从分散到协同：高新技术产业创新要素集聚发展路径

杨博旭，王玉荣，李兴光，2，周 罗

（1.对外经济贸易大学国际商学院，北京 100029；2.衡水学院经济管理学院，河北衡水 053000；3.中国农业银行武汉培训学院,湖北武汉 430077）

新一轮的科技革命和产业变革正在孕育兴起，全球科技呈现新的发展态势和特征，以技术密集、知识密集和资本密集为主要特征的高新技术产业成为各国竞相竞争的高地。2017 年2 月，我国科技部全面部署“十三五”高新技术产业发展路径，从国家战略层面强调了发展高新技术产业的重要性；党的十九大报告提出促进我国产业迈向全球价值链中高端、培育若干世界级先进制造业集群，为我国高新技术产业的发展指明了方向和目标。创新要素集聚是创新驱动发展的普遍规律，对于高新技术产业的发展和升级具有重要意义［1-2］，如美国的波士顿128 公路、硅谷以及日本的筑波等区域均依托创新要素集聚推动产业发展和升级，我国的北京中关村、广州腾飞科技园等地区也正在通过集聚创新要素培育高新技术产业。高新技术产业创新要素集聚为促进高新技术产业发展和全球价值链攀升提供了基础和前提，因此，通过对我国高新技术产业创新要素集聚水平进行测度分析，明确我国高新技术产业创新要素集聚的基本情况、探索创新要素集聚发展路径，能够为深入贯彻落实创新驱动发展战略、依托创新要素集聚推进高新技术产业迈向全球价值链中高端提供理论支持和决策参考。

1 理论基础

1.1 相关文献综述

1.1.1 概念界定

熊彼特［3］在《经济发展理论》一书中首次从经济学的角度提出了“创新”的概念，指出创新是通过对生产要素的重新组合和配置，实现生产函数的改变，进而追求经济目标最大化。熊彼特将创新从技术层面扩展到经济和管理的范畴，即如何吸纳、配置和集聚创新要素，以形成先进的生产力。早期，学者们主要从空间地理的视角来解释和研究创新要素集聚，如以Krugman［4］为代表的新经济地理学派认为创新要素呈现空间地理分布，而经济活动的集聚和扩散影响产业和创新要素的集聚；Jamse［5］研究指出创新主体之间的协同创新是依靠创新要素的空间集聚；Su 等［6］研究指出创新要素的空间集聚更容易引发创新。同时，也有学者将创新要素集聚视为产业集聚的结果，如陈菲琼等［7］研究认为创新要素集聚是以产业集聚为主要理论基础，其本质是技术企业集聚化或高新技术的产业集聚；陈建军等［8］研究指出，创新要素集聚是通过区域内产业相关的企业、高校和研发机构等创新主体的聚集而形成的集聚效应；余泳泽等［9］研究认为产业集聚带来了创新要素集聚，并通过创新要素的外溢作用促进产业发展。基于已有文献对创新要素集聚的界定，本研究将高新技术产业创新要素集聚定义为：高新技术产业的相关技术、人才和资金等在功能上相互关联的要素，依托于创新主体，在地理位置上趋于集中，并最终形成协同发展的过程。创新要素集聚并非在空间的简单堆积［10］，而是具有以下三方面特点：（1）创新要素集聚是以创新主体为载体，在空间地理上趋于集中的现象，因此，创新要素的集聚离不开创新主体的集聚；（2）创新要素集聚是一个动态的过程，随着创新主体间合作关系的改变而表现出不同的集聚特征；（3）创新要素在空间上的集聚会产生相对应的集聚效应，如提升区域创新绩效、带动产业发展等［11-13］。

