高技术产业微观集聚机理与城市创新能力研究

严若谷，隋艳颖

（1.国家信息中心，北京 100045；2.广东省社会科学院，广东广州 510635 3.广东省发展和改革研究院，广东广州 510000）

高新技术产业集群与创新型城市建设协同发展是提升城市创新能力的重要途径［1］。高新技术企业的空间分布与规模集聚特征对于理解和培育创新型空间具有重要意义，其在城市内部多样化、专业化集聚的地理结构将决定整个城市创新生态体系的运行质量。相比较于传统企业，高技术企业的区位选择和空间分布对知识和技术资源、人力资本、生活质量、信息基础设施等区位要素具有更高的敏感性［2-3］，且高技术企业更倾向于高度集聚在较小空间范围以满足知识溢出和企业学习的需求［4］。故而从城市尺度分析高新技术产业的微观主体——企业空间组织行为更有助于理解创新的集聚与溢出，为城市创新能力提升提供有益的经验研究与政策建议。

长期以来学界对创新能力研究侧重于从国家、省等宏观尺度分析区域创新网络的组织与联系，以及对创新能力的测度、评价和相关影响机制的分析。如Feldman 等［5］发现在美国96%的科技创新集中在繁华市区。钟韵等［6］研究表明粤港澳地区创新联系网络呈核心-边缘结构，中心度呈圈层式向外递减。王春扬等［7］对比我国东西部创新情况发现东部地区呈现典型的高—高聚集，西部地区表现为创新的低—低聚集。在创新能力的测度评价方面，地理学主要运用区位熵、赫芬达尔指数、空间基尼系数、EG 指数等指标，分析区域内集聚空间结构演化机理［8-10］。高技术产业集聚一般经历分散发展-数量扩展-质量提升-协同演进4 个阶段［11］。研究发现近年来我国各省高技术产业地理集聚度均有所提升，其中工业企业创新要素集聚能力具有路径依赖和空间依赖特征［12］。同时，高技术产业的研发创新具有明显的正向空间溢出效应［13］，无论是在技术研发还是成果转化阶段均存在高技术产业集聚与创新绩效的双向促进及正向空间溢出效应［14］。在相关影响机制分析方面，国内外学者一致认为知识、研发以及人力资本等要素是高技术产业技术创新的重要推动力［15］。专业化集聚和多样化集聚对区域综合创新效率的提升均存在显著性影响［16］。此外，科技服务业与高技术产业存在良好互动关系，科技服务业与高技术产业协同集聚发展有利于区域创新水平的提升［17］。

中国城市已进入创新驱动转型发展阶段，有关城市尺度创新研究受到更广泛的关注。研究主要集中在城市创新能力评估［18-19］、城市创新空间结构及其形成机制等方面［20-21］。在我国，主要创新城市已形成了一定的创新城区生态和创新空间结构，特别是高新技术园区已成为中国城市创新空间的主要载体。随着利用企业微观数据刻画产业集群和生产网络技术的兴起［22-24］，采用Morans’I 空间自相关分析、DO 指数、核密度等空间计量方法分析创新型空间结构变化规律成为新的趋势。如王庆喜等［25］利用DO 指数分析连续空间上的企业点对点邻近关系，以此评价长三角企业集聚的空间分布型态和企业知识溢出空间效应。白如山等［26］对安徽省创新型企业的细分行业进行空间建库和核密度分析，进一步验证知识溢出对集聚、基础设施和劳动力充分共享的依赖。肖凡等［27］从县域尺度建立OLS 模型、空间滞后模型及空间误差模型以探讨区域创新能力对中国高新技术企业时空分布的影响机制。刘青等［28］利用Morans’I 指数将2007 年经深圳市认定高新技术企业分布与人口密度、产业园区、交通、创新资源等影响因素进行空间叠加分析。

