自贸区建设对区域创新能力的提升——基于沪津闽粤自贸区的实证研究

西爱琴，霍佳鑫，刘 艺

(青岛理工大学商学院，山东 青岛 266520)

一、引言

2013 年8 月22 日，我国批准在上海设立首家自由贸易试验区，随后又扩容成立天津、福建、广东自由贸易试验区并于2015 年4 月21 日正式挂牌。 截至 2019 年底，大陆自贸区数量已增至18 个[1]。

自由贸易区设立是国家战略，对内可以激发高质量发展的内生动力，以新的制度红利推进政府职能转变，对外可以更好地服务对外开放、“一带一路”倡议。 中央政府设立自由贸易区不仅要通过区域创新带动和提升本地区发展，更要形成可复制、可推广的经验，构建创新驱动发展的新格局，实现发展动力的转换和提升。 创新驱动已逐步成为中国经济增长的新引擎[2]，因而，自贸区建设对区域创新能力的影响问题，不仅是政府、企业等社会组织机构关注的重要议题，也为学术界提出了新的研究课题。 自贸区的建立和发展能否有效促进区域创新能力的提升? 不同定位的自贸区对创新能力的影响是否相同? 本文利用合成控制法，将真实的沪津闽粤自贸区与合成的地区进行比较，考察自贸区建设对区域创新能力的影响程度和方向，探究不同定位的自贸区对区域创新的影响机理，借以弥补现有文献的不足，也为探索差异化自贸区建设，促进自贸区功能和潜力的发挥，以及优化自贸区布局提供科学决策依据和参考。

二、文献综述

上海自贸区设立后，引发学术界大量思考和研究。 由于成立时间较短，缺乏数据积累，实证研究相当不足。 直到2015 年，基于数据资料进行自贸区政策实施效果的实证分析才逐渐出现，此后呈明显上升趋势。 最初的实证分析多集中于自贸区建设对区域经济发展的影响，近年来的研究逐渐深入、细致，如考察自贸区建设对知识产权、金融、创新能力等方面的影响。 关于自贸区建设与发展对区域创新能力影响的文献始见于2018 年，尽管出现时间较晚，但关注度逐年提升。

(一)自贸区建设对区域创新投入的影响方面

学者主要从政策角度分析了自贸区建设对创新投入的影响，根据政策类型，将其划分为财政税收政策、人才政策、金融政策和投资管理政策四个方面。 首先，自贸区建成后，受利于良好的区内政策，政府给予一定的研发补贴会减轻企业的资本约束，使企业有更多的R＆D 资金投入。 企业受到税收激励后会对R＆D 的投入产生积极显著的影响，从而使自贸区内创新研发强度得以提高[3-6]。其次，自贸区内企业集聚吸引了大量高水平人才，会加剧区内市场竞争以及知识溢出[7]。 有实证研究表明人力资本对区域的技术创新活动有着显著的正相关关系[8]，并且企业间的合作交流将引起技术人才的流动，提高区内企业对先进技术的学习吸收能力。 高水平人才流动带来的知识溢出，也对自由贸易区创新能力的提升有正向的促进作用[9-10]。 再次，四大自贸区均进行金融领域的深化开放和创新，通过放松外汇管制、探索投融资汇兑便利等提高区内企业的融资能力[11]，并为自贸区内投资项目提供更为便利的条件，有利于资源的有效配置以及资本的长期形成，从而促进区内技术创新[12]。 最后，为使中国在国际上拥有新的竞争优势，自贸区逐渐探索形成新的投资管理政策[13]，更倾向于知识资本的投资。 自贸区设立后大量外企进入，国外R＆D 活动会通过FDI 渠道传递作用于当地的技术发展[14]，OFDI 逆向技术溢出也对区域创新能力有一定的提升作用[15]。 与此同时，外资企业入驻自由贸易区带来的先进技术与本地企业形成了技术势差，产生积极的正向技术外溢[16]，促进区内企业对先进技术的吸收和消化。

