制造业集聚对区域创新能力的影响研究——基于行业异质性的视角

宋帅邦

（1.深圳大学 中国经济特区研究中心，广东 深圳 518061；2.中共深圳市委党校宝安分校，广东 深圳 518100）

随着经济全球化和区域经济一体化进程加快，国际专业化分工与协作、国家和地区间贸易及FDI 进一步发展，产业集聚也如火如荼。产业集聚能够降低企业交易成本并获得经济外部支持，促使企业创新，提升区域竞争力。从世界经济发展历程来看，世界经济的焦点转移过程为：地中海岸—欧洲中西部—英国—美国—日韩等亚洲新兴国家和地区，创新也在这条路线上转移，说明产业集聚的地区能够为创新带来便利条件，使其具有创新方面的优势。

制造业是国民经济的主导部门，制造业发达与否是一个国家综合国力强弱的衡量标准之一。改革开放以来，中国经济取得的成绩令世界瞩目，经济总量世界占比从1978 年的1.8%提升到2019 年的16%，居世界第二。其中，制造业增加值占同期GDP 的30%以上；在全国社会物质总产品中，制造业产品年均占比超过50%。2013 年，中国制造业产值世界占比为20.8%，成为主要的世界制造业“工厂”，“中国制造”深入人心。2019 年，中国制造业增加值达26.9 万亿元，全球占比达28.1%，连续十年蝉联全球第一制造大国。

一、文献综述

最早涉及产业集聚与创新关系的是马歇尔经典集聚理论，认为产业集聚区内企业的外溢效应对企业创新有重要推动作用。熊彼特关于创新的研究一开始就与产业集聚紧密相连。他认为，产业集聚与创新是互利的，创新来自于企业聚集时产生的竞争与合作，而非企业的孤立行为。近年来，学者们从理论和实证上对产业集聚与区域创新的关系进行了大量研究。

1.产业集聚对区域创新的影响机制研究概述

产业集聚不仅能为创新提供更加专业化的劳动力和中间投入品等创新要素，更能带来技术和知识的溢出，为企业创造一个良好的创新环境(Duranton&Puga，2001)，同时，产业集聚能够加剧集聚区内企业之间的竞争与交流合作，为企业搭建良好的创新平台（王永进、张国峰，2016），从而对企业技术创新起到激励和促进作用。国内学者通过不同的视角分析了产业集聚对区域创新产生的影响，如蔡宁、吴结兵(2005)以结构功能主义为分析框架，构建模型分析了产业集聚中学习、知识和网络式创新能力间的互动关系。董晓芳、袁燕(2014)从生命周期角度探讨了产业集聚不同周期的变化对创新的不同影响。

2.产业集聚与区域创新关系的实证研究概述

目前学术界普遍认为产业集聚能够促进区域创新能力提升(Storper&Venables，2004)。然而，有研究表明产业集聚对区域创新的影响并非线性的，Flath(2011)以日本1961—1990 年74个行业为对象研究产业集聚与区域创新的关系，发现集聚与创新之间呈现倒“U”型关系。另外，产业集聚对区域创新的影响也随着地区与行业的不同而不同，地区层面，中国东部地区产业集聚对区域创新的促进作用明显高于中西部地区（赵婷婷、许梦博，2020）；行业层面，高技术产业集聚能降低技术学习成本，对技术创新起到促进作用（李骏等，2018），服务业集聚会对区域创新产生负面影响（杨坤等，2020），传统产业如制造业集聚会促进区域创新能力的提升（张萃，2012）。最后，有研究认为产业集聚对创新的影响并不显著（张杰等，2007），甚至当集聚的企业数量超过地区承载力时就会发生“拥挤效应”，不利于区域创新能力的提升(Bruelhart&Mathys，2008)。

从现有文献来看，关于产业集聚与区域创新的研究较多，但既有研究主要针对特定产业，缺乏研究的代表性和成果的推广，应用价值比较有限且缺乏现实指导意义。而文章关心的是，在中国这种影响在行业间有什么差异？不同要素密集型制造业集聚对区域创新能力的影响是否是线性的？目前中国多数地区正在从生产型区域转向创新型区域，这些研究可为建设创新型区域及保持区域经济稳定增长提供参考。

