山东省化工新材料产业技术协同扩散路径研究

鲁汇智，李勋来，李文琪，李奕兴

(1.青岛科技大学经济与管理学院，山东 青岛 266061；2.南洋理工大学人文、艺术和社会科学学院，新加坡 639798)

0 引言

与传统化工材料相比，化工新材料具有技术含量高、附加值高、质量轻、性能优异的特征，日益成为高技术领域应用的核心材料。化工新材料产业包含了高性能膜材料、新能源、生物化学以及电子化学品等多种新材料，是我国发展高端装备、新能源、生物技术等战略性新兴产业必需的关键基础材料，加快发展高质量化工新材料产业是建设制造强国的关键路径。从关键新材料国产化水平来看，我国化工新材料产业的发展水平尚未达到国际先进水平，需要进一步加快产业技术创新、攻克技术壁垒、突破技术瓶颈，壮大产业规模。山东省正在加快实施新旧动能转换，突破发展高端化工产业，化工新材料产业正面临新的发展机遇。技术创新是化工新材料产业获得突破性发展的重要手段，推动新技术的扩散是快速壮大产业规模的必由之路。技术协同扩散是一种能够通过整合创新技术产业化过程中的多方面资源，帮助新技术快速从实验室向产品市场的演化，实现新技术提升产业创新能力和生产能力的创新模式。由此，研究多主体协同运作下的化工新材料产业技术扩散路径具有重要的现实意义。

协同扩散是对合作扩散模式的演化和丰富。目前，国内外学者对技术扩散的研究主要集中在动因、模式等方面。Lawson(2015年)等认为，多主体协同扩散可以实现产业关键资源的有效循环，同时在循环的过程中可以定期进行总结积累，帮助技术扩散主体节省信息成本和转化成本[1]。Yan和Dooley(2013年)的研究表明，科研机构和企业作为技术的供给方和需求方，通过协同扩散体系能够及时获得新技术的供需信息和沟通途径，加快了双方交换新技术信息的效率，从而降低技术研发风险[2]。Santoro和Ferraris(2016年)根据知识互动的正式化程度和转移程度，将技术扩散划分为专利许可、联合研发、共同参与会议、学术创业、人员交流等10种模式[3]。解学梅和刘丝语(2015年)通过交易成本理论的分析，提出技术协同扩散模型根据专业分工可以将协同扩散模式分为长期联盟模式、项目开发合作模式、技术开发委托模式等多种类型[4]。颜军梅(2014年)则根据创新主体的地位将协同扩散模式分为政府推动型、高校主导型、科研院所主导型、企业主导型、联建型和共建型[5]。张路蓬(2019年)等对全球93家企业人工智能产业自然语言处理技术扩散的实证分析表明，社会资本对新兴技术扩散网络的形成有促进作用[6]。刘刚和刘晨(2020年)研究人工智能科技产业技术扩散机制时提出，只有企业、政府、大学和科研院所等创新主体进行互动，才能形成有效的协同创新机制[7]。

综上所述，已有对技术扩散的研究成果中，重点关注技术扩散的动因和模式，对技术扩散过程中的多主体协同分析尚有不足，同时也缺少运用定量方法对协同扩散进行实证分析。本文聚焦技术协同扩散系统，以化工新材料技术为纽带，分析系统内相关扩散主体之间的交互作用，以及推动技术研发创新和产业化的路径。

1 研究假设

化工新材料技术协同扩散体系中的主体主要包括新材料类科研机构、化工企业、科技中介机构、政府机构和金融机构五方面。科研机构是技术发明者和技术创新源头，掌握理论知识和创新技术，其开发出的新技术水平直接影响该技术扩散的市场需求。化工企业是技术的接收者，通过将技术转化为产品来推动技术从技术到产品的生产转化。科技中介机构具备复杂完善的信息网络体系，能够快速有效地获取和发布最新的新技术信息，在扩散体系中能够发挥传播技术创新信息，为相关扩散主体提供咨询服务的作用。政府机构在协同扩散系统中主要扮演引导者和监督者的角色。金融机构主要为技术协同扩散的开展提供金融服务，如交易担保、贷款支持、风险投资等。五个技术扩散参与主体之间相互作用并影响化工新材料产业技术协同扩散绩效。