(二)自贸区建设对区域创新产出的影响方面

现有文献主要从制度角度研究自贸区建设的区域创新效应。 制度设计的有效调整和质量提高可以使创新主体的交易费用和生产成本显著降低，产出效率得到倍增，有助于创造更具活力的营商环境，提高经济自由化水平[17]。 文献中自贸区对创新产出的制度影响主要有行政管理制度、市场监管制度和知识产权管理制度三个方面。 首先，自贸区内政府职能转变产生“红利效应”，“负面清单”管理模式会激发市场活力并实现资源的有效配置[18]。 “负面清单”管理下的市场准入制度会促使大量外资和民营企业进入自由贸易区，区内竞争力度加大，倒逼区内企业不断对产品进行创新，增强自身产品的不可替代性并对生产技术进行创新以谋求更高的生产效率[19]。 其次，自贸区设立后，地方政府加强了对区内企业的监督工作，通过完善企业及其相关人员的诚信信息，促进企业在市场经营活动中守法守信，提升技术市场的质量。 严格的市场监管制度会加速创新的转变进程，其溢出效应形成的对外开放等也会刺激改革，一定程度上会促进区域创新能力的提升[20-22]。 最后，自贸区的设立将会深入推进开放、高效的知识产权管理制度。 发达国家已具备较为成熟和完善的产权保护制度，能够有效保护企业的创新成果[23]，我国政府也致力于完善产权保护制度。 知识产权保护、运营机制的革新对于创新产出的促进作用显著[24]，且保护力度越大，创新产出的提升作用也越明显[25]。 研究表明，自贸区的建立显著提高了自贸区内专利授权数量[26]。

(三)实证研究方法与结论方面

学术界对自贸区的影响效应从定性和定量角度进行了较为广泛的研究。 定性分析表明，自贸区的设立会促使政府职能转变，有效配置自贸区内资源，降低交易成本，促进地区经济发展，从而提高了自贸区得以进一步复制推广的可行性[17-19]。 学者们从定量角度考察政策效果的研究发现，自贸区的成立会产生多种红利，对地方经济具有积极的正向影响， 促进区域经济发展[27-30]。 自第二批自贸区挂牌后，逐渐有学者采用合成控制法与双重差分法对多个自贸区的经济影响进行对比分析[31-35]，证实了不同自贸区的政策效应存在差异，但仅有少量学者关注自贸区设立对地区创新能力的影响，都采用单一的专利数量指标作为创新能力的衡量， 进行实证分析[20，26，36]。

(四)现有研究评述

总体来看，现有文献对自贸区建立的政策效果进行了有益探索，但对自贸区设立后的创新效应研究相对不足，且在衡量创新能力方面，现有研究均采用单一的专利数量指标。 另一方面，现有文献大多是对某一自贸区的政策效果进行实证研究，针对不同自贸区的差异化比较十分缺乏。

鉴于此，本文尝试做出如下拓展:首先，基于2000-2017 年的省级面板数据，拓展创新衡量指标，分别从创新投入及创新产出两个角度，对上海、天津、福建和广东四大自贸区建设带来的创新能力影响效应进行实证分析。 其次，由于一直被广泛采用的双重差分法存在较严重的内生性问题，致使很多研究都有一定的缺陷[37]，本文采用当前政策评估中最新发展的合成控制法，对比自贸区设立前后各地区创新水平的实际值与合成地区“反事实”值之间的差异，结合四大自贸区的不同定位进一步分析其创新效应及区域异质性，提升研究的科学性。

三、变量、数据与估计方法

(一)变量说明

1.被解释变量。本文核心变量是区域创新能力。 根据知识生产过程，本文从创新生产投入和创新生产产出两个角度，分别设立衡量指标。

(1)创新生产投入:R＆D 经费支出。 R＆D 经费是技术创新转化为后续产业产出的物质基础，有学者研究发现R＆D 经费投入与技术创新能力有显著的关系[38-39]。 R＆D 经费支出代表创新活动的资源获取，对技术创新活动的影响显著。 因此本文使用R＆D 经费投入(rdspend)来衡量地区的创新生产投入。

(2)创新生产产出:技术市场成交额。 常见的衡量创新产出的变量有专利数目、新产品种类数目、新产品产值和技术市场成交额[40-45]。 学者普遍认为，专利数量并不能有效地衡量创新活动产出。 首先，专利持有者并不能精准了解潜在用户可能存在的需求，因而不是所有的专利都可以投入实际的市场产出。 其次，Pakes 和 Griliches(1980)[41]指出并非所有的新产品都会申请专利，且专利数量也不能准确地衡量创新质量，用专利数量来衡量创新能力并不合适。 Audretsch 和Zorlan 对企业创新能力的研究采用的变量是“新产品数目”[42-44]，但企业的新产品数目同专利数量相似，也不能有效衡量创新活动。 本文采用技术市场成交额(jssc)作为被解释变量来衡量企业的创新产出。 与专利数目相比，技术市场成交额更能准确地反映地区创新活动的商品化、产业化，能较为有效地衡量地区的创新产出。