二、制造业集聚对区域创新能力影响的实证分析

1.模型设定

（1）基础模型

一般来讲，考察要素对经济增长贡献程度采用柯布－道格拉斯生产函数，对于创新的研究也可采取知识生产函数：

其中，i 为地区，t 为时间，Y 为地区经济指标，K 为资本要素，L 为劳动要素，A 为技术水平，α 和β 为弹性系数。

影响区域创新能力的因素很多，文章在考察产业集聚对区域创新能力影响的同时，考虑了R&D 投入、经济发展水平以及经济开放度等变量，因此，公式(1)可以修正为：

A 为技术进步率函数。经济地理外部性的货币外部性和技术外部性会影响技术进步率（章韬，2013），因此，引入技术外部性（产业集聚）和货币外部性（市场潜能）作为技术进步率的影响因素，并借鉴毛其淋、盛斌(2011)的思想，设定技术进步率函数A 是产业集聚(B)和市场潜能(Mp)的函数，即假定其满足：

其中，Ai0为初始技术水平，θ 为外生技术变迁，ϑ、ψ 为弹性系数。

因此，综合式(2)和(3)，文章最终模型可写为：

其中，Yit为区域创新能力，Kit为R&D 经费投入，Lit为R&D 人员投入，Bit为产业集聚度，GDPit为经济发展水平，FDIit为外商直接投资，Mpit为市场潜能。

（2）门槛模型

胡佛认为产业集聚有一个最佳规模，当集聚未达到最佳规模时，集聚效应无法全部发挥；当集聚超过了最佳规模，则会产生拥挤，削弱集聚效应。因此，文章认为产业集聚的正外部效应和拥挤带来的负外部效应间的制衡决定了产业集聚对区域创新能力的影响为非线性，区域创新能力不会随着产业集聚程度的提升而提升，而是在到达一个最高点后会下降。因此产业集聚度并不是越高越好，而是要达到最佳规模以完全发挥其对区域创新能力的促进作用。

Hansen 的门槛效应模型能有效解决静止状态下可能出现的非线性问题。根据门槛效应模型的设立方式，文章以制造业集聚水平作为门槛变量来检验制造业集聚和区域创新能力之间的关系，设定门槛模型为：

其中，i 为区域，t 为年份，Y 为区域创新能力，B 为制造业集聚水平，γ 为待估计的门槛值，Z 为指示性函数，K 为研发经费，L 为研发人员，GDP 为经济发展水平，FDI 为外商直接投资，Mp 为市场潜能，β1、β2及αj为各变量系数，εit为扰动项。

2.指标选取和变量说明

（1）被解释变量

文章的被解释变量为区域创新能力(Y)。区域创新能力是区域利用自身资源将知识转化成为新产品、新工艺、新服务并实现其商业价值的能力。文章的区域创新能力选取宋帅邦(2020)对中国省级地区区域创新能力的测算数据。

（2）解释变量

文章的核心解释变量为产业集聚(B)。产业集聚使企业产生地理集中，对创新有很好的促进作用。文章的产业集聚采用宋帅邦(2019)的测算数据。

另外，文章的控制变量包括R&D 投入（R&D 经费投入和R&D 人员投入）、经济发展水平、外商直接投资以及市场潜能。

第一，R&D 投入。创新活动最基础的投入来源便是R&D投入，R&D 投入主要分为R&D 经费投入(K)和R&D 人员投入(L)两个方面，文章选取R&D 经费内部支出表征R&D 经费投入，选取R&D 人员全时当量表征R&D 人员投入。

第二，经济发展水平。一般来讲，经济发展水平高的地区会有相对较高的财政收入水平，在创新资源投入方面也会有较多的积累，同时，经济发展水平高的地区会有较高的经济开放度和人才水平，其市场竞争程度也会更为激烈，能够创造出良好的创新环境，激励企业创新。文章选取人均GDP 表征地区经济发展水平。

第三，外商直接投资(FDI)。从现有研究来看，FDI 对区域创新的影响具有两面性。一是正效应，由于知识溢出存在和地理上的临近性，FDI 对引入地区企业会带来技术溢出，对这些企业的创新有重要促进作用。同时，外资企业进入会强化竞争，迫使本土企业提高自身创新积极性；二是负效应，本土企业在与外资企业进行竞争，尤其是人才竞争时会处于劣势，因此引进外资可能使本地优秀人才流入外资企业，丧失了人才这一创新基础，本地企业的创新能力会大大受限。一般来讲，FDI 的两种效应是共存的，至于哪一种效应更强，取决于二者间的权衡。因此文章选取外商直接投资(FDI)作为区域创新能力的一个影响因素，同时，由于FDI 对创新的双向影响，将FDI2纳入控制变量。

第四，市场潜能。新经济地理学理论认为市场潜能越大，周边地区对本地区的市场需求越高，制造业企业容易集聚于此，就越有利于推动区域创新。文章采用“市场潜能函数”计算市场潜能，计算公式为：。其中，GDP为地区生产总值，dij为地区i 到地区j 的欧式直线距离，省级地区间距离采用省会距离来代表，dii为地区内部距离，用地区半径的2/3 来表示，即，areai为各省级地区面积。

