创新驱动下对外开放对湖北制造业全要素生产率的影响研究*

邹 蔚，彭 锐

(1. 武汉城市圈制造业发展研究中心，湖北 武汉 430056； 2. 江汉大学 商学院，湖北 武汉 430056)

制造业是国民经济和社会发展的重要支柱产业，也是国家生产能力的集中体现，《中国制造2025》这一书中明显指出力争用10年时间迈入制造强国行列。湖北作为沟通长江经济带上下游的重要桥梁，是中部崛起的支点，其制造业的发展也显得尤为重要。与此同时，随着对外开放的层层推进，近年来湖北的对外贸易竞争力指数也不断提升。因此，研究对外开放对湖北制造业全要素生产率的作用十分具有现实意义。

在全要素生产率的测算方面，有学者通过利用索洛模型来界定全要素生产率的标准，并基于生产函数进行测度[1-2]。而随着研究方法的创新，更多学者开始采用更为科学的非参数法，其中很多学者选择DEA-Malmquist指数法来测算全要素生产率[3-5]。

在对外开放对全要素生产率的影响研究方面，国内外学者的观点主要分为两类：一类认为对外开放能促进全要素生产率的提升。其具体表现为出口贸易通过出口学习效应、出口溢出效应、出口规模效应和出口竞争效应促进全要素生产率的增长[6-7]；另一类观点则认为对外开放对全要素生产率的作用不明确，例如叶明确和方莹[8]认为只有当全要素生产率大小与出口贸易方式相匹配时, 出口贸易才会对全要素生产率增长产生显著的促进作用；谢众[9]、杨立卓[10]等发现出口活动对制造业生产率的促进作用主要是集中在高技术行业，而对于劳动密集型的行业，其作用并不显著。

结合现有研究，并考虑到中国经济发展模式正由要素驱动逐渐转向创新驱动，而科技创新是创新驱动的核心要素，本文将在研究对外开放对湖北制造业全要素生产率影响的基础上，进一步探索其在科技创新作用下的影响路径。

一、研究假设

对外开放对东道国全要素生产率的影响主要是东道国企业扩大了市场规模，而外资企业的进入则打破原有垄断，加强了行业竞争，同时也带来了先进的科研成果、专业设备及管理理念等[11]。

从扩大市场规模的角度来看，对外开放有助于扩大企业的市场销售规模，从而可以通过促进企业规模效率来提高其技术效率，进而提升其全要素生产率。同时，外资企业的进入打破了东道国行业原有的垄断，优化了其资源的配置效率。根据俞林、冯依然、胡梦飞[12]等学者的研究，提高资源配置效率和利用效率是促进全要素生产率发展的核心因素；其次，外资企业的示范效应引发东道国企业的模仿效应，一方面使东道国企业能对外资企业所引进的科研成果和科学技术等进行消化和吸收，并获得技术溢出所带来的好处；另一方面也会进一步加强行业竞争力，而为了保持竞争力，东道国企业不得不加强技术研发与科学创新，以避免被市场淘汰，从而提高行业全要素生产率。此外，东道国制造业通过嵌入国际价值链，也能促进其全要素生产率的提升。随着对外开放与经济全球化的不断发展，中国等国家也都积极加入国际分工之中，成为国际制造业中的重要部分。虽然由于技术的限制，我国仍主要处于加工制造等低附加值的阶段之中，但处于研发、设计等高价值的企业对产品的高要求也促使了我国加强对研发与创新的投入，进而提升其全要素生产率。根据以上分析论证，提出假设1。

假设1：在控制其他因素的影响下，对外开放对制造业全要素生产率具有正向促进作用。

美国经济学家波赛[13]于1961提出技术差距理论，该理论认为造成不同国家之间比较优势的重要原因之一是其生产技术方面的差距，一个国家通过技术创新而在某一行业具有技术优势促使了这个国家在出口方面也具备一定优势，且该技术优势会经历消费国的反应和模仿这两个发展阶段。即在具有技术优势的产品进入到消费国时，消费国不会立即开始模仿，而是选择先观望一段时间，直到消费国发现这一产品符合其消费市场并开始模仿该产品的生产，这一阶段称为反应阶段。而从模仿新产品生产，投入研发，直到完全掌握该产品技术为止，这一阶段便称为模仿阶段。因此，对外开放不会立即对全要素生产率产生影响，而是会有一定的滞后效应。根据以上分析论证，提出假设2。