已有研究成果为我们提供了诸多有益借鉴，但随着城市创新生态活动的不断丰富，有必要从更细分行业领域识别高质量创新产业空间与城市创新能力的匹配关系。深圳是全球创新型城市前20 强城市，在短短十几年间，深圳认定高新技术企业数由2007年的2 472 家上升为2020 年的18 731 家。深圳规模庞大的高新技术企业已经从过去单一的传统制造企业，向涵盖科技服务等多领域、跨学科延伸，成为推动城市技术创新与经济发展的重要活动主体。高科技的创新型企业快速涌现并在特定区域的空间聚集规律，可以深刻折射出城市创新产业空间的演变过程、作用机理。基于此，本文以深圳创新微观主体——高新技术企业为研究对象，分析城市内部创新型产业分行业空间组织模式的新变化以及分析其背后的影响机制，并从高技术产业与城市社会、经济空间结构的协同布局视角，提出提升城市核心竞争力和城市创新能力的相关政策建议。

1 研究方法与数据

1.1 研究方法

深入理解深圳高技术产业集聚空间的分行业构成及其发展机理对提升中国城市创新能力是一项较好的经验研究。本文按照“高技术产业空间分布结构——分行业高技术企业专业化集聚／多样化集聚特征刻画——高技术产业集聚机制分析”的技术路径开展研究。首先，采用不平衡指数分析深圳区级层面创新型空间的均衡程度，并进一步利用街道尺度核密度(Kernel)分析电子信息、高技术服务、航空航天、生物医药、先进制造、新材料、新能源、资源环境等八个细分行业领域企业点要素在空间上的可视化分布模式。最后，利用地理因子探测法识别分析深圳创新空间集聚的驱动因子以及多因子交互作用［29］。主要计量模型公式如下：

式中，q值为度量值，值域为［0,1］，值越大表明该因子对创新型企业集聚分布的影响越大。n=1，…，m为街道数量；H为高新企业数量指标，D为影响因子。N和分别表示街道内创新型企业总数和深圳所有创新企业的方差。

1.2 数据来源与处理

利用python 批量下载深圳市科技创新委员会网站公布的高新技术企业名单，获得截止2020 年底深圳市国家、省级认定的高新技术企业23 458 条，并建立包含企业名称、注册地址、行业领域分类等数据项的基础数据库。借助百度地图API 坐标拾取系统将企业注册地址转化为精确地理坐标，剔出4 727 条无法地理编码企业信息，获得有效点数据18 731 条。

2 高技术产业空间的结构分布

2.1 行业结构演化

深圳市高新技术企业按行业分为8 类，其中电子信息技术、先进制造与自动化、高技术服务业、新材料技术、新能源及节能技术、生物与新医药技术、资源与环境技术分别占总数的51.1%、22.7%、8.4%、6.2%、4.6%、3.5%和3.0%，航空航天技术只占0.6%。与2007 年深圳高新技术企业行业分布结构相比，电子信息技术类创新型企业占比下降，反映出深圳高新技术产业结构战略性调整显著，产业多元化发展趋势明显。同时，高技术服务业成为占比8.4%的新生力量，反映出深圳区域创新产业体系正在进一步完善（表1）。科技服务业在丰富创新功能、完善创新生态体系等方面发挥了更为积极的作用。

表1 深圳市高新技术企业的行业结构(根据参考文献28 整理)

深圳高新技术企业在区一级的分布不平衡指数S ≈0.55，表现出城市尺度空间异质性分布特征。从空间洛伦兹曲线看(图1)，宝安区拥有最多的创新型企业数量，共有7 357 家，占比39.28%；其次是南山区共3 348 家，占比17.87%，龙岗区与龙华区数量与占比相当，占比分别为13.61%和13.37%；福田区占总数的10.98%；坪山区属相对晚开发片区占比2.82%；罗湖区以商贸、商务为主，高新企业数量320 家，占比1.71%；盐田是深圳地域面积较小城区且产业结构以物流、旅游为主，占比仅为0.37%。

