本土研发投入、国际技术溢出对高技术产业生产率的门槛效应研究

陈燕儿

(南京邮电大学 a.高质量发展评价研究院； b.人口研究院，南京 210000)

一、引言

实体经济是一国经济的立身之本，是财富创造的根本源泉和国家强盛的重要支柱，高技术产业以高技术含量、高附加值、高智力密集性为特征，其科技创新活动直接推动了经济转型和创新型国家建设。在中国经济从依靠大规模物质资本积累和劳动力要素投入等要素驱动的高速增长转化为主要依靠技术进步、效率驱动的当下[1]，讨论高技术产业的高质量发展问题无疑具有重要的现实意义。全要素生产率本质上是一种资源配置效率，是科技进步、产业结构优化、组织管理模式改善等发展新动能的具体表现[2]，高质量发展阶段经济增长的质量变革、效率变革和动力变革，关键在于提升全要素生产率。内生增长理论认为全要素生产率的提升源于知识与技术增进，既包括研发投入带来的技术创新，也包括技术溢出所获得的隐性知识[3]。研发投入、技术溢出对全要素生产率提升的效果可能受到多种因素和条件的制约，是一个复杂系统，现有分析框架仅仅估计了自主研发、技术溢出对生产率的平均影响，忽略了研发投入、技术溢出自身条件、产业或地区环境特点等可能具有的门槛特征，其研究结论难免有失偏颇。

本文以中国高技术产业为分析对象，检验了本土研发投入、国际技术溢出对产业全要素生产率的推动作用，并进一步考察制约本土研发投入、国际技术溢出促进高技术产业发展的环境因素，探索研发投入、技术溢出发挥积极作用的必要条件，为提升中国高技术产业全要素生产率，推动经济高质量发展提供政策启示。

二、文献综述

随着“人口红利”的结束，高速增长阶段依靠大规模政府主导型投资以保持经济增长速度的方式不再具有可持续性，如何保持中国经济健康发展、提升经济发展质量，是众多学者一直关注的热点话题。李子联等[4]认为要突破土地供应紧张、人口增长放缓、能源消耗严重、治污成本内化等高质量发展约束，构建经济发展的内在动力和长效机制，关键是促进经济由粗放式的高速增长向集约式的高质量发展转变，通常生产率提升是经济高质量发展的特征之一[5]。

目前，学者针对全要素生产率提升路径的研究主要集中在考察研发投入和技术溢出是否有效方面。大多数研究结论支持研发投入和生产率之间存在正相关关系，刘洋等[6]认为增加研发人员、研发资金的投入可以消除老龄化对生产性劳动力的负效应，提升生产率促进经济增长，且研发人员投入对经济增长的推动效应比研发资金投入更加明显；GACHINO G G[7]对肯尼亚的研究也认为技术溢出对生产率有正向影响。但也有其他实证研究不支持以上观点，如张广胜等[8]对制造业上市公司的实证研究发现，研发投入可以显著促进企业全要素生产率提升，但其作用效果具有滞后效应且随时间推移而减弱；谷军健等[9]认为中国科技创新存在投入高速增长而全要素生产率增速放缓的困境，基于中国制造业行业面板数据进行实证研究，发现研发投入并没有提升制造业的全要素生产率，但其与人力资本的协同互动具有显著促进效应。事实上，研发活动不仅存在于商业部门，也存在于包括政府公共实验室在内的公共部门，公共研发在新知识的生产和扩散、新技术的发明和运用等方面都发挥了重要作用。郑钦月等[10]认为，与企业自主研发投入相比，公共研发活动具有成果外溢性和创新收益非独占性的特点，对经济的拉动效果明显优于私人研发部门，对提升全要素生产率意义重大。

