我国制造业行业R&D存量对增加值弹性测度——基于静态和动态面板分析

杨永查，吕介民

(安徽财经大学 统计与应用数学学院，安徽 蚌埠 233041)

1、引言

经济增长理论认为科技进步是经济增长的内生动力，也是改革现代生产方式的途径.20世纪80年代到本世纪初，网络技术的发展带动了世界经济快速增长证明了科学技术对经济的决定性.外国学者早期已指出技术进步和创新研究是产出增长的最强手段，如熊彼特将经济的变革与增长归因于创新活动.Solow通过实证认为发达国家的经济增长很大程度上源于技术进步，这里的技术进步指由R&D引发的创新，实质上如此，发达国家不仅在经济上强于发展中国家，在技术水平上也领先领先发展中国家.Howitt等也指出经济增长由一系列随机的质量改进而来，而创新本身来自于研发(R&D)活动.以 Romer(1990)为代表的内生增长理论认为，资本积累尽管是经济增长的条件，但技术进步独立于资本之外，企业研发的激励和产品的革新决定了经济增长率.因此研究R&D对经济增长的贡献有较深的现实意义，也是一直以来计量经济学关心的问题.

近几年来，国内学者运用不同的样本和不同的计量模型对我国R&D投入与经济增长关系问题展开了一系列研究.吴延兵(2006)实证了中国制造业产业R&D对产出的弹性，结果显示R&D对生产率有显著的促进作用，弹性系数为0.11，且加入市场因素和产权因素控制变量后，结论不变.彭建平和张建华(2007)运用动态面板数据模型测算了我国各地区R&D的产出弹性，结果显著正向，综合弹性系数为0.1左右.王玲(2008)利用1996-2004年我国高技术产业21部门面板数据考察了各类技术投入对生产率增长的关系，显示R&D对中国高技术产业生产率提高的推动作用最为显著.王琴梅等(2011)指出R&D活动效应对GDP变动总效应的贡献最大且呈上升趋势.国内研究基本上得出R&D投入对产业产出或者地区经济增长有明显的促进作用，弹性系数一般在0.1-0.5之间.但也有少数学者得到了负向系数，李小平(2007)运用DEA将我国32个行业大工业企业生产率增长进行分解，得出高R&D投资行业具有高生产率增长，但R&D投资的产出回报率为负.

本文针对以上学者关于R&D投入对产出弹性系数值大小不一进行再次估计，通过永续盘存法测算了我国28个制造业部门1997-2008年R&D存量，并分别运用静态面板数据模型和动态面板数据模型实证了全行业以及在R&D强度划分下、行业规模划分下R&D投入对产出的弹性系数值，并通过结论给出了相应的建议.

2、数据和R&D资本存量测算

陈诗一(2011)分析了改革开放后每个阶段工业部门增加值的核算标准，并给出了以1990年价格为基期的工业部门1980-2008年增加值、资本存量和劳动力数据.本文产出、资本存量和劳动力直接使用这些数据，对R&D存量通过测算求得.李小平(2006)、李小胜(2007)、吴延兵(2006、2008)、王俊(2008)等用类似于估算资本存量的永续盘存法测算了R&D存量指标，并指出这种处理方法能够反映出各行业技术特征的差异, 使测算结果更加可靠.本文也选择这种方法测算28个制造业行业1997-2008年的R&D存量值.永续盘存法测算R&D存量的基本公式为：

RDit=Eit+(1-δit)*RDi,t-1

(1)

其中，i代表行业部门，t代表时间，RDit指i行业t年的R&D资本存量，Eit指i行业t年的R&D支出，δit代表存量的折旧率.因此对于R&D资本存量的测算，主要涉及到三个指标：基期R&D存量，当期R&D支出(投入)和折旧率.