关于创新要素的构成维度，学术界也存在诸多争议，如，余泳泽等［9］研究认为创新要素只是单维度变量，其直接借鉴Henderson［14］的做法，使用创新投入对创新要素进行测算；童纪新等［15］将创新要素集聚分为了高新技术产业、规模企业、研发人员和研究机构四类；周元元等［16］将创新要素分为了人才要素和资金要素，而随后冯南平等［17］进一步将技术要素纳入创新要素的相关研究；赖一飞等［18］在考虑创新要素的一致性和特殊性的基础上，将创新要素分为资本要素、人力要素和技术要素三类；周杰文等［19］从科技创新投入的视角，将创新要素分为人才要素和资本要素；吴卫红等［20］将高校创新要素集聚划分为人力要素和财力要素。综上所述，虽然学术界对创新要素的具体维度存在争议，但是，学者们普遍将人才要素和资金要素视为创新要素的重要组成部分；此外，由于高新技术产业属于技术和知识密集型产业，核心技术对于高新技术产业发展具有至关重要的作用。因此，本研究将高新技术产业创新要素分为人才要素、资本要素和技术要素三类。

1.1.2 研究述评

关于创新要素集聚，现有研究主要集中在创新要素集聚的测度评价以及创新要素作用效果两方面。有关创新要素集聚水平的测量，已有研究多从以下角度展开：其一，建立创新要素集聚指标体系，通过因子分析法、熵值法等方法进行测量，如叶小玲等［21］、池仁勇等［12］、邹游［22］等学者使用了不同指标变量的创新要素集聚指标体系，对区域创新要素集聚水平进行了测量。这种测量方法能够涵盖创新系统各个要素，包括政策要素、资本要素、人力要素、技术要素和公共服务要素等，评价系统客观、重点突出、可操作性强。其二，通过区位熵改进法进行测量，如余泳泽［11］、周杰文等［19］学者对创新要素的资金集聚效应、技术集聚效应进行了研究。该方法考虑到了创新要素集聚的空间性，可以反映要素集聚的相对规模与绝对规模；但这种方法对指标的选取要求较高，不能从整体上对区域创新要素的集聚水平进行测量。其三，考虑区域地理和人口特征进行测量，如王奋等［23］、童纪新等［14］通过建立人工智能（AI）指数，从省域角度对我国区域创新要素的集聚水平进行了测量。本文考虑到区域创新系统的系统性和针对性，选取创新人才要素、创新资金要素、创新技术要素等核心要素建立区域创新要素集聚水平评价指标体系，采用熵值法对我国区域创新要素集聚水平进行测量。

创新要素的影响效果也是学术界关注的重点。相关研究表明，创新要素集聚可以有效促进区域创新绩效，如Baptista 等［24］利用英国248 家制造业企业8 年的数据进行实证研究，结果表明较高的创新要素集聚可以带动企业创新绩效提升；池仁勇等［12］对我国浙江省中小企业发展模式的研究结果显示，人才、技术和资金等创新要素是推动区域创新的关键因素。但是，创新要素集聚对科技创新效率的影响存在异质性，如余泳泽［11］的研究表明，创新要素集聚对于科研机构创新效率具有负影响，对于高校的影响不显著，而对于企业的影响为正；吴卫红等［20］对我国高校创新要素集聚的分析结果显示，人才和资金要素对创新效率具有倒“U”型影响，且影响效果在东、中、西部地区存在差异。不同学者通过对创新要素的进一步分析发现，创新要素通过提升创新能力，进而推动区域经济增长，如高丽娜等［25］通过对我国江苏省创新要素分析发现，创新要素禀赋制约着区域技术创新，而创新能力是经济增长的内动力，因此，创新要素集聚是区域经济增长的关键因素；赖一飞等［18］对我国“中三角”37个城市创新要素与经济增长的关系进行分析后发现，创新要素集聚通过提升创新能力和引导产业集聚，进而带动经济增长，且这种影响存在区域性差异。综上所述，创新要素集聚是提升区域创新能力、促进经济增长的关键因素，通过对高新技术产业创新要素集聚的评价和分析，对于推动高新技术产业发展和提升区域竞争力具有重要的理论和现实意义。

1.1.3 创新要素集聚发展路径

创新要素是有空间距离的，不会随时随地扩散，但可以通过引进外部技术获得发展［26］，并可以通过技术模仿实现快速发展甚至赶超［27］。创新要素集聚具有空间外溢效应［11］，在地理上的空间集中或毗邻更容易催生创新［6］，通过知识和资源的整合可以有效提升地区和企业的技术创新能力。创新要素的空间集聚与扩散是实现要素空间组合与集成的过程，是推动毗邻区域间实现增长传递的重要渠道［25］。资本要素、人力要素、技术要素等创新要素的集聚有效实现知识交换和知识溢出，有助于扩大市场形成范围经济，进而提升高新技术产业竞争力［8，28］，加速产业结构高级化和合理化进程［29］。