以上文献表明，关于研发投入、技术溢出是否促进了全要素生产率这一基本问题目前尚无定论，存在分歧的原因可能在于样本或者研究方法的选取，但更重要的在于对研发投入、技术溢出与生产率关系环境因素的忽视。研发投入、技术溢出对生产率的影响不是固定不变的，而是依赖于产业和地区自身发展基础等因素，现实中的熊彼特式“创造性毁灭”往往表现为新产品代替了旧产品，新厂商取代当前厂商，技术进步并不是线性的，因此对研发投入、技术溢出问题的研究需要引入非线性的分析框架才更符合经济现实，传统线性研究框架无法准确刻画自主研发、技术溢出与生产率的真实关系且直接表现为研究结论的不统一。随着研究的深入，学者近年来开始尝试从门槛效应的角度进行研究。罗军等[11]认为FDI对我国创新能力的影响有明显的门槛效应，只有在高研发投入省份，FDI才能显著促进创新能力的提高；ULKU H等[12]实证研究发现，技术能力门槛是真实存在的，研发投入和溢出效应对生产率的推动作用只发生在超越技术门槛的企业之中；冯德连等[13]研究发现，长江经济带进口贸易技术溢出对全要素生产率有显著的促进作用，且存在人力资本水平和研发投入强度的门槛效应，当超过一定门槛值时，技术溢出对全要素生产率具有抑制作用。

由于前期政府“以市场换技术”的战略为引导，目前学者主要关注FDI技术溢出效应，TANAKA K等[14]对中国长三角地区进行了追踪研究，采用企业数据证明了FDI技术溢出对生产率的积极作用，刘和东[15]考察了1998—2009年省级FDI技术溢出效应，认为FDI技术溢出效应在短期显著为正，但长期不显著。国际贸易是另一个重要的技术溢出渠道，可以为发展中国家带来凝结了隐性知识的有形产品以及管理理念、营销手段等无形产品，通过学习、模仿发展中国家可以获取国际贸易技术溢出[16]，这都将对区域内技术创新、效率提升产生积极正向作用，从而影响生产率。但由于中国高技术产业国际贸易低端化倾向严重，以加工贸易为主导的国际贸易非但没有促进高技术产业的技术进步，反而可能抑制了生产率的提升。

三、研究设计

(一)模型设定

1.回归模型设定

研发投入、技术溢出是通过增加知识存量来提升全要素生产率的，假设新知识可内生于经济增长模型中，构建以下生产函数：

Yt=Atf(Kt，Lt，St)。

(1)

式(1)表示某省高技术产业在时期t的生产函数，也即t表示时间(以下公式中t的含义与此处相同，不再做说明)，Yt表示产出，Kt表示资本投入，Lt表示劳动力投入，St表示知识投入，At为技术进步指数，表示技术进步所带来的生产函数变化。新知识具有外部性，某一组织创造的新知识将使其他组织同样受益，St既包括了组织自身研发投入所产生的新知识，还包括了组织在日常经营生产活动中所获取的其他组织所创造的新知识，本土研发投入和国际技术溢出都应作为对产出有影响的知识投入纳入生产函数中。基于此，构造包含技术溢出的知识生产函数，对式(1)拓展如下：

(2)

式(2)中，α、β、γ1和γ2表示资本的产出弹性、劳动力的产出弹性和知识的产出弹性，Sr代表研发投入的知识投入，Sp代表技术溢出的知识投入。TFP为全要素生产率，式(2)可以变换为

(3)

等式两边取对数可得：

ln TFPt=C+γ1ln Srt+γ2ln Spt+εt。

(4)

参考现有学者研究结论，本文考察FDI和国际贸易等渠道的技术溢出效果，并加入一系列控制变量，构建回归模型如下：

ln TFPt=C+γ1ln Srt+γ2ln Sut+γ3ln Stt+

γ4ln Sft+φitXit+εit。

(5)

其中，ln Sr为高技术产业自主研发投入，ln Su为公共研发投入，ln St和ln Sf分别为国际贸易和FDI等活动所带来的技术溢出，γ1，γ2，γ3，γ4为产出弹性；Xit为一组控制变量，包括企业规模(Size)、企业盈利能力(Pro)和政府干预(Gov)，εit表示随机扰动项。