假设2：对外开放对全要素生产率的影响不仅体现在当期，更会存在一定的滞后效应。

1992年施振荣提出“微笑曲线”理论，他指出产品价值最丰厚的区域集中在价值链的两端——研发和营销，而价值链中部的装配制造则属于低附加值的阶段。因此，如果不加强技术创新能力，即使对外开放也只能使我国处于装配制造阶段，无法获取更高的价值。正如Kinoshita[14]建立了一个技术溢出模型，模型中跨国公司与东道国企业的研发投入之间相互作用、相互影响，形成技术溢出效应，其结论是，只有当东道国当地企业的技术水平可以与跨国公司匹配时，才能较好地吸收跨国公司带来的技术溢出。Kathuria[15]发现学习能力越强且研发投入越充分的东道国企业，在应用新知识和吸收跨国公司技术溢出的能力上就越有优势。因此，科技创新的条件下，对外开放对全要素生产率的促进作用更为明显。根据以上分析论证，提出假设3。

假设3：科技创新通过影响对外开放进一步促进制造业全要素生产率的提高。

二、湖北制造业全要素生产率的测算

(一)测算方法

相较传统的参数法，非参数法在测算全要素生产率时更具有客观性。其中，数据包络分析(DEA)作为非参数法的典型代表之一，通过线性规划以测算生产技术前沿，从而对投入产出效率进行静态评价。Malmquist指数则弥补了传统DEA模型的缺陷，它不仅可以用于面板模型，还能进行垂直分析比较，进一步考察决策单元在一段时间内效率的动态变化。因此，本文采用DEA-Malmquist指数方法来对湖北制造业的绩效进行动态评价，以此测算其全要素生产率。

(二)指标的选取及数据来源

本文以生产函数为基准，从劳动力和资本两个方面考虑制造业的要素投入。因此，选用2008-2017年湖北各制造业行业从业人员年平均数和固定资产净值两个指标作为投入指标，工业总产值作为产出指标。

根据我国国民经济分类标准可将制造业分为31个行业，但考虑到数据的可得性与统计口径的一致性，本文剔除了皮革、毛皮、羽毛及其制品和制鞋业，废弃资源综合利用业和金属制品、机械和设备修理业3个行业，并且将2008-2010年的橡胶制品业与塑料制品业合并为橡胶和塑料制品业，将2011-2017年的汽车制造业与铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造业合并为交通运输设备制造业，最后确定的研究对象为27个行业。所有数据均来源于《湖北统计年鉴》(2009-2018)，《中国科技统计年鉴》(2009-2018)，《中国统计年鉴》(2009-2018)。

(三)全要素生产率变动分析

利用DEAP2.1软件，对2008-2017年湖北制造业各行业投入产出的面板数据进行Malmquist生产率指数分析，测算得到湖北制造业年度平均全要素生产率变动指数及分解(如表1所示)。

表1 2008-2017年湖北制造业Malmquist生产率及分解指数均值

由表1的结果可见，2008-2009年、2012-2013年、2014-2015年和2016-2017年这4个阶段湖北制造业全要素生产率变动指数小于1，说明其全要素生产率呈下降趋势，分别下降了17.1%、5.9%、0.08%和4.8%。但其它年份一直处于增长状态，所以最终还是表现为年均上升3.5%。从技术进步角度来看，只有2008-2009、2015-2016和2016-2017年期间处于下降状态，其余时期都呈增长趋势，然而最终表现为年均下降1.2%，这主要是由于2016-2017年的技术进步水平严重下降所导致。而技术效率变动指数只有在2009-2010、2010-2011、2015-2016和2016-2017年期间处于上升趋势，其余年份都处于下降的状态，最终却表现为年均上涨4.8%，这主要是由于2016-2017年期间技术效率得到较大提升所导致。总体看来，可以初步判断湖北制造业全要素生产率提高的主要原因在于其技术效率的提升。