创新要素集聚是一个动态的过程，而非要素在空间上的简单静态堆积［12］。从区域创新体系视角来看，区域要素集聚过程体现了创新要素在创新主体之间的互动合作，以及对创新要素配置形态的改变过程。企业作为区域创新系统核心层的组成部分，创新要素集聚过程的本质是创新要素在区域创新系统核心层，即企业间随着空间和时间推进而不断演化的过程，伴随着不同的阶段，企业与其他创新主体发生的创新要素合作关系不断改变。冯南平等［17］根据创新要素集聚规模，将我国30 个区域划分为成熟型区域、扩张型区域、赶超型区域、落后型区域等4 种类型。邹游［22］将区域创新要素集聚过程分成了要素形成阶段、要素扩张阶段、要素成熟阶段。本研究将基于我国各省份高新技术产业创新要素集聚水平评价，探索和归纳创新要素集聚发展路径，为各区域实现创新要素集聚提供理论参考。

2 研究设计

2.1 指标体系构建

高新技术产业创新要素集聚水平指标体系的建立是一个系统化的过程，是进行创新要素集聚相关研究的基础和前提，也是进行科学数据分析的保证，必须遵循科学的方法和原则。借鉴已有研究，本文遵循针对性、系统性、客观性、可对比性和可操作性等5 个原则［30］，构建科学的创新要素集聚水平指标体系。借鉴叶小玲等［21］、池仁勇等［12］、邹游［22］研究中的做法，针对创新要素集聚的核心内部系统，从创新人才、资金、技术三核心要素出发，建立创新人才要素集聚水平子系统、资金要素集聚水平子系统以及技术要素集聚水平子系统，组成创新要素集聚水平测量指标体系（如表1）。其中：

（1）人才要素是高新技术产业创新的核心要素，本文选取高新技术产业企业数、科技机构数、R&D人员折合全时当量等指标来组成高新技术人才集聚水平子系统。

（2）创新资金要素的集聚不仅体现着创新资金的投入水平和融资水平，更体现了一个地区对创新的重视支持力度，因此，本文选取R&D 经费内部支出、R&D 经费中的政府资金、R&D 经费的企业资金来组成创新资金要素集聚子系统。

（3）创新技术要素是创新竞争力的决定性因素，高新技术产业通过技术改造、技术引进和消化吸收等方式开展技术创新和变革。本文选取技术改造经费支出、引进技术经费支出、消化吸收经费支出、购买国内技术经费支出、专利申请数来构成创新技术要素集聚子系统。

表1 高新技术产业创新要素集聚水平评价指标体系

表1 （续）

2.2 模型构建

熵值赋权综合评价法是基于信息熵理论的常用客观赋权法，其核心观点是差异驱动理论，即根据系统内部子系统包括的信息不确定性的大小来确定各子系统的权重大小，各子系统的权重与信息熵的大小成反比。也就是说，系统内部某子系统指标数据的不确定性越大，即信息熵越大，那么该指标所包括的信息就越少，则该指标的权重相应也越小。本研究选择熵值赋权法对创新要素集聚进行评价，主要考虑以下两点：首先，熵值赋权法基于差异驱动原理进行赋权，避免人为因素干扰，具有透明性和可重复性，在创新要素集聚测算和评价的过程中可以更加客观地反映出要素集聚的基本情况；其次，数据无量纲化处理的测算过程不受数据单位的影响，具有单调性、缩放无关性和总量恒定性等优异品质［31］，对于创新要素集聚水平测算涉及的省份和年份较多的情况，可以简化数据处理过程、降低数据处理风险。