1.1 政府机构服务能力

政府机构通过发布政策法规、提供财政补助等政府活动，为新技术协同扩散体系提供政策性保障。新技术协同扩散体系必须要有政府的支持，政府是技术协同扩散体系的引导者。近年来，我国地方政府大力推动“政产学研金服用”的产业创新模式，将科研机构、企业、中介机构和金融机构组合到一起，形成新技术协同扩散体系。在这个技术扩散体系中，政府机构充分发挥自身职能，调动技术扩散各方的积极性，助推新技术的研发和应用，同时出台多项产业政策为技术产业化过程保驾护航，加快新技术协同扩散的进程，提升新技术协同扩散的质量。

政府政策对于科研机构、化工企业及科技中介机构的创新发展具有重要的激励作用。政府政策是指政府为保障化工新材料产业技术扩散实现产业化的产业相关政策，主要包括产业发展规划、技术人才政策、研发补贴政策等政策法规。政府机构的服务能力主要体现在对科技中介机构、科研机构和化工企业的政策扶持，具体如图1所示。据此提出假设H1：

图1 政府机构服务能力的作用路径

H1a:政府机构服务能力对科技中介机构发展具有正向作用。

H1b:政府机构服务能力对化工企业发展具有正向作用。

H1c:政府机构服务能力对科研机构发展具有正向作用。

1.2 金融机构支持能力

资金是技术协同扩散体系运作的关键推动力量，技术协同扩散各参与方尤其是作为技术需求方的企业需要大量的流动资金进行技术扩散活动。技术扩散的主要目的是实现产业化，从而取得最大化的经济收益。因此，只有充足的资金支持，才能促使技术协同扩散体系不断循环发展。

金融机构作为主要的资金供给方，可以充分发挥资金周转平台的职能，通过发放贷款资金等方式为技术扩散主体提供所需资金，解决技术研发、技术中试、技术应用生产等环节的资金问题，为企业的创新发展创造良好的金融环境。金融机构的服务能力主要体现在对化工企业的资金扶持，具体如图2所示。据此提出假设H2：

图2 金融机构支持能力的作用路径

H2：金融机构支持能力对化工企业的发展具有正向作用。

1.3 科技中介机构服务能力

科技中介机构作为第三方机构，能够在技术供给方和技术需求方中间起到调节作用，是促进技术协同扩散的中间桥梁。一般而言，科技中介机构能够及时、准确地传递最新的科技政策和信息，提供专业的科技服务人才，把握市场最新动态。技术信息扩散作为科技中介机构的主要功能，不仅能够快速、准确地为用户提供详细的技术信息，同时为满足客户需求，科技中介机构也会深入挖掘各种有用的信息。此外，科技中介机构专业从事中介信息服务，拥有丰富的资源和途径来获取技术信息，具有较广的信息资源网，对技术信息扩散有较大的推动作用。

1.4 科研机构创新能力

科研机构创新能力是指科研机构的新技术研发能力和研发速度。科研机构内部聚集了大量的高水平技术人员和技术研发实验设备，能够投入大量的人力、时间和设备进行新技术的研发。科研机构作为技术协同扩散体系的技术供给方，其核心作用主要体现在通过人才的集聚进行专业知识的整合与应用，研发创新性技术。因此科研机构的创新能力无疑是影响技术协同扩散的关键。

当前我国化工新材料产业的发展与国外先进水平仍有相当大的差距，自主创新能力欠缺，科研投入不足已成为主要瓶颈。科研机构是新技术的研发创造者，其在技术研发创新过程中，通过不断提升创新能力，积累研发经验，能够在化工新材料技术研发领域持续发力，培育新的竞争性技术，从而加强化工新材料产业的技术竞争力。