图1 高科技企业地理分布的空间洛伦茨曲线

从各区高新技术企业所属产业类型分布情况看（表2），深圳区一级高新技术企业行业分布与各区产业结构密切相关。电子信息技术是深圳的优势产业，在空间上主要集中于南山、宝安片区，且对比两区电子信息技术企业经营范围看，已形成了南山区偏于科技研发，宝安、龙岗、龙华侧重高端精密制造环节的城市内部产业链分工。宝安区的先进制造与自动化产业企业具有相当高的集中度，与深圳大部分工业红线用地分布在这个区密切相关。高技术服务业企业主要集中分布在南山和福田两区，体现出高技术门槛的创新服务业与高密度创新空间、城市中央商务区具有更高的邻近度。

表2 分行业高新技术企业统计 单位：家

2.2 高技术产业微观集聚特征分析

（1）高技术产业整体呈现网络化创新集聚。以街道为单位对深圳高新技术企业进行点密度可视化分析，深圳城市创新型空间已经从传统的“中心-外围”等级分布向网络化创新格局演变。深圳高技术产业集聚具有较强的路径依赖与空间依赖特征，南山区粤海街道、福田区莲花街道是整个创新体系中两个强核心引领区，大量创新创业组织、信息资源机构在这里高度集聚。南山西丽街道、宝安西乡街道、宝安、龙华（现为光明新区）公明街道等若干创新集聚节点呈现网络化分布。高新技术企业点分布特征总体呈现出的“西高东低”态势，这与深圳早期主要沿深南大道依次推进城市开发重心的西移密切相关，说明城市内部创新空间的形成与城市空间开发战略之间也具有一定的耦合性。

（2）分行业高技术产业呈现差异化空间集聚态势。不同产业类型的创新空间区域分布差异较大。电子信息技术产业是深圳优势主导产业，发展较为成熟，在全市范围内有广泛分布，并在宝安、南山、福田形成若干连片集聚核心区；高技术服务业集中分布在南山、福田、罗湖和龙华部分片区，其两个明显的双核中心与城市整体创新中心重叠；生物医药属深圳近年来重点发展产业，专业化集聚特征明显，除在南山、福田集聚外，坪山坑梓正在形成新的中心；先进制造与自动化、新材料技术、新能源及节能技术、资源与环境技术多节点分布较为广泛，且形成了较明显的依托深圳工业园区集聚特征；航空航天企业数相对较少，在宝安、南山、福田初步形成三个集核。

3 高技术产业微观集聚机制

3.1 理论构建与指标选取

（1）高技术产业集聚与城市创新能力的空间耦合。高技术产业是创新活动最活跃的产业部门，高技术产业集聚形成的创新空间地理深刻影响着城市创新资源配置效率。随着城市经济发展由传统要素驱动等粗放式发展向创新驱动发展转型，城市创新能力不仅仅体现在技术创新单一维度，而对城市金融、科技中介、人才、用地等服务要素的匹配提出更高要求。在这一变革的影响下，城市创新地理不仅仅是创新要素集聚式的圈层扩散，还出现了跃迁式、网络化分布的新特征［30］。高技术产业集聚也从单一的生产主体集中向多样化集聚和多元要素混合的空间组织模式转变。基于城市创新功能、创新活动、创新生态的新变化，鼓励创新的氛围、功能协同等驱动因素将代替传统区位因素成为影响高技术产业集聚和城市创新能力提升的关键力量。

（2）指标选取。在城市创新发展起步期，人才、资金、信息等传统区位因素对创新型空间的形成与集聚具有重要影响［31］。研究表明，在2007 年以前深圳高新技术产业空间分布格局与产业园区、主要交通干线以及深圳大学等智力资源集聚区具有较密切的空间联系［28］，但随着深圳产业体系、创新体系的高质高端化发展，辖区内地区经济活力、劳动力规模、土地价格因素以及其它影响创新的微观要素可能对创新型空间区域分化带来更深层次的影响。基于已有研究成果，本文选取反映地方经济活力、创新氛围、地价成本以及城市服务能力等四个层面共12 个指标作为深圳高新技术产业集聚的驱动因子（表3）。