文章数据来源于宋帅邦(2020、2019)以及2007—2019 年《中国统计年鉴》 《中国科技统计年鉴》和各省统计年鉴。变量描述性统计见表1。

表1 变量描述性统计

3.估计结果分析

（1）制造业集聚对区域创新能力影响的基础模型分析

通过Hausman 检验显示，文章数据适合固定效应模型(FE)，因此利用固定效应模型对制造业全样本、劳动密集型、资本密集型和技术密集型制造业集聚对区域创新能力的影响进行估计。

由表2 可见，制造业集聚全样本、劳动密集型制造业集聚、资本密集型制造业集聚和技术密集型制造业集聚的回归系数都为正，且都在1%显著性水平下显著，说明中国制造业集聚对区域创新能力有显著正效应。在集聚区内，制造业集聚效应使各组成部分有机联系在一起，形成一个对自身发展有利的互补性网络，使区内黏性知识和缄默知识以该网络为媒介进行传播，加强了产业间的技术和知识溢出，提升了区域创新能力。分行业来看，劳动密集型制造业集聚为区域带来了大量熟练工人与丰富的劳动经验，这些劳动经验会在生产中通过“干中学”与“取精去糟”提升区域劳动生产率并实现工艺创新，提升区域创新能力。资本密集型制造业集聚会加剧企业竞争，激励企业创新，提升区域创新能力。同时，创新活动需要大量资金支持，资本密集型制造业集聚区雄厚的资本，能够为创新活动所需的实验设备、精密仪器和计算机投入大量资金，对创新活动中这些固定资产的投资不仅能够提高均衡利润流来刺激创新，更能在新技术设备的投资中获得技术进步，从而提升生产率和区域创新效率，进而鼓励更多的资本密集型制造业进入集聚，在循环累积作用下大大提高区域创新能力。技术密集型制造业集聚对区域创新能力的促进作用最大，说明其带来的技术外溢对区域创新能力具有最大的推动作用。技术进步是创新最直接的推动力，技术密集型制造业集聚能够推动企业之间进行信息交流和传播，加速集聚区内部技术知识溢出，推动技术进步，提高区域创新能力。

表2 制造业集聚对区域创新能力影响的估计结果

在控制变量当中，R&D 投入的回归系数为正，回归不显著，但从系数来看R&D 投入对区域创新能力具有正向作用。究其原因，首先，创新需要依靠人的主观能动性来实现，因此科技人员投入会对创新产生促进作用；其次，创新活动需要大量资金来购买所需实验设备、精密仪器和计算机等物质材料，经费高投入可以满足创新活动的这些需求，有利于加快创新进程。FDI 的回归系数不显著或显著为负，而FDI2的回归系数显著为正，说明FDI 对中国区域创新能力的影响呈“U”型，结合FDI 的回归系数来看，FDI 对中国区域创新能力的影响应该尚处于“U”型的谷底或者左边，因此当前阶段FDI 对中国区域创新能力没有明显影响，甚至存在一定抑制作用。经济发展水平（人均GDP）的回归系数有正有负，均不显著，说明经济发展水平对中国区域创新能力影响不大，原因可能是中国现阶段经济增长方式仍较粗放，科技对经济促进作用不强，经济对科技的反哺作用亦不明显，科技与经济存在“两张皮”现象。市场潜能的回归系数为负，且不显著，说明市场潜能对中国区域创新能力影响不大，这不符合新经济地理学的预期，很可能跟中国的市场化程度不高有关系，且从《中国区域创新能力报告》来看，中国政府与市场的关系得分并不高，只有江苏省最高在10 分以上，政府与市场的关系改善程度除西藏与天津之外均为负，这可能也是市场潜能对中国区域创新能力影响不大的原因。

考虑到胡佛的最佳规模理论，产业集聚对区域创新能力可能不是简单的线性影响，因此文章对模型进行门槛回归分析。

（2）制造业集聚对区域创新能力影响的门槛效应分析

门槛模型求解的一个关键步骤是门槛效应检验，检验文中所设模型是线性还是非线性的。文章选择“自助抽样法”（Bootstrap）来对模型依次进行单一门槛、双重门槛、三重门槛检验，结果见表3。

表3 制造业集聚对区域创新能力影响的门槛检验

由表3 可见，制造业集聚全样本、劳动密集型制造业集聚、资本密集型制造业集聚、技术密集型制造业集聚的单一门槛均在1%显著性水平下显著，双重门槛不显著，也就是说，模型不存在双重门槛。所以制造业集聚不同样本对区域创新能力的影响均存在单一门槛效应。