本研究采用熵值赋权评价法的具体原理和过程如下：针对m个省份进行评价，创新要素评价体系包含n个评价指标，各个指标值为通过以下五步实现对创新要素集聚水平的评价。

第一步：数据归一化处理。先对评价指标值进行标准化处理，然后对所形成的标准化矩阵进行归一化处理，得到新的矩阵公式如下：

第二步：计算各指标的熵值（e）。各指标包含的信息不确定性的大小，即熵值的大小，可用条件熵公式度量：

第五步：计算综合评价值（PS）。基于线性加权法，可得到系统各评价对象的综合评价值。公式为：

2.3 数据来源

本文对我国各省份高新技术产业创新要素集聚水平测算和评价的原始数据主要来源于《中国高技术产业统计年鉴》。该年鉴由国家统计局社会科技和文化产业统计司负责组织统计调查，其中收集了我国高技术产业基本情况、研发活动、固定资产投资等本研究对高新技术产业创新要素集聚水平评价所需要的主要数据。2002 年，科技部发布了《关于进一步支持国家高新技术产业开发区发展的决定》，对高新区政策环境、创新能力、服务体系和国际化发展等方面提出了明确要求，对于推进高新技术产业创新要素集聚具有重要作用。为此，本研究选取了2003—2017 年《中国高技术产业统计年鉴》的数据开展研究，其中包含了2002—2016 年间我国31个省、自治区、直辖市（未含港澳台地区）高新技术产业的发展情况，考虑到数据缺失问题，本研究剔除西藏自治区。

3 高新技术产业创新要素集聚水平评价

3.1 创新要素集聚总体情况

利用熵值赋权评价法，本文对2002—2016 年我国30 个省、自治区、直辖市高新技术产业（以下简称“样本”）的创新要素集聚水平进行了测量，并计算了2002—2016 年各省份的年平均创新要素集聚水平及其年均增长率，如表2 所示。

表2 样本创新要素集聚水平及年均增长率

表2 （续）

通过对表2 的分析，可以得到以下结论：

（1）创新要素集聚规模显著提升，增速明显。各省份创新要素集聚水平较2002 年增幅明显，全部为正增长。其中，内蒙古的增长最为明显，从2002年的954 增长到2016 年的64 253，增长了67.34 倍，年均增长132%；其次为海南、浙江、安徽和福建，年均增长分别为126%、123%、122%和121%；而上海、黑龙江和甘肃的年均增长率分别为107%、108%和109%。一方面，随着我国经济的发展，各省份的地区生产总值（GDP）不断提高，促进了我国创新要素水平不断提升；另一方面，随着我国对创新的重视程度不断提升，科研经费投入明显提升，同时国家出台了一系列创新驱动发展的政策文件，区域创新要素规模不断扩大，要素集聚水平显著提高。

（2）省份之间集聚水平存在明显差异，总体呈现出“东高西低”的趋势1）。创新要素集聚水平综合排名前10 位的省份中，除了四川和陕西外，其他省份均为东部地区，特别是长三角和珠三角地区省份的创新要素集聚水平较为突出。具体而言，2002—2016 年创新要素集聚水平综合排名的前5 位的分别为广东、江苏、山东、浙江和上海，这些省市都是地处东部沿海地区，经济发展水平也较高。排名后5 位的省份分别为青海、海南、内蒙古、新疆和山西。其中，青海、内蒙古和新疆属于西部偏远地区，交通不便，经济发展水平相对较低，因此创新资源集聚水平相对也较低；山西的经济发展呈现出资源依赖特点，相对而言，其研发投入、人才发展等创新要素集聚相对较低；海南由于特殊的地理位置，对外贸易是其经济发展的主要动力，因此，其技术创新要素集聚水平相对更低。

（3）各省份排名有所波动，但发展区间基本稳定。2002—2016 年间，各省份创新要素集聚水平的排名出现一定的波动，如上海由2002 年的第2 位下降到2016 年的第6 位、江西在13～21 位之间不断波动，但是，各省份创新要素集聚发展的区间基本保持不变，如，排名前十的省份中，除了福建、四川、湖北在个别年份排名跌出前10 位，其他省份均保持前10 位，此外，天津市一直在第10 位前后徘徊，辽宁省曾经进入过前10 位，其他省份排名也基本稳定。