1997年以后的《中国科技统计年鉴》提供了分行业大中型工业企业科技活动经费内部支出，我们用其作为当期R&D的投入指标.基期存量延用王俊和李小胜的估算方式：

(2)

由于我们选定1997年为基期，因此Ei0即为1997年i行业的R&D内部支出，δi0为1997年i行业的R&D资本折旧率.g表示R&D支出的年增长率.李小胜采用几何平均计算，但几何平均数只用到期初和期末数据，计算的平均数值有较大偏差，本文选用各年增长率的平均值代替.

很多文献都选用固定值(15%居多)作为R&D资本存量折旧率，但是常数折旧率对地区资本估计可用，对行业估计不可靠，因为每个行业生产方式不同，产品使用周期也有较大差异，随着新技术新生产方式的出现，不同时期折旧率也应不一样.本文根据《中国科技统计年鉴》中给出的各个行业R&D强度值，作为各个行业的折旧率选取标准.将强度高于1.1的定为高技术行业，强度在0.5-1.1范围的定为中等技术行业，小于0.5的定为低技术行业，每个行业类型下给以一个折旧率(高技术行业由于产品周期性短，专利垄断性弱折旧率较高，低技术行业R&D投资主要用于创新程度较低的获得，折旧率低，中等技术行业的R&D强度介于两者之间)，具体见表1.

表1 分时期分行业R&D资本折旧率

注：高技术行业包括医药制造业、通用设备制造业、专用设备制造业、交通运输设备制造业、电气机械及器材制造业、通信设备制造业；低技术行业包括：农副食品加工业、食品制造业、烟草加工业、服装鞋帽制造业、皮革毛皮羽绒及其制品业、家具制造业、印刷业和记录媒介的复制、文教体育用品制造业、石油加工及炼焦业；其余为中等技术行业.

通过折旧率以及公式(2)即可测算出以1997年为基期的R&D资本存量数据，考虑到价格可比性，需要构造R&D资本价格指数进行调整.朱平芳和徐伟民(2003)采取消费价格指数和固定资产投资价格指数加权合成, 对前者赋权重0.55，后者0.45.吴延兵(2006)采用原材料购进价格指数与固定资产投资价格指数加权平均值法.我们延用朱平芳的加权价格形式，将测算出的当年价R&D存量换算为1990年价格的数据.

3、模型方法和实证分析

3.1 静态面板数据模型分析

在传统的Cobb-Douglas生产函数中引入研发资本存量指标，方程如下：

(3)

其中Y,K,L,RD分别表示增加值、资本存量、劳动力投入和R&D存量.将(3)式两边取对数，可得：

lnyit=lnAit+αlnKit+βlnLit+γlnRDit+εit

(4)

(4)中γ即为RD存量对增加值的弹性.根据F检验和Hausman检验来选择每个估计数据的模型：OLS混合回归、固定效应模型和随机效应模型.

由于每个R&D强度相近的行业在技术方面具有兼容性，这些行业之间会相互影响导致横截面异方差和同期相关，鉴于此，本文选用cross-section SUR加权法进行分析.表2显示了静态面板数据模型的估计结果，可以看出R&D资本存量对增加值弹性系数显著为正，在28个制造业行业部门中，R&D存量每增加1%，产出水平平均增加0.581%.分技术强度看，高技术行业对产出的弹性比中低技术行业大，高技术产业R&D投入每增加1%，产出水平增加0.764%，分行业规模看，规模大的行业弹性比规模小的行业大0.24%，这跟前面学者的结论一致，说明大规模企业可能存在R&D资本规模效应.此外，比较固定资本存量和劳动力对产出的弹性系数，除了高技术行业外，其余行业分类下劳动力弹性均大于资本弹性系数，可见在制造业行业，劳动力增加对产出的贡献大于资本积累.

表2 静态面板数据模型估计结果

注： *、**、***分别表示在10%、5%、1%下统计显著；行业规模根据2006年实际增加值分为大小两类.