表3 创新型空间集聚驱动因素指标体系构建

3.2 高技术产业集聚影响机制分析

计算结果显示（表4），深圳市街道尺度的高技术产业集聚主要受到产业规模、劳动力规模、城市服务供给、创新投入、文化空间以及工业地价、交通可达性等因素的影响。

表4 深圳市高技术产业集聚影响因子作用解析

以省级工程技术研究中心为代表的创新投入是最为重要的驱动因素，其解释力超过60%。同时，高技术产业的集聚也与产业规模和劳动力规模密切相关，解释力超过50%。这也再次印证了创新型企业与区域既有产业基础密切相关［32］，城市创新型空间的形成需要经过产业规模经济集聚带来的发展累积。尽管高新技术企业隶属知识密集型产业，但充沛的劳动力资源仍然发挥着重要作用。

以幼儿园数为代表的城市服务供给能力属于次级解释因子，说明创新活动更青睐于高品质的城市经济；交通可达性决定了区域的对外连通性，高新技术企业对于区域联系便利度有较高要求。从土地成本看，工业地价相较于商业地价、住宅地价对创新型空间具有更好的解释力。

值得注意的是众创空间等创新载体的因子解释力并不显著，初创型企业转化为城市成熟的创新空间仍需要较长的培育时间。

4 结论与建议

本文综合运用不平衡指数、核密度估计等经典地学方法，从整理分布以及分地区分行业等维度对比分析了2007 到2020 年两个时间节点之间深圳高技术产业集聚的演化特征。并在已有研究基础上，探讨创新型企业集聚的动力因子及其异质性，主要结论如下：

（1）科技服务业与高技术产业协同发展对于城市创新能力提升具有重要意义。从2007 年深圳市高新技术企业行业结构、行业集中度情况看，2020 年深圳高科技服务业企业占比大幅增长，代表深圳区域创新生态体系的进一步完善。电子信息技术、新材料、新能源、生物医药、先进制造是深圳高新技术企业的主导行业类型，这与深圳产业结构具有较高的一致性。

（2）高技术产业集聚具有一定的路径依赖与空间依赖效应，随着创新活动的深入，城市创新型空间出现网络化布局的新趋势。从2020 年深圳高新技术企业点数据分布特征看，深圳创新空间已形成以南山粤海、福田莲花为中心的双核驱动格局，同时高新技术企业分布整体呈现“西高东低”态势，反映出城市早期空间开发战略对于城市内部创新空间的形成具有重要引导作用。

（3）分行业高技术产业集聚深刻影响着城市创新地理和城市生产力格局。基于城市创新驱动发展的转型要求，高技术产业内部细分行业之间出现了多样化集聚与专业化集聚的新态势。从分行业集聚特征看，高科技服务业主要集中在城市创新智核，多与城市高等级服务配套协同布局。电子信息技术、新材料等先进制造类高技术产业分布与城市工业用地空间密切相关。

（4）创新型空间的集聚程度与创新投入以及当地既有产业基础密切相关，同时交通可达性、工业地价以及城市服务供给能力也成为影响创新企业集聚的重要解释力。劳动力规模与公共交通便利性、城市文化商业、城市人口与居住成本等等因素的交互叠加将使得单因子的驱动力进一步增强。

以上结论表明，高技术产业集聚的空间配置效率对城市创新能力提升具有重要影响。随着城市创新驱动发展的深入推进，应当更加重视城市高技术产业微观集聚规律，完善创新生态体系与空间组织模式。首先，要重视科技服务业与高技术产业协同布局、协同发展，支持科技服务业在城市中央智核集聚发展，完善城市创新生态产业体系；其次，要遵从分行业高科技产业专业化集聚和多样化集聚的规律，推进分行业高科技产业集中与分散布局，实现高科技产业集聚与城市创新空间供给的匹配；第三，重视高科技产业集聚对创新氛围、协同创新等新型要素的地理临近需求，进一步满足高科技产业集聚周边相关配套服务的供给。