3.2 创新要素集聚发展路径

根据本研究对样本省份创新要素集聚发展水平的评价结果，基于本文对高新技术产业创新要素集聚发展过程的划分和界定，针对我国目前形成的创新要素多层次发展格局，将我国区域创新要素集聚过程分为分散发展阶段、数量扩张阶段、质量提升阶段和协同演进阶段4 个阶段，这也是区域内创新要素由分散到协同逐步递进的路径。我国高新技术产业创新要素集聚发展路径包含的4 个发展阶段各具特点，在整体水平和增长速度上存在一定差异，各阶段的主要特点和发展模式如下：

（1）分散发展阶段是区域创新要素集聚的初级阶段。这一阶段的典型特点是高新技术产业创新要素集聚的整体水平和增长速度都偏低，创新要素集聚发展的动力来自于国家对地区高新技术产业的政策支持和优惠，区域内缺乏自主创新的动力，技术主要来源于对外部技术的引进和简单模仿。在该阶段，区域创新系统内各创新主体根据自身特点和需求吸收、接纳创新要素，实现创新要素在区域空间内的点状聚集，但各创新主体之间是孤立、缺乏联系的，整体创新网络密度较低，由于各节点之间缺乏互动，节点的中心度和结构洞水平比较低，未形成有效的创新链。处于分散发展阶段的区域一般经济发展落后，创新环境不完善，表现为企业在区域内简单扎堆聚集、科研机构和科研项目数量较少、企业间缺乏沟通学习交流；同时，区域内创新人力资源水平较低、创新资金投入水平较低，集群结构表现为简单的从原材料到半成品再到产品的一体化生产，尚未形成集聚的规模效应与潜在的集聚优势。

（2）数量扩张阶段是区域创新要素集聚的中低级阶段。这一阶段的典型特征是高新技术产业创新要素的整体集聚水平不高，但是增长速度较快，具有一定的发展潜力，创新要素集聚发展的动力来自于区域内的资源禀赋和人口红利。区域内自主创新动力依然不高，技术主要来源于对外部技术的引进、吸收和二次创新，依靠区域内的资源禀赋和人口红利，吸引大量高新技术产业企业入驻；随着区域内企业数量的不断增长，带动区域内科技劳动市场的发展，创新人力资源水平不断提高，同时其他创新要素的获取成本随之降低，从而初步形成创新要素集聚的规模效应。区域内创新主体间的交流学习日益频繁，为了合理有效地使用创新要素资源，在创新市场配置作用下，企业间会以技术交流、生产协作等方式共享知识，产生创新要素集聚的知识溢出效应。在此阶段下，区域内人力资源水平、资金投入和技术水平迅速提升；此外，企业与企业之间的联系增加，企业与高等院校等科研机构之间的合作开始增加，但是创新主体之间的网络密度依然较低，相互协作的产业集群并未形成。

（3）质量提升阶段是区域创新要素集聚的中高级阶段。这一阶段的典型特征是高新技术产业创新要素整体集聚水平较高，但是增长速度不快，处于系统内创新要素协同调整的状态，创新要素集聚发展的动力来自区域内创新要素集聚后的投资驱动，具有一定的自主创新动力和能力，技术主要来源于对外部引进和内部创新相结合的多元化创新。通过前期的发展，创新要素集聚已经具备一定规模，创新主体之间形成相对稳定的合作网络关系，一方面，形成了能够对上下游企业产生较大影响的中心化节点，另一方面，区域内各网络节点之间的交流学习日益频繁，外部效应明显提高；但是，企业和高校等创新主体之间的合作深度不够，协同创新的创新系统没有形成，导致创新要素集聚发展的潜力受到限制，创新要素集聚的规模效应开始出现规模效应递减，创新要素市场开始饱和，一部分创新能力低下的企业会被淘汰，能够满足新的创新需求的要素再次聚集，从而带来创新要素和产业集群的不断升级。