2.控制变量。根据合成控制法的思想，合成地区与真实地区在影响创新方面的变量应尽可能地接近。 借鉴刘秉镰[36]、董晓芳和袁燕[46]的研究，选择如下变量对自贸区的创新产出进行更为有效的测度合成:一是全社会固定资产投资。 社会固定资产投资反应地区的创新基础。 二是外商直接投资。 直接反应外商投资对于创新的影响作用。 三是普通高等学校在校学生数。 研究表明受过高等教育水平的劳动者对技术创新的贡献较为显著，具有较高的科研创新水平[8]。 四是发明专利授权数。 专利授权数量反应地区的创新能力水平，在三种专利当中，发明专利难度最大、价值最高，更能反映出新技术创新成果，因而发明专利授权数影响地区创新能力。 五是新产品开发经费支出。 新产品的研发投入，对地区创新能力具有一定的影响作用。 六是对外开放度。 它直接反应自贸区的开放程度，对区内引进国外先进技术有一定的影响[36]。

(二)数据来源

本文原始数据来源于2000—2017 国家统计局《国家科技经费投入统计公报》《中国统计年鉴》《中国科技统计年鉴》《高新技术产业统计年鉴》和中国财政部统计数据及EPS 数据库。 目前，我国已经设立了18 个自贸区，但考虑到估计结果的偏误问题，政策实施事后窗口期不能太短，因而选取上海、广东、福建、天津4 个省市。 根据自贸区的成立时间，上海自贸区时间段为2013—2017 年，广东、福建、天津三个自贸区的时间段为2015—2017 年。

(三)估计方法

第一步:模型假设。 假设有N＋4 个地区，其中第i＝(1，2，3，4)在T0期后受到政策干预作为处理组地区，分别是上海、福建、广东、天津四个地区。 其他N(i＝ 5，…，N＋ 4) 个地区没有受到政策干预作为控制组地区。Y1it表示地区i在t时期实施政策干预后的观测值，Y0it表示地区i在t期没有受到政策干预后的观测值，从而自贸区建立后对地区的政策影响为:τit＝Y1it-Y0it，引入亚变量Dit，若i地区在t时期受到政策干预，则Dit＝1，否则取0。 则地区i在t期的观测结果为:

第二步:引入因子模型。 为了观测政策带来的创新变化需要得知Y0it，但Y0it无法直接观测得到，所以设立如下因子模型通过控制组构造“反事实”观测值，即Y0it:

式(2)中，δt是影响全部地区创新生产活动的时间固定效应，Zi是一个可观测到的(r× 1) 维协变量，表示不受自贸区设立影响的控制变量，θi是一个 (1×r) 维未知参数向量，μi是 (F× 1) 维不可观测的地区固定效应，λt是 (1×F) 维无法观测到的共同因子，εit是每个地区不能观测到的短期冲击，各地区水平上的均值为0。

第三步:引入权重变量。 合成控制法实施的关键是找到合适的权重向量，即W＝ (w5，…，wN＋5)′，wi(i＝ 5，…，N＋ 4) 表示第i个地区在合成控制中所占的比重，为了避免外推造成的可能误差，所有权重非负且和为1，合成控制后结果为:

假设存在权重向量W*＝ (w*5，…，w*N＋4)′，满足:

政策效应即为:

若要使式(6)成立，需要得到:

W*＝ (w*5，…，w*N＋4)′。

W*成立的条件是第1 个地区的特征向量要位于其他地区的凸组合内，然而在现实中这个条件很难满足。 可以将政策实施之前，处理组i的各个预测变量记为向量X1，各控制组地区相应的预测变量记为X0。 为了使控制组合成的地区能够最大程度地接近处理组，X0W*应尽可能地接近X1。 选 择min‖X1-X0W‖V＝作为W* 的近似替代，其中V是一个k阶的对称半正定矩阵，根据样本数据计算得到V的值，使得合成地区发展轨迹能与自贸区设立之前近似吻合。

四、实证结果与分析

本文利用stata 中的synth 命令，对控制组进行加权合成分析，与处理组真实地区的创新水平进行比较，来评价自贸区建立对区域创新能力的影响。

(一)自贸区建设对区域创新投入的影响结果及分析

表1 列示了四大自贸区的R＆D 经费支出情况及创新投入效应的具体数量。 图1 所示为利用合成控制法得到的四大自贸区2000—2017 年R＆D 经费支出合成值与真实值的对比情况。 其中，横轴表示时间，纵轴代表自贸区的R＆D 经费支出水平，垂直虚线表示自贸区建立的时间。 真实地区与合成地区之间R＆D 经费支出差额即为该自贸区设立的政策效应，也即自贸区建设对创新投入的影响。

