請的數量有助于本地區高技術產業研發投入經濟效益的提高。經濟發展水平和信息基礎設施對相鄰地區高技術產業研發投入經濟效益有抑制作用。現代服務業增加值占比的影響不顯著。

結合本文研究結論,對于提高區域高技術產業研發投入經濟效益具有重要的政策啟示作用。

第一,優化高技術產業生產布局,打造研發生態圈。高技術產業是吸引和集聚各類創新要素的溫床,也是推動區域經濟實現高質量發展的核心動力。當前,我國區域高技術產業研發投入經濟效益不均衡不充分現象突出,特別是以華中、西南和東北為代表的高技術行業研發投入能力較強地區,其研發投入經濟收益卻相對落后。政府應統籌和優化各區域產業空間布局,進一步調整高技術行業生產布局,優化西北、西南、東北等地區研發投入結構,推動科技成果轉移,打造區域高技術產業研發生態圈。

第二,完善研發投入多元化主體結構。盡管我國高技術產業研發投入經濟效益總體呈現上升趨勢,但各區域在不同年份仍然存在波動下降的情況,需要進一步完善政策體系。在引導市場主體、高校、科研機構等加大研發投入力度的基礎上各有側重,強化企業在技術創新中的主體地位,高校專注基礎研究和原始創新任務,科研機構重點對主導產業與戰略性新興的前沿技術進行研發。充分利用市場機制為配置研發資源創造條件,充分發揮科技創新對經濟轉型升級的支撐和引領作用。

第三,制定區域差異化發展戰略。我國幅員遼闊,地區之間資源稟賦各異,不同因素對高技術產業研發投入經濟效益的影響存在差異。政府相關部門在制定政策時需更有針對性,既要重視本地區內部影響,也要考慮空間交互影響因素。高水平發達地區應起到良好的示范帶頭作用,加強高技術產業的地區交流與合作,通過高技術產業適度規模集聚化發展,以及引進高技術人才、激勵高技術產業專利申請等方式提高地區高技術產業研發投入的經濟效益。進一步加快完善信息基礎設施建設的步伐,推動現代服務業與高技術產業制造業深度融合,充分發揮服務業產業關聯效應,創造有利的外部環境。