为了更清晰地反映全要素生产率、技术效率和技术进步三者间的变动关系，我们绘制出2008-2017年湖北制造业Malmquist生产率指数图(如图1所示)。

图1 2008-2017年湖北制造业Malmquist生产率指数图

从图1可见，2008-2017年间湖北制造业全要素生产率处于小幅度波动的状态，较为稳定。其中，大多数年份，其全要素生产率的波动与技术进步的变化较为一致，而技术效率变动幅度较小，说明大多数时候技术进步是影响全要素生产率变化的主要原因。而2011-2012年期间，虽然技术进步水平有较大幅度的上升，但是技术效率的急剧下降也导致其全要素生产率处于轻微下降的状态。近几年来，全要素生产率发展较为稳定，而技术效率变动曲线和技术进步变动曲线却分别出现了较大幅度的上升和下降。说明这个阶段推动技术进步是提高湖北制造业全要素生产率的关键，并且在此基础上还需进一步平衡技术进步与技术效率间的关系。

(四)全要素生产率行业比较

2008-2017年湖北制造业各行业全要素生产率变动指数及分解如表2所示。其结果显示，2008-2017年间全要素生产率变动指数呈增长状态，即指数大于1的行业有24个，其中高于平均值1.035的行业共有15个。家具制造业的全要素生产率水平提升最快，年均增长10.4%，效率提升的主要原因在于技术效率的提高，10年内技术效率变动指数为1.125，年均增长12.5%，说明家具制造业在这10年内对技术效率提高较为重视。进一步还能看出其技术效率的提高主要是由于纯技术效率的提升，同时规模效率稳定的发展一定程度上也促进了其技术效率的发展。此外，家具制造业在技术进步方面还有待加强，10年内技术进步变动指数为0.982，年均下降1.8%，说明其技术进步水平的下降一定程度上阻碍了全要素生产率的发展。

表2 2008-2017年湖北制造业各行业Malmquist生产率及分解指数

另一方面，其他制造业，计算机、通信和其他电子设备制造业和有色金属冶炼和压延加工业等三个全要素生产率有所下降的行业，变动指数也达到了0.98以上，说明其下降幅度较小，整体仍属于较为稳定发展。进一步，还可以发现导致其下降的共同原因都在于技术进步的下降，10年内其技术进步变动指数分别为0.98，0.978和0.983。同时，其技术效率有轻微的上升，而其技术效率的上升主要是纯技术效率上升所致。因此针对这三个全要素生产率有所下降的行业，想要提高其全要素生产率，首要任务是通过加大科技投入等方法促进该行业的技术进步，其次再通过平衡性地提高规模效率和纯技术效率来促进其技术效率的发展。此外，其他需要进一步提升全要素生产率的制造业行业也可以依据相似的方法进行投入产出调整。

三、对外开放对湖北制造业全要素生产率的影响

(一)指标的选取及数据来源

本文主要研究湖北制造业行业对外开放水平如何影响其全要素生产率，以及在科技创新的条件下对外开放对全要素生产率的影响效应是否会发生改变。基于该研究目的，本文选取湖北各制造业行业全要素生产率(TFP)作为被解释变量，解释变量包括行业对外开放(op)、科技创新(tech)与对外开放(op)的交互值，以及其它控制变量。

1.行业对外开放(op)：对外开放主要通过外资企业所引起的技术溢出效应、模仿效应、竞争效应以及规模效应和优化资源配置等对东道国的研发投入、技术水平和管理水平等方面产生影响，从而促进全要素生产率的提高。行业实收资本是指该行业实际收到投资人投资的各种资产总和，外商资本则表示外国投资者投入某一行业的各种资产总和。加大外资吸引力度是我国扩大对外开放的既定战略[16]。根据本文研究目的，选取湖北各制造业行业外商资本与实收资本的比值作为衡量行业对外开放的指标。