表1 四大自贸区的创新投入效应评估(单位:亿元)

从图1 可以看出，模型对4 个自贸区设立之前的创新投入情况模拟较好，合成地区与真实地区的创新水平拟合度很高。 在设立自贸区后，真实地区R＆D 支出均大于合成地区，表明自贸区的建立促进了地区R＆D 支出的增加，对地区创新投入有正向激励作用。 结合表1 可知，以2013 和2015 年作为时间节点，政策效应在时间点后逐渐显现，自贸区的设立均显著促进了各地区的创新投入水平。 表明自贸区建立后，得益于区内良好的财政税收政策、人才政策、金融政策以及投资管理政策等激励措施，降低了交易成本，提高了研发强度，促进了自贸区创新水平的提高；自贸区发展设立的创业基地吸引了大量高水平人才创新创业，大幅度提高了区内人力资本质量，受过高等教育的从业人员更好地吸收FDI 带来的国外先进技术，提高自贸区的知识存量、创新意识，进而影响R＆D 经费支出，促进了区域创新投入。

图1 自贸区R＆D 经费支出合成值与真实值对比

具体表现为:(1)整体上，除个别年份之外，自贸区设立的政策效应都呈现逐年递增趋势，且增幅显著。 (2)自贸区建设初期的成效尤为明显，但不同自贸区间也存在差异。 例如广东自贸区建设初期的政策效应达到50 亿元，天津自贸区成立后一年的政策效应是最初的7 倍左右。 上海自贸区的政策效应最低，只有广东自贸区的四分之一左右。(3)各地区政策效应虽整体上呈现促进作用，但其增幅有逐年递减趋势，广东地区最为明显，2016 年的政策效应是2015 年的近10 倍，2017 年的政策效应却只是2016 年的1.2 倍左右。 此外天津自贸区2016 年创新投入比2015 年增加了6 倍左右，但在2017 年的政策效应却不如2016 年显著。

原因分析:上海自贸区成立最早，且在建立之前创新水平较高，受创新活动边际效应递减规律的影响，其创新投入水平的提升相比其他自贸区稍有不足。 广东、福建、天津自贸区成立后对区域创新投入能力的推动作用更为明显。 特别是广东地区打造了高水平开放平台，更能充分释放改革红利，创新投入水平在短期内增速极快，政策效果尤为显著。

(二)自贸区建设对区域创新产出的影响结果分析

图2 所示为自贸区设立后各地区技术市场交易额合成值与真实值的对比情况，表2 所示的是四大自贸区创新产出效应数值。 自贸区设立后行政管理制度、市场监管制度以及知识产权制度等不断修正都使得区域技术市场交易额不断提升。但由于当前自贸区内的各项制度还不够完善，因而并非所有区内的创新投入都能高效转化为创新产出。

综合图2 和表2，结果显示:(1)广东和天津自贸区的政策效应为正，上海和福建自贸区的政策效应为负，表明自贸区的建立促进了广东和天津技术市场交易额的增加，对上海和福建却有抑制作用。 (2)除上海自贸区外，其他各自贸区政策效应整体上呈现递增趋势，其中广东自贸区的政策效应逐年稳步上升。 (3)相较于四大自贸区的创新投入效应，创新产出效应变动幅度较小，表明创新产出的政策效果有待进一步释放和提高。

图2 自贸区技术市场交易额合成值与真实值对比

表2 四大自贸区的创新产出效应评估(单位:亿元)

出现上述结果的可能原因，第一，上海作为最早建立的自由贸易区，法律体系尚未健全，因而对区内改革创新的保障程度有限。 如黑名单、白名单评估工作滞后，诚信监督体系建设不完善，使得市场很难有效监管企业，个人失信的问题增大了市场交易质量提高的难度。 另外，过快涌入的大量外资企业打破了原有营商环境的平衡，它们与本地市场的契合需要一定时间，创新技术也需进一步摸索调整，故对创新产出有抑制作用。 第二，福建近些年一直是我国经济增长较迅速的地区之一，但较之广东等技术密集度较高的省份，福建的经济增长更依靠技术含量低的劳动力而非高新科技，发展基础尚需一定的累积才能达到规模经济，因而创新产出还需更长的周期。 同时，福建自贸区建设发展缺乏完善的科技信息数据开放平台专利拥有者和潜在用户之间存在信息不对称，创新成果不能有效地投入生产，因而从技术市场交易额上体现为抑制效果。 第三，广东和天津地区除实行自贸区政策外，同时也肩负打造粤港澳大湾区及京津冀协同发展战略的使命。 广东自贸区通过深圳和珠海两个片区分别对接香港、澳门，与成熟的港澳经济特区深度融合，使得粤港澳三地在经济贸易上成为不可分割的整体，在一定程度上带动了区内创新能力增长。 天津自贸区不仅扩大首都的辐射作用，也将首都功能延伸到港口，以制度创新为核心，协同京津冀发展，贯彻和实施国家五大战略，在战略叠加优势下，天津自贸区的创新产出水平得到极大提升。