2.门槛模型设定

借鉴HANSEN B E[17]的研究，本文构建了本土研发投入、国际技术溢出的门槛回归模型，考察包含差异环境变量的高技术产业生产率变动情况：

ln TFPit=C1+λ1ln Srt×I(qit≤τ1)+λ2ln Srt×

I(τ1

φ1ln Xit+εit1，

(6)

ln TFPit=C2+μ1ln Sut×I(qit≤τ1)+μ2ln Sut×

I(τ1

φ2ln Xit+εit2，

处于第二梯队的省份应增强信息产业的渗透和扩散能力，提升宽带速率和电脑普及率，实现信息产业的快速传播能力，从而为发展融合层信息经济提供助力。同时，应以“两化” 融合发展为重点，鼓励工业企业、农业企业和服务业与信息化服务机构利用互联网、物联网、移动互联网、大数据和云计算等新一代信息通信技术。此外，还要积极推动宽带战略，各省因地制宜，统筹3G、WLAN和LTE协调发展，扩大无线宽带网络的覆盖面，增加基站、公共运营热点和AP的布局，从而促进信息产业与其他产业的浸润、渗透和融合，催生信息经济新业态和新模式。

(7)

ln TFPit=C3+ξ1ln Stt×I(qit≤τ1)+ξ2ln Stt×

I(τ1

φ3ln Xit+εit3，

(8)

ln TFPit=C4+ν1ln Sft×I(qit≤τ1)+ν2ln Sft×

I(τ1

φ4ln Xit+εit4。

(9)

其中，i表示某一地区，t表示时间，ln TFPit为i地区t时间的全要素生产率，ln Sr、ln Su、ln St和ln Sf分别代表受门槛变量影响的核心解释变量，ln Sr又可以分为研发资金投入(ln Srm)和研发人员投入(ln Srp)，ln Xi为除了核心变量之外对被解释变量有显著影响的其他变量，对于ln Sr而言即为ln Su、ln St、ln Sf和控制变量；qi为门槛变量，τ1，τ2，…，τn为待估算的门槛值。

(二)变量构造

采用经典的DEA-Malmquist指数法对中国区域高技术产业全要素生产率变化率进行测算及分解，以高技术产业主营业务收入衡量产出并以1997年为不变价采用各地区工业品出厂价格指数对相关指标进行平减，以避免通货膨胀或通货紧缩对测算结果的影响；采用区域高技术产业从业人员年均就业人员作为劳动力投入变量，采用永续盘存法估计区域高技术产业的资本存量以表征资本投入变量。

控制变量。考虑政府研发资助的“两面性”影响，采用各地区高技术产业科技活动经费筹集额中政府资金占比控制政府干预程度，采用平均员工人数代表企业规模以控制企业规模对生产率的影响，同时纳入考量的还有利润收入比代表的企业盈利能力。

门槛变量选择。在影响本土研发投入、国际技术溢出与生产率之间关系的门槛因素方面，企业自主研发投入强度会影响其对生产率的促进作用且这种影响可能是非线性的：高技术产业的企业自主研发活动处于技术创新前沿，风险高、周期长且调整成本高，这也形成了一定的产业准入门槛，只有达到一定研发投入强度的厂商才能形成自身核心技术与竞争优势从而获取垄断利润，但是企业自主研发投入也并非越多越好而是存在最佳区间，当研发投入进入高投入区间时，研发投入将遵循边际报酬递减从而对产出增长的影响逐渐转弱[18]，当研发投入进一步增长到边际利润为零时，减少研发投入反而有利于利润最大化[19]。与此同时，企业自主研发投入具有提高创新能力和吸收能力的两面性，既可以增强企业自身技术创新能力，又可以提升吸收外界知识和信息的能力，研发投入可能是影响其自身以及技术溢出与生产率关系的门槛变量。与总量指标相比，人均研发经费支出在不同地区之间更具有可比性，并且能避免不平衡发展对观测研发投入程度的影响，因此本文采用人均研究经费作为门槛变量。