2.科技创新与对外开放的交互项(techop)：由于技术水平的提高更有利于企业吸收对外开放所带来的技术溢出，并使企业向高附加值的生产阶段发展。因此会进一步促进行业全要素生产率的提高。本文采用科技创新与对外开放的交互项(techop=tech*op)来测度科技创新对对外开放的影响。tech表示行业科技创新水平，理论界认定的代表科技创新的指标有很多，可以分为创新投入和创新产出。其中，创新投入包括R&D经费内部支出、新产品开发经费支出、科研活动人员等[17]，创新产出包括专利申请授权数、技术市场成交额、新产品销售收入等[18]。本文根据湖北省实际情况，采用创新投入中行业R&D经费投入与行业总产值的比值来衡量其科技创新。

为使结果更具科学性、客观性和可靠性，还需要在模型中引入其它控制变量来进行分析。基于本文的研究目的，选取如下3个控制变量：

1.人均资本(cap)：一般而言，人均资本越高，说明该行业具备更多可利用资源，更偏向于采用先进设备，且对技术要求较高，因此其相应的全要素生产率也较高。本文采用固定资产净值与行业从业人员比值来衡量其人均资本

2.行业规模(scal)：随着行业规模的扩大，该行业发展也越趋于成熟。又由于要素边际效益递减，当行业发展成熟到一定程度时，劳动、资本等投入要素已足够多，而其边际效益也处于较低的水平。在这种情况下，企业不得不加强研发投入以寻求技术进步，将生产模式从劳动、资本驱动转向技术驱动，从而提升全要素生产率。另一方面，行业规模的扩大也使得规模经济的优势逐渐明显，其平均成本呈现下降的趋势，使得企业将更多资金投入到技术研发之中，全要素生产率得到提高。本文采用各行业总产值与所有行业平均总产值的比值来衡量行业规模。

3.行业竞争力(compete)：完全竞争市场是一种理想的市场，一个行业的市场竞争度越高，其资源配错率就会越低。并且，由于企业为了保持其竞争力不被市场淘汰，不得不加大科技创新从而获取技术进步，提高全要素生产率。本文采用行业企业个数来衡量行业竞争力。

本文选取2008-2017年27个湖北制造业行业的面板数据进行实证分析。所有数据均来源于《湖北统计年鉴》(2009-2018)，《中国科技统计年鉴》(2009-2018)，《中国统计年鉴》(2009-2018)。各变量样本统计结果如表3所示，可见湖北不同制造业行业的各指标差距较大，行业差距比较明显。

表3 湖北制造业行业各变量样本统计值

(二)模型的构建

根据上述分析，在控制其它因素的影响下，以全面分析制造业对外开放影响其全要素生产率的作用方式为研究目标，可以构建模型(1)：

lnTFPi t=A0+α1lnopi t+β1lncapi t+β2lnscali t+β3lncompetei t+μi t

其中，i(i=1,2,3…,27)为27个制造业行业，t(t=2008,2009…，2017)为面板数据的时间跨度。A0为常数项，α1表示对外开放对全要素生产率的影响程度，预计其表现为正向影响；β1，β2，β3则表示各控制变量对于全要素生产率的影响，预计也都表现为正向影响；μi t为随机扰动项。

由于对外开放有一定的滞后效应，可加入其滞后项，将模型(1)演变为模型(2)：

lnTFPi t=A0+α1lnop_1i t+β1lncapi t+β2lnscali t+β3lncompetei t+μi t

其中，op_1为滞后一期的对外开放度，并且预计其对全要素生产率同样具有正向影响。其它指标含义不变。

进一步，考虑到科技创新对于对外开放的影响，为分析科技创新条件下对外开放对全要素生产率的作用，可构建模型(3)：

lnTFPi t=A0+α1lnop_1i t+α2lntechop_1i t+β1lncapi t+β2lncapi t+β2lnscali t+β3lncompetei t+μi t

同样，预计科技创新于对外开放的交互项对于全要素生产率具有正向作用。

(三)实证结果分析

使用Stata15软件进行面板数据回归。先对模型进行Hausman检验，结果拒绝原假设，因此实证检验分析需要采用固定效应模型。本文主要考虑了科技创新环境下，对外开放对于全要素生产率的影响，回归结果如表4所示。