1.5 化工企业创新发展能力

在经济市场中，化工企业是市场需求的供给者，也是市场信息反馈的接受者。在新技术协同扩散体系中，化工企业是新技术的需求方，企业在该体系中不需要耗费大量的时间和资金进行创新技术的研发，而是作为新技术的接受者，引进科研机构研发的新技术，然后通过自身的生产能力进行产品生产和销售，实现新技术的产业化应用，既能降低自身技术创新风险，同时也可以加快新技术的扩散。

技术扩散和产业化最终是通过化工企业完成，因此这就使得技术扩散受制于企业的创新发展环境，新技术扩散效果从某种程度上取决于企业创新发展环境的协调性。不同于资本转移，技术扩散受到多方复杂条件限制，如企业专业人才培训程度、参与主体技术需求、企业生产发展水平、企业法规完善程度等相关因素。良好的创新合作氛围对技术扩散可以起到促进作用，当企业创新发展环境与技术扩散不相适宜时，可能对技术扩散起到阻碍作用。因此企业的创新发展环境对技术协同扩散具有重要影响。

科技中介机构、科研机构和化工企业的发展对技术协同扩散绩效有直接的影响作用，同时在技术协同扩散过程中，科研机构为化工企业提供技术支持，中介机构则为化工企业提供信息服务，具体过程如图3所示，据此提出假设 H3、H4、H5：

图3 中介机构、化工企业和科研机构的作用路径

H3a:科技中介机构服务能力对化工企业发展具有正向作用。

H3b:科技中介机构服务能力对化工新材料产业技术协同扩散具有正向作用。

H4a:科研机构创新能力对化工企业发展具有正向作用。

H4b:科研机构创新能力对化工新材料产业技术协同扩散具有正向作用。

H5:化工企业创新发展能力对化工新材料产业技术协同扩散具有正向作用。

2 实证分析

2.1 实证模型

基于前述研究假设，本文构建了化工新材料产业技术协同扩散的理论模型。如图4所示，在模型中，科研机构创新能力、化工企业创新发展能力、科技中介机构服务能力、政府服务能力、金融机构支持能力均对技术协同扩散具有正向影响。

图4 技术协同扩散理论模式

2.2 指标选取及数据来源

本文所涉及的被解释变量为化工新材料技术协同扩散绩效，解释变量为科研机构创新能力、化工企业创新发展能力、科技中介机构服务能力、政府服务能力和金融机构支持能力。

2.2.1 指标选取

(1)科研机构创新能力

在技术协同扩散体系中，科研机构创新能力是化工新材料产业发展的核心动力，因此，根据科研机构的发展特点，借鉴李柏洲等(2018年)和张卫国等(2012年)对科研机构创新能力的研究，选取4项指标表示山东省科研机构创新能力[8-9]，如表1所示。

表1 科研机构创新能力指标

(2)化工企业创新发展能力

在技术协同扩散体系中，企业创新发展能力是化工新材料产业发展的重要推动力，因此，根据化工企业的发展特点，借鉴黄秋爽等(2019年)、毛诗棋等(2020年)对企业创新能力和发展能力的研究，选取4项指标表示山东省化工企业的创新发展能力[10-11]，如表2所示。

表2 企业创新发展能力指标

(3)科技中介机构服务能力

在技术协同扩散体系中，科技中介机构服务能力是化工新材料技术扩散的中间桥梁，因此，根据科技中介机构的发展特点，借鉴贺文佳和吕微(2018年)对科技中介机构绩效评价的研究，选取4项指标表示山东省科技中介机构的服务能力[12]，如表3所示。

表3 企业创新发展能力指标

(4)政府服务能力

在技术协同扩散体系中，政府服务能力是化工新材料技术扩散的重要保障，因此，根据政府的服务特点，借鉴孙亚静和尚凯(2017年)以及董雯(2015年)对政府服务能力的研究，选取3项指标表示山东省政府的服务能力[13-14]，如表4所示。