(三)数据说明

本文研究样本起始时间为1997年，即重庆市相关高技术产业数据开始单独统计的时间，观察时间跨度从1997年开始到2020年；由于DEA-Malmquist指数法测算的是生产率相对变动值，则本文全要素生产率的测算结果为1998年到2020年，共22年的数据，因此实证结果的起始时间为1998年；西藏和新疆地区由于主要数据缺失较多暂不在研究样本内，并对部分年份缺失数据进行平滑处理；根据《中国高技术产业统计年鉴》的统计口径，本文观察对象包括中国大陆地区29个省(区、市)(为行文方便，以下统一称为“省”)并将其分为东部、中部和西部3个地区，不包括港澳台地区。数据来源于《中国高技术产业统计年鉴》《中国科技统计年鉴》《中国工业经济统计年鉴》《中国统计年鉴》。

四、实证结果及分析

(一)本土研发投入、国际技术溢出提升生产率的有效性检验结果

本土自主研发、国际技术溢出是否会对高技术产业生产率提高产生促进作用进行实证检验，通过对模型进行Hausman检验发现应选择固定效应模型(见表1)。

表1 本土研发投入、国际技术溢出对生产率的回归结果

经检验，高技术产业研发资金投入(ln Srm)对生产率提升有正向作用，而研发人员投入(ln Srp)可能会抑制生产率提升，但回归结果均未通过10%的显著性检验；公共研发虽然有正向影响但不显著；在技术溢出方面，国际贸易、FDI的技术溢出效应是显著存在的；在政府干预显著抑制高技术产业生产率提升的同时，盈利能力对生产率有显著正向影响，而企业规模的作用不显著。

表1的实证结果说明，高技术产业的本土研发投入、国际技术溢出都将对产业生产率变动产生影响，但与预期不一致的是自主研发投入的推动作用并不显著，可能是由于线性模型仅估计了本土研发投入、国际技术溢出对生产率的平均影响而忽略了产业自身特征：运用分省份高技术产业样本对研发投入、技术溢出效果进行检验时，暗含的假设是各省份具有同样的生产条件，即研发投入、技术溢出的效果在各省份是相同的；但是，由于各省高技术产业自身发展基础存在较大差异，这些差异将直接导致相同水平的研发投入、技术溢出对不同省份高技术产业生产率产生不同程度的影响，需要采用包含差异环境变量的模型重新审视研发投入、技术溢出与生产率之间的关系。

(二)进一步讨论：门槛效应检验

首先，通过对式(6)至式(9)进行检验，判断是否具有门槛效应以及门槛的个数，以便确定模型的形式，得到的F统计量的值如表2所示。

表2 门槛效应检验

从表2的门槛检验结果可以看到，企业自主研发资金投入、人员投入和公共研发投入、国际技术溢出都通过了单门槛效应检验，F值分别为15.03、14.99、18.06、14.58和16.93，单门槛模型的存在性分别在5%、5%、1%、5%和5%的水平上显著，说明研发投入、技术溢出与生产率之间存在非线性关系，采用门槛模型进行检验是合适的；同时，可以看出随机误差效应的残差平方和均在14左右，数值较小，说明预测模型具有较好的精确度。本文在单门槛模型的基础上假设存在双门槛模型，进行二次门槛值检验，但双门槛检验结果均无法通过10%水平的显著性检验，意味着需要接受只存在一个门槛值的原假设，双重门槛效应不存在，也即不存在更复杂的非线性特征。因此，将模型设定为只包含一个门槛值时，能较准确地描述样本的数据特征。

其次，对具体门槛值进行计算，企业自主研发资金投入、人员投入和公共研发投入、国际贸易技术溢出的单一门槛值均为28.820，FDI技术溢出的单一门槛值为27.984，代表高技术产业研发投入积累到此门槛值时，本土研发投入和国际技术溢出对生产率的影响将发生结构性变化，以门槛值为分界点可以将本土研发投入和国际技术溢出对生产率的影响分为两个阶段。