表4 全要素生产率影响因素回归结果

1.对外开放对全要素生产率的影响分析。

由模型1可见，湖北制造业对外开放度的系数为正，但结果并不显著。这说明其对于全要素生长率有一定的促进作用，但对外开放同时使制造业结构也发生了改变，而适应这种结构变化需要一定的时间；此外，新产品进入国内市场后会经历一个反应阶段，即国内企业不会立即开始模仿，而是会先观察其在国内的市场效应后再决定是否需要模仿该产品的生产。并且，在模仿新产品的生产过程中，企业还需要一段时间的劳动、资本投入和研发投入，最后才能获得相应的产出。由于上述种种原因，对外开放对全要素生产率的作用效果不会立即显示出来，这也解释了模型1中对外开放度的系数不显著的原因。

因此，本文引入对外开放度滞后一期作为新的变量，构建了模型2。从模型2的回归结果中可见，湖北制造业对外开放度滞后项的系数也为正，并且相较于模型1中对外开放度的系数要显著的多，这一结果与本文预期一致，也证明了理论假设1和假设2，即对外开放对制造业全要素生产率具有正向促进作用，且存在一定的滞后效应。

我国政协报中指出改革开放以来，我国制造业发展不断壮大，其规模已达到世界第一，成为了“制造大国”[19]。图2反映了对外开放对行业全要素生产率的影响路径：

图2 对外开放对行业全要素生产率的影响路径

第一，优化资源配置。对外开放中，国际企业的进入改变了我国原有的市场结构，甚至打破了我国原有的垄断，这促使我国制造业的资源配置更趋合理。

第二，提高规模效益。国内企业迈向国际市场的过程中，随着市场规模的扩大，规模效益逐渐显著，进而减少对劳动、固定资产等要素的投入而更多投向技术研发等，而企业的全要素生产率也能通过规模效率的提高而提升。

第三，强化研发投入。在国内企业迈入国际市场和外资企业进入国内市场的共同作用下，制造业行业所面临的竞争也越来越大。规模较小的企业或新兴企业要在市场中立足，必须具有较强的创新能力，发挥其自身优势；大中型企业为了保持其在行业中的地位，也不得不进一步强化其科技创新能力以保持核心竞争力，因为核心技术是制造行业核心竞争力的支柱，也是其实现高质量发展的关键。

第四，技术溢出效应。国内企业通过对外开放嵌入到国际制造业价值链中，通过对国际企业中先进技术、先进管理理念的吸收和学习，产生技术溢出效应，进一步促使整个行业的全要素生产率的提高。

2.科技创新下对外开放对全要素生产率的影响。

基于从“制造大国”发展转变为“制造强国”这一理念，我国需要注重高水平的对外开放。湖北制造业的出口交货值从2008年的661.06亿元增长至2017年1910.83亿元，增加了1.89倍，同时其R&D经费支出也从76.4856亿元增长至463.8791亿元，增加了5.06倍。从模型3可见，科技创新与对外开放交互项的系数为正，并且其它变量系数虽有轻微差异，但影响方向未发生改变。这说明在样本期间内，湖北制造业科技创新能力越高，对外开放对全要素生产率的影响越大，即科技创新可以通过影响行业对外开放从而促进湖北制造业全要素生产率的提高。这一回归结果与本文预期一致，并证明了假设3。

如图3所示，在实施对外开放时，科技创新的投入进一步优化了行业对外开放促进全要素生产率提高的作用路径，使其传达效果更为明显，最终促进全要素生产率的提高，并达到1+1>2的效果。

图3 对外开放在科技创新的作用下对行业全要素生产率的影响路径

首先，科技创新有助于扩大市场规模。随着技术水平的提高，企业在跨向国际市场时将具有更多的机会，因为当企业进入其他国家时，若其产品不具有明显的优势，则很难突破该国原有的市场结构，在国际市场中立足。

其次，科技创新加强了行业的竞争力。在外资企业进入国内时，我国企业必须有一定的能力与其竞争，否则对外开放反而会阻碍我国原有企业的发展。

最后，科技创新提升了价值链的地位。虽然目前有很多发展中国家也都参与到了国际制造中，但大多都处在装配制造阶段，而高附加值的研发和营销阶段则属于技术水平更高的国家或企业。因此，只有增强我国科技创新能力，提高技术水平，才能使我国在国际制造价值链中处于更高的地位，更具有发言权，从而使我国能够自主选择更合适的合作伙伴，提高合作效率。同时，在学习其它国家先进技术和科研成果时，企业需要具备一定的技术储备，而科技创新能力的提高则有助于其消化吸收和再创新，进而转化为全要素生产率。