表4 政府服务能力指标

(5)金融中介机构支持能力

在技术协同扩散体系中，金融中介机构支持能力是化工新材料技术扩散的资金基础，因此，根据金融机构及中介机构的服务特点，借鉴黄伟光(2013年)对金融中介机构绩效评价的研究，选取2项指标表示山东省金融中介机构的支持能力[15]，如表5所示。

表5 金融中介机构支持能力指标

(6)化工新材料技术协同扩散绩效

在技术协同扩散体系中，技术协同扩散绩效是化工新材料技术扩散的结果，因此，根据技术扩散的绩效特点，借鉴李金禄(2009年)和吴关芹(2015年)对化工新材料产业发展绩效评价的研究，选取3项指标表示山东省化工新材料技术协同扩散的绩效水平[16-17]。如表6所示。

表6 技术协同扩散绩效指标

2.2.2 数据来源

实证研究所用数据主要来自于《山东统计年鉴(2008—2019)》《中国火炬统计年鉴 (2008—2018)》、山东工业和信息化厅统计数据(2008—2019)、山东省科学技术厅统计数据(2008—2019)。

2.3 研究方法选择及数据处理

2.3.1 结构方程

本文选择结构方程进行建模分析。首先结构方程能够处理多个变量之间的因果关系，以及对潜变量(即不可直接观测的变量)进行分析。偏最小二乘法(简称PLS)是结构方程建模的一种常用方式，该方法的优点在于对样本数量及分布的要求较低，小样本数据即可进行分析测算，同时可以解决样本数据非正态分布的问题，实现较高的数据拟合度。

结构方程模型由测量方程和结构方程两部分组成。其中测量方程用以描述可观测变量与其对应的潜变量之间的关系；结构方程在测量方程的基础上，对潜变量之间的关系进行描述。

2.3.2 数据标准化处理

当指标数据单位不同时，会存在量纲限制，为消除量纲对实证结果的影响，在进行化工新材料技术协同扩散机理的验证之前，对指标数据进行标准化处理，具体处理步骤如下：

(1)标准化矩阵X

(2)指标数据进行极值处理

正向指标处理：

逆向指标处理：

式 (1)～(3)中：xj为第j项指标值；xmax为第j项指标的最大值；xmin为第j项指标的最小值；xij′为标准化后的数值，表示i样本的第j个指标，i=1,2,…,m，j=1,2,…,n，其中m为指标数，n为年份。

若所用指标的值越大越好，则选用正向指标处理公式；反之，则选用逆向指标处理公式。

2.4 模型检验

2.4.1 数据检验

按照结构方程模型的建模要求，首先对标准化后的20项指标数据进行合理性及有效性检验，主要是对样本数据进行效度和信度检验。

(1)效度检验

本文利用SPSS软件得到20项指标样本数据的KMO值为0.742，适合进行因子分析。进一步采用Bartlett球形度检验来判断因子分析的适应性，输出结果近似卡方值为451.43，P=0.000，适合进行因子分析。结合KMO和Bartlett球度检验两个统计结果，表明山东省化工新材料产业技术协同扩散体系的样本数据通过效度检验。检验结果如表7所示。

表7 效度检验结果

(2)信度检验

Cronbach’s 系数能较为准确的反映被测指标的一致性和内部结构的良好性，因此选择Cronbach’s系数对20项指标样本数据进行信度分析。如表8所示，各潜变量的Cronbach’s系数值均高于0.7，表明样本指标数据内部一致性较高，具有良好的信度。

表8 潜变量信度检验结果

2.4.2 模型检验和修正

(1)模型检验

化工新材料技术协同扩散的影响因素包括科研机构创新能力、企业创新发展能力、科技中介机构服务能力、政府服务能力、金融中介机构支持能力五个影响因素，Bootstrapping方法检验结果如表9所示。从表9的检测数据可得，科研机构创新能力、科技中介机构服务能力、政府服务能力、金融中介机构支持能力和技术协同扩散绩效5个潜变量的R2均高于0.7，表明变量对模型有较高的解释度。按照结构方程拟合度大于0.3的要求，模型拟合度结果为0.912，大于0.3，表明模型的适配度较高，有较好的预测效果。