再次，对模型参数进行估计(见表3)。门槛检验结果显示，本土研发投入、国际技术溢出对高技术产业生产率的促进作用存在着基于企业自主研发投入的门槛效应，当研发投入处于合理水平之内时，随着研发资源的不断积聚，其对产业的贡献程度不断增强，公共研发和FDI能产生显著的正向技术溢出效应，国际贸易的技术溢出效应更强；反之，当研发投入超过门槛值时，企业自主研发投入并不能继续促进生产率的提升，反而可能拖累生产率的提升，公共研发、FDI对高技术产业的技术溢出效应也不再显著，国际贸易渠道对生产率的正向促进作用也将降低。

表3 门槛模型估计结果

一方面，企业自主研发投入是高技术产业生产率提升过程中的重要环境因素，可以从直接和间接两个方面促进产业高质量发展：当研发投入处于合理区间时，对生产率有显著的促进作用，可以直接推动产业的投入产出比例；合理的研发投入还能发挥“吸收”作用，有利于产业通过技术溢出效应获取外部知识，间接提升产业发展质量。企业研发活动在完成内部产品研发、技术改进的同时积累了相应的知识，内部知识的提升降低了与外部新知识、新技术衔接的难度与消耗时间，有利于外部技术溢出的吸收，可以更具针对性地获取公共研发、FDI和国际贸易等活动产生的知识和技术，开发出更具有竞争力的产品。另一方面，研发投入并非越多越好，当研发投入超过某一极值后，不仅对生产率的促进作用会减退，还可能抑制技术溢出效应。本文认为研发投入与行业发展存在着显著的倒U形关系，并对其进行了拓展，发现技术溢出效应也存在着基于研发投入的倒U形关系。可能的解释是，研发投入也是企业的成本支出且调整成本较高，投入过多可能挤占了企业稀缺的资金资源，在增加成本负担的同时产出却无法同比例提升，从而导致生产率的下滑；研发经费增长的同时，企业将减少用于吸收外部知识的费用，如向公共研发机构购买技术与专利的费用，研究外资企业先进产品的费用等，转而更加依赖内部知识与技术创新，其直接的表现便是技术溢出效应的减弱。由此可见，一味注重数量增长的研发投入模式不仅无法促进全要素生产率和产业发展质量的提升，反而可能造成投入冗余，抑制知识创造和技术创新，大规模资本积累和要素投入等要素驱动的高速增长方式并不具有可持续性，高技术产业亟须优化调整研发经费和人员投入模式。

公共研发投入的弹性系数是所有知识获取渠道中最大的，说明公共研发机构对高技术产业全要素生产率的促进作用确实存在且影响较大。公共研发活动在新知识的生产和扩散、新技术的发明和运用等方面都发挥了重要作用，其产出既包括专利、科技论文、科技著作等有形产出，还包含了人才培养、提供知识和信息等无形产出。对“技术为王”的高技术产业而言，可以通过专利许可或技术转让等方式获得高校研发投入形成的新技术、新产品、新工艺等成果，再继续进行产业化和市场开发，将科技成果转化为现实生产力。

从表3中还可以发现，国际技术溢出对高技术产业生产率呈现差异化影响。在开放经济条件下，通过FDI、国际贸易活动等吸收和利用发达国家先进技术经验是前期“引进-模仿”创新模式重要的知识获取路径[20]，中国是FDI最大的东道国之一，三资企业从业人员占高技术产业整体从业人员的比重由2000年的30.8%上升为2015年的49.6%，但长期以来中国吸引的外商直接投资多集中于劳动密集型和资源密集型产业，引资质量不高[21]，如此大规模的外商投资规模是否带来了技术溢出呢？本文的检验结果认为，FDI技术溢出对高技术产业生产率的推动作用并不稳定，在本土企业自主研发投入较弱时，企业可以通过示范、竞争和信息等效应或者学习外资企业先进的R&D管理经验提升投入产出效率[22]，外资进入对中国高技术产业生产率的提高是有益的，但当企业研发投入增强时，FDI技术溢出效应并不显著，企业转向以自身力量为主，更好地配置自主研发资源。