3.全要素生产率的其他影响因素分析。

在控制变量中，人均资本量显著为负，与本文预期不一致，导致这一结果的原因可能是企业在引进先进技术或设备时的前期投入较多，学习适应期较长，员工的熟悉度不够高，甚至还需要对员工进行一段时间的培训等。另一方面，如果在员工受教育水平较低或能力不足的情况下，也无法高效地使用先进设备或者先进技术来进行生产。因此，会出现人均资本对行业全要素生产率产生负面作用的情况。由此说明企业不能一味地追求先进设备和先进技术，而应该正确认识自身情况，增强其技术储备，引入高技术人才，从而发挥其已有资本的最大效益。

行业规模系数显著为正，与本文预期相同，证明了随着行业规模的扩大，行业越来越成熟，企业会加大其研发投入来打破要素投入边际效益递减的情况，提高全要素生产率，使其生产从要素驱动转向技术驱动模式。同时随着行业规模效益的增强，所需要的投入成本将会减少，企业能有更多的资金投入到科技创新中，从而提高全要素生产率。

行业的市场竞争程度的系数显著为负，与本文预期不一致，出现这一现象的原因可能是由于湖北制造业的快速发展，伴随着的“潮涌现象”导致行业内企业数量达到饱和，继续增加其企业数量会形成过度竞争的局面，不仅无法进一步促使各企业提升其技术水平，还会由于产能过剩导致利润大幅下降、资源利用率降低等问题，最终影响全要素生产率的提升。对此，加强湖北制造业进出口贸易，扩大外部需求，也是促进其国内产能的消化，提升制造业产能利用率，进而缓解产能过剩的重要方式之一。

四、结论及建议

本文首先讨论了对外开放对湖北制造业全要素生产率的影响机制，然后运用DEA-Malmquist指数法测算了湖北制造业全要素生产率及其分解因素，并利用动态面板数据分析了创新驱动下对外开放对湖北制造业全要素生产率的影响，得到如下结论：

一是湖北制造业全要素生产率较为稳定并呈增长态势。就生产率水平而言，2008-2017年湖北制造业全要素生产率发展较为稳定并处于增长状态，增长的主要原因在于其技术效率的提升。而27个行业中仅有3个行业的全要素生产率处于下降趋势，导致其下降的共同原因都在于技术进步的下降。

二是对外开放对湖北制造业的发展具有正向促进作用。湖北制造业全要素生产率发展较为稳定并处于增长状态，但由于企业对新产品存在反应阶段，且技术学习和要素投入都需要一段时间，因此其促进作用具有一定的滞后效应。此外，湖北制造业科技创新能力越高，对外开放对全要素生产率的影响越大，即科技创新可以通过影响行业对外开放从而提高湖北制造业全要素生产率。

三是湖北制造业存在一定程度的产能过剩和过度竞争。湖北制造业的人均资本量与市场竞争度对行业全要素生产率的提升存在负面影响，说明企业先进设备和先进技术的投入较多但缺乏高技术人才、行业内企业数量已达到饱和，再继续增加其企业数量会形成过度竞争的局面等问题。

为进一步提升湖北制造业全要素生产率，特提出如下建议：

一是加大研发投入。对于全要素生产率有所下降的行业，首要任务是通过加大研发投入等方法促进该行业的技术进步，其次再通过平衡式地提高规模效率和纯技术效率来促进其技术效率的发展。

二是提高开放质量。须更重视高水平的对外开放，可通过加大科技创新的投入进一步优化对外开放促进行业全要素生产率提高的作用路径。

三是加大人才培养。企业在追求先进设备和先进技术的同时，还需加强对员工的培训、引入高技术人才、增强其技术储备，从而发挥其已有资本的最大效益。

四是转变驱动模式。湖北制造业行业已出现竞争过度的趋势，因此不宜继续增加企业数量，而应扩大行业规模，促使其生产从要素驱动转向技术驱动模式。