对门槛进行检验后要估计制造业集聚的门槛值(r)，文章利用stata13.1 软件求得制造业集聚全样本、劳动密集型制造业集聚、资本密集型制造业集聚和技术密集型制造业集聚对区域创新能力影响的单一门槛值分别为-0.105、-0.777、-0.105 和-0.654，对应的在95%显著性水平上的置信区间分别为[-0.12-0.09]、[-0.88 -0.76]、[-0.15 -0.09]、[-0.75 -0.63]，因此可将每组样本分为两部分进行分析，分别是低制造业集聚度(lnB＜r)和高制造业集聚度(lnB>r)。门槛变量与似然比之间的关系可以通过似然比函数图（图1）来观察，当似然比(Likelihood Ratio)取值为0 时，门槛变量的取值就是门槛值。门槛效应回归分析结果见表4。

图1 制造业集聚对区域创新能力影响的门槛检验

由表4 可见，制造业集聚全样本、劳动密集型制造业集聚、资本密集型制造业集聚和技术密集型制造业集聚水平低于门槛值0.90(lnB=-0.105，B=0.90)、0.46(lnB=-0.777，B=0.46)、0.90(lnB=-0.105，B=0.90)和0.60(lnB=-0.654，B=0.60)时，对区域创新能力的影响系数大于集聚水平超过门槛值时对区域创新能力的影响系数。说明，在制造业集聚初期，集聚效应占主导地位，对区域创新能力促进作用较强；当制造业集聚继续发展，集聚度超过门槛值时，表现为过度集聚，拥挤效应大于集聚效应，对区域创新能力的促进作用有所下降。从中国制造业集聚全样本原始数据来看，重庆、甘肃等地制造业集聚度尚未超过门槛值，需增强制造业集聚度，提升其对区域创新能力的促进作用，其他地区均超过门槛值，应注意产业合理布局。分行业来看，各省劳动密集型制造业集聚度均超过门槛值，说明中国劳动密集型制造业处于“过度集聚”，应当合理控制其空间布局，而劳动密集型制造业对区域创新能力影响的门槛值较小，可能是因为劳动密集型制造业集聚属于劳动力的汇集，集聚机制比较容易建立。黑龙江、贵州等地资本密集型制造业集聚度尚未超过门槛值，需增强资本密集型制造业集聚度，提升其对区域创新能力的促进作用；其他地区均超过门槛值，应注意产业合理布局。较多的地区技术密集型制造业集聚度未达到门槛值，因此应当努力发展技术密集型制造业，提升其集聚水平，增强对区域创新能力的促进作用。

表4 制造业集聚对区域创新能力影响的门槛效应回归

三、主要结论和政策启示

文章分析制造业集聚对区域创新能力的影响，考虑行业异质性，得出以下结论：首先，制造业集聚全样本、劳动密集型制造业集聚、资本密集型制造业集聚、技术密集型制造业集聚对区域创新能力具有显著促进作用，且具有单一门槛效应，集聚度在门槛值之下促进作用大于集聚度在门槛值之上的促进作用，技术密集型制造业集聚对区域创新能力促进作用最大；其次，从控制变量来看，R&D 投入会促进区域创新。FDI 对区域创新能力的影响呈“U”型，且目前处于“U”型的谷底或左边，因此在当前阶段FDI 对中国区域创新能力没有明显影响，甚至存在一定抑制作用。经济发展水平对区域创新能力影响不大，科技与经济存在“两张皮”现象。市场潜能对区域创新能力影响也不大。根据文章研究结论，得到以下政策启示：

首先，要提升制造业集聚效应。产业集聚效应是市场配置资源长期优化的结果，但是政府对其进行适度的宏观调控也会起到一定促进作用。一是政府当对制造业集聚区进行政策扶持，对制造业集聚区的公共物品进行投资，完善相关基础设施建设，以产业链为基础进行招商，引进具有强力带动作用和关联作用的企业；二是在制造业集聚区建立中介服务体系，建立股权投资和风险投资等金融机构与企业之间的合作交流平台以及人才培训机构，为制造业集聚区的发展提供资金和人力保障。三是政府要对产业集聚加以引导，对集聚度较高的集聚区加以疏导，避免产业过度集聚带来的拥挤效应抑制区域创新。

其次，R&D 投入方面，政府应加强教育和科研方面的投入，为创新提供资金支持，同时要建立规范的人员激励机制和经费使用体系，保证“人尽其用，资尽其效”。经济发展方面，深化创新驱动，转变经济发展方式，实现经济与科技的互补促进。在FDI 方面，FDI 对中国区域创新能力的影响呈“U”型，且目前处在左半边，应当制定合理的外资引进政策，鼓励本土企业与外资企业进行合作，学习外来的先进技术，提升自身创新能力。