虽然基于研发投入强度可以将国际贸易技术溢出划分为高溢出和低溢出两个区间，但其始终保持着对生产率的正向贡献。面对全球化的激烈竞争，为了满足国际技术标准和国外消费者需求，中国企业必须遵循进口国对产品技术参数、检测标准等的要求，如欧盟“双绿”环保指令就迫使中国企业提高家电、机电等产品的环保标准，还必须根据供应商、客户等的反馈不断改进工艺流程和技术，以提供更高质量、更低成本的产品来保持市场份额，从中获取改进设计、产品等的各类信息，客观上形成了对生产率的技术溢出效应。但需要认识到，国际贸易技术溢出效应弹性系数偏小，对生产率推动作用有限，溢出效果与高技术产业贸易规模不匹配。作为最大的国际贸易国之一，中国近年来出口了大量的技术和资本密集型高技术产品，进一步分析贸易结构可以发现，“来料加工装配贸易”和“进料加工贸易”是中国高技术产业最重要的两种贸易方式，曾占高技术产业总出口额的90%左右，近10年来年均为65%以上。加工贸易比例过高说明中国在全球高技术产业链中地位仍然偏低，以大量进口中间产品进行组装加工后再出口的“规模大、价值低”贸易模式对产业生产率贡献虽稳定但十分有限。

五、研究结论与政策建议

(一)研究结论

本文从全要素生产率的视角实证考察了高技术产业科技自立自强的问题，实证检验了本土研发投入、国际技术溢出对全要素生产率的门槛效应。研究结果表明，本土研发投入是推动高技术产业高质量发展的重要途径，但当企业自主研发投入超过门槛值时，企业自主研发投入并不能继续促进生产率的提升，公共研发投入的促进作用也不再显著；国际技术溢出推动了高技术产业发展却具有局限性，FDI技术溢出效应不稳定，国际贸易技术溢出的作用十分有限。

(二)政策建议

一是聚焦关键问题，提高研发投入质量。高速增长阶段大规模资本积累的研发要素投入模式并不具有可持续性，无法提升产业发展质量；在高质量发展阶段，政府应引导企业保持适度规模的研发投入，从数量规模增长转向质量效益提升，特别是对以高研发投入为基本特点的高技术产业而言，简单的研发规模扩张不一定能带来整体产业的繁荣发展，需要更加注重研发要素投入质量。建议优化当前的科研项目奖补政策，减少“撒胡椒面”，强化解决关键科技问题的资金支持，引导研发要素更多地投向战略性新兴产业、未来产业、新基建领域、关键短板领域等；加强风险投资市场建设，通过财政补贴、优惠贷款、减免税收等方式完善风险投资的支持系统，加快形成“创业+创新+创投”的互动发展格局。

二是建立协同机制，促进产业链巩固提升。公共研发是创新系统的重要环节，对技术创新、产业发展等都具有重要意义。建议面对“卡脖子”技术，充分发挥新型举国体制优势，整合相关领域的高校、科研院所和企业联合共建重大科研攻关联盟，形成大平台、大团队、大项目一体化运行机制，集中突破一批关键核心技术；探索建立以企业为主体、以市场为导向、以产品为纽带、以产学研合作为主线的高价值创新发展模式，解决重复研发、同质竞争、创新资源效率不高等问题，引导创新载体强化知识产权布局，培育高价值专利；紧扣重点产业链、龙头企业、重点投资项目，打通堵点、连接断点，完善预研、研发、孵化、中试、生产、销售一体化产业链，促进公共研发与自主研发协同发展。

三是促进要素流动，推动科技自立自强。新发展格局下，不仅要充分吸收国际技术溢出，针对不同地区产业发展水平，实施差异化的FDI引进与贸易开放策略，更要引导国内创新要素有序流动和合理配置，强调科技自立自强，通过自身研发活动创造和积累知识，引发工艺流程再造、产品质量提升和新产品面世。建议加快重大装置设施培育，科学合理布局国家级重大科技基础设施，着重优化创新平台载体建设，强化高端平台对创新要素的集聚功能；促进创新人才在区域之间、创新主体之间合理流动，加快人才与产业的深度融合，以产聚才、以才促产，推动人才链与产业链、创新链深度对接、融合发展，构建“人才+项目+资本”的发展模式。