（4）协同演进阶段是创新要素集聚的高级阶段。这一阶段的典型特征是高新技术产业创新要素整体集聚水平较高且增长速度较快，区域内各创新主体协同演进，并对周边形成一定辐射和带动作用，由于内部自主创新能力较强，创新要素集聚发展的动力来自区域内自主创新，掌握国内一流技术，并在国际上具有一定影响力。协同演进阶段包含了区域内区域创新系统的一体化、特色化与区域创新系统再升级两个方面，随着创新主体间的联系日益密切，企业与政府部门、科研机构的合作路径日益通畅，以中心化节点存在的块状化区域不断壮大，在外部因素与内部因素的共同作用下，这些块状化区域会演变为基于创新价值链的网络化结构。在这一阶段，创新要素集聚水平大大提高，要素集聚的规模效应与知识的溢出效应明显增强，自主创新能力明显增强，创新要素良性流动配置，区域创新系统人力资源、创新资金和技术自主研发实现同步增长，形成了企业、政府和科研机构协同发展的集群结构。

高新技术产业创新要素集聚是由分散发展到数量增长再到质量提升，最后达到区域内协同演进的过程，是由创新要素简单堆积的低级阶段向协同发展的高级阶段递进的动态过程，发展路径如图1 所示。

图1 高新技术产业创新要素集聚发展路径

本研究根据对高新技术产业创新要素集聚发展水平的阶段划分对样本进行分类，表3 呈现了创新要素集聚发展的主要动力、代表省份和关键特征。

表3 样本创新要素集聚分类

4 结论与讨论

本研究基于理论分析，构建了高新技术产业创新要素集聚水平评价指标体系，并基于熵值赋权综合评价法对我国各省份的高新技术产业创新要素集聚水平进行了评价和分析，在此基础上构建了高新技术产业创新要素集聚发展路径。本文得出以下结论：我国高新技术产业创新要素集聚水平整体上呈上升趋势，增速明显，同时省份之间的集聚水平存在明显差异，呈现出“东高西低”趋势；2002—2016 年间，各省份高新技术产业创新要素集聚水平排名有所波动，但相对发展水平基本稳定。基于评价结果，本研究提出高新技术产业创新要素从分散到协同的发展路径，包括分散发展、数量扩张、质量提升和协同演进等4 个发展阶段，4 个阶段依次递进，最终实现创新要素集聚的螺旋式发展；此外，不同发展阶段表现出了不同集聚特征，其内生发展动力和技术来源也存在一定差异。

根据本研究结果，本文对我国高新技术产业创新要素集聚发展提出以下对策建议：首先，引导和促进创新要素集聚，带动区域高新技术产业发展。高新技术产业创新要素是推动高新技术产业发展并向全球价值链高端攀升的重要因素，加快提升人才、技术和资金等创新要素集聚水平，推进区域内企业的交流合作和资源共享，发挥出要素集聚对高新技术产业的驱动作用。其次，东部带动西部，实现创新要素集聚均衡发展。本研究结果显示，我国高新技术产业创新要素集聚呈现不平衡不充分的现象，各地区的创新要素集聚水平和发展速度存在较大差异，应依托东部先进的技术和发展经验，通过经验交流和资源共享等方式带动中西部创新要素集聚。最后，因地制宜，根据不同发展阶段引导和促进创新要素集聚。我国高新技术产业集聚是按照分散发展、数量扩张、质量提升和协同演进等4 个阶段不断发展和提升的，不同发展阶段在发展水平和增长速度方面存在差异，根据区域发展特点，通过市场资源配置和政府宏观调控双管齐下，推动创新要素集聚水平不断提升。

限于人力和物力方面的限制，本研究依然存在一定局限和不足，这也为我们进一步的研究指明了方向。一方面，本研究采用熵值赋权综合评价法对创新要素集聚进行测算和评价，该方法在权重确定等方面具有一定优势，但该方法也受到创新要素绝对量的影响，导致北京和天津等体量较小的省市排名较低，今后应考虑开发更科学的评价方法；另一方面，本研究主要关注创新要素集聚的评价，而没有考虑创新要素的影响效果，未来的研究将进一步分析创新要素集聚对高新技术产业升级、区域创新能力提升等影响效果。

注释：

1）按照我国传统的东、中、西三大经济地带划分。