3.2 动态数据面板模型分析

考虑到扩展的C-D函数只考虑资本、劳动和R&D投入的当期影响，而产出实际上还受到人文、开放条件、制度设计、管理能力等多种因素的制约，这些因素无法量化引入方程，而滞后一期的产出能在一定程度上反映这些潜在因素.我们将滞后一期的产出水平作为解释变量引入方程(4)，构建动态面板数据模型：

lnyit=lnAit+σlnYi,t-1+αlnKit+βlnLit+γlnRDit+ui+εit

(5)

在动态面板模型中，由于因变量的滞后项作为解释变量，极有可能导致解释变量与随机扰动项同期相关(解释变量具有内生性)，如果仍使用标准的固定或随机效应模型进行估计，参数将会发生偏差即有偏，Arellano和Bond(1995)提出了广义矩估计(GMM)法可以有效解决这一问题，GMM估计的核心思想是运用工具变量产生相应的矩条件方程.为了消除个体效应，对(5)进行一阶差分得到不包含个体效应的一阶差分方程：

Δlnyit=σΔlnYi,t-1+αΔlnKit+βΔlnLit+γΔlnRDit+Δεit

(6)

对于差分模型(6)，lnYi,t-2与Δlnyi,t-1相关，但与Δεit无关，因此lnYi,t-2为ΔlnYi,t-1的工具变量.表3显示了动态模型GMM估计结果.

表3 动态面板数据模型估计结果

从表3结果看，对制造业全行业而言，上一年度产出增加值每增加1%，当年产出将增加0.871%，说明制造业行业的累积效应非常明显.固定资本和其它资本是一个连续累积的过程，随着企业规模的发展，必然会产生产出累积效应，从而对资本本身带来一定的影响，中等技术行业部门累积效果尤为突出.此外，加入了因变量的滞后期后，资本存量、劳动力和R&D存量对产出的弹性系数显著减小，制造业全行业的弹性系数为0.178，高技术产业的弹性系数仍旧比中低产业的弹性系数大，大规模行业比小规模行业系数高.资本和劳动力对产出弹性相比，劳动力弹性比资本弹性大，这跟上面静态模型结果一致.

4、结论和建议

本文通过测算我国28个制造业行业1997-2008年R&D资本存量数据，建立静态面板数据模型和动态面板数据模型分别估计了R&D投入对产出的弹性系数，得出以下结论：

第一、无论是从方法上还是从行业类型看，我国制造业行业R&D存量对产出的弹性系数均显著大于0，说明R&D投入增加会促进产出增长.当不考虑前期产出对本期影响时，R&D存量增长一个百分点，产出将增长0.581个百分点，当考虑前期影响时，R&D存量增长一个百分点，产出将增长0.178个百分点.

第二、以R&D强度将制造业分为高技术、中等技术、低技术行业三类，采用相同方法估计得出高技术行业对产出的弹性最大，低技术行业对产出弹性最小；以2006年产出规模把全部行业分为大规模和小规模行业两类，得出大规模行业对产出的弹性比小规模行业弹性系数大0.2%左右.

第三、除了高技术行业外，技术水平不同的行业和产出规模不同的行业劳动力产出弹性比资本产出弹性都大.由于制造业行业技术水平低，加上我国劳动力丰富，因此大多数制造业部门还属于劳动力密集型发展.

综合看在我国行业技术发展过程中，研发资本投入过少，尤其是中小技术行业，仍然没有摆脱资源消耗型增长局面，还是依靠资本和劳动力为主.随着世界竞争的加剧，高技术对一国竞争实力的提升起到非常关键的作用，我国大多数制造业行业仍处于粗放型的制造环节，面对产能过剩，产品创新亟待解决.创新过程需要研发资本和科技人力的大量投入，只有真正确立以企业、高校为主的研发主体地位，加大研发成果的转化力度，培养更高质量的科技人才，才能突破目前制造业行业自主创新不足的瓶颈，从而推动我国真正走向科技化发展道路.

参考文献

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