(三)稳健性检验

合成控制法克服了以往在政策评估中静态分析忽略区域自身发展以及“双重差分法”严苛使用条件的弊端，为确保上述结果是由自贸区设立带来的而非其他偶然因素造成，本文采用阿巴迪[47]提出的安慰剂检验法对各自贸区政策实施后对地区创新产出的影响进行稳健性检验。 其检验原理是假设控制组中的某一地区也在同时建立自贸区，并对控制组地区依次作为假想的处理地区，将实验组作为控制组对待，对其进行合成控制，估计该地区与合成地区在技术市场交易额之间的差距。

图3 是各自贸区关于创新产出进行“安慰剂检验”的结果。 其中加粗黑线分别表示上海、广东、福建、天津的技术市场成交额的处理效应，灰线为采用控制组中的其他地区作为政策评估省份，利用合成控制法所测绘的技术市场成交额的处理效应。 以上海和天津自贸区为例，首先是上海地区，在2013 年自贸区设立之后，与其他的26个地区①指除了5 个自治区及2 个特别行政区以外的其他26 个省或直辖市。相比，上海的负处理效应特别大，其处理效应的概率为1/26≈0.038，即可以在96.2%的显著性水平下接受上海自贸区的设立对上海的创新产出能力的负处理效应，这并不是偶然因素引起的。 对于广东地区，2015 年自贸区成立之后，与其他的26 个地区相比，广东自贸区的真实值与合成值差距在26 个地区中排第24，按照随机设置处理组的方法，可以在92.3%的显著水平下接受广东自贸区的设立对广东创新产出能力产生了显著的正处理效应。 同理，福建和天津地区也都分别在96.2%和92.3%的显著水平下拒绝原假设，证实了上文分析。

图3 四大自贸区安慰剂检验结果

五、结论与政策建议

本文基于2000—2017 年的省级面板数据，利用合成控制法构建反事实样本，实证分析自贸区建设对地区创新能力投入与产出的影响，结果表明:第一，自贸区的设立与发展对地区的创新能力投入具有促进作用，且设立时间越久，促进效果越明显。 第二，并非所有自贸区的创新产出能力都得到提升，表明自贸区对地区创新能力产出的促进作用尚未得到充分的发挥。 第三，自贸区设立及发展的政策效应存在地区差异，四大自贸区建设均促进了创新投入，但设立初期以广东和天津地区最为显著；创新产出方面，广东和天津自贸区建设具有明显的促进作用，上海和福建却具有抑制作用。 为此，提出以下政策建议。 第一，继续推进实施自贸区战略。 在更大范围、更广领域内扩大自贸区建设，通过制度创新、金融便利化、改善营商环境等释放改革红利，促进区内资金、技术、人才等资源的合理流动，提高资源配置效率，提升区域创新能力。 第二，实施差异化发展战略。 作为特殊的开放平台，自由贸易区应当立足自身特色，充分利用各自的资源禀赋，形成有特色、有侧重的自由贸易区发展模式。 在成立较早且创新资源丰富的自贸区应当加强区内的监管力度，促进资源的合理配置，搭建科技信息公开平台，推动新技术更好、更快地转化为现实生产力，并继续健全和完善法律体系，有效保护知识产权，力求形成良好的知识溢出效应。 在技术密度较低的地区应更注重科技创新基础设施投入，夯实研发基础，提高研发能力，增强发展后劲。 第三，积极发挥战略叠加优势，培育地区创新增长新路径。 充分利用资源集聚，联动“一带一路”建设、长江经济带发展，打造粤港澳大湾区、京津冀协同发展等国家战略，发挥自由贸易区的战略功能，通过制度创新推动发展质量变革，共同推动地区创新发展。