表9 结构模型检验结果

路径分析是研究潜变量构成的路径关系，根据计算得到的T值，判别结构方程模型中原始假设路径的显著性。通过显著性判断假设关系是否成立，本文显著性判断的标准为T值>1.96。如图5所示，共有9个假设关系有待检验，利用SmartPLS软件得到路径系数的参数估计值，如表10所示。除H2、H5的路径影响不显著外，其他路径都在5%显著水平下通过了检验。

表10 路径系数检验结果

图5 技术协同扩散结构方程路径图

(2)模型修正

如果结构模型不显著，则可以通过去除路径系数不显著的路径的方式进行模型修正。由于H2、H5路径不显著，决定将金融中介机构数量这一变量替换为高新技术产业投资额，删除化工企业从业人员数量这一路径，得到修正后的结构方程路径模型，如图6所示。对修正后的模型路径再次进行检验，此时所有路径均通过了5%显著水平，由此认为修正后的结构方程模型的预测效果优于原始结构模型，检验结果如表11所示。

图6 修正后技术协同扩散路径图

表11 修正后模型的路径系数检验结果

2.5 结果分析

通过指标调整和模型检验，得到山东省化工新材料技术协同扩散的路径系数，系数的大小和正负向关系可以说明各因素对技术协同扩散的影响程度。检验结果显示，数据样本具有良好的信度和效度，构建的结构模型对实际情况预测效果较好，提出的假设关系在检验中得到支持，检验结果如表12所示。

表12 研究假设检验结果

3 结论与建议

以上研究表明，科研机构创新能力对化工企业发展和技术协同扩散绩效的促进作用最为显著，其次科技中介机构技术服务能力对协同扩散绩效也具有较为显著的促进作用，但其对于化工企业发展的促进作用明显低于科研机构创新能力。政府机构服务能力对科技中介机构、化工企业和科研机构的促进作用相近，都较为显著。相比之下，金融机构对化工企业的促进作用低于政府机构。根据实证结果，为促进山东省化工新材料产业技术协同扩散，提出以下建议。

3.1 加强科研机构创新能力

科研机构要深入了解山东省化工新材料产业的技术需求，增加在制约山东省化工新材料产业发展的“卡脖子”创新技术方面的研发力度，同时要兼顾新技术研发的材料在其他战略性新兴产业的应用可行性。山东省虽然是化工大省，但是省内现有的科研机构数量和质量还不能很好满足化工新材料产业创新升级的发展需求，尤其是创新材料和高端装备专用材料方面的研发。对此政府要持续加大财政和政策支持，财政资金首先重点支持具备研发核心技术的科研机构，同时加大高技术人才的引进力度，从资金和人才方面提升科研机构的研发创新能力。

其次，科研机构要加大与企业合作力度，提高科技转化效率。目前创新技术不能转化为产品应用到下游市场是制约山东省化工新材料产业发展的另一难点。对此，科研机构要利用多方面的渠道与存在技术需求的化工企业建立合作，形成技术转让、合作开发等模式，借助共同承担新项目或新技术的研发工作加强合作，将自身研发的创新性技术结合企业的生产能力，通过应用新技术生产和销售新产品，最终实现创新技术的产业化应用，达到科技成果全生命周期的转化效果。同时与化工企业合作也能够帮助科研机构避免研发过程中出现偏离产业实际的研发风险。

3.2 加强化工企业创新发展能力

化工企业应加快推进产业集中度提升的步伐，做大做强化工新材料企业。从创新角度来讲，化工企业要增强创新网络开放性，通过加强与大学或研究机构、科技信息机构、咨询服务机构等的联系汇集多方资源，整合区域内外创新资源，实现企业技术创新规模效应。

从资金角度来讲，要加大对化工企业发展新材料技术的资金支持。研发资金投入是推动化工企业利用新材料技术、实现技术产业化扩散的助推力，化工企业要实现在产业的弯道超车，必须要引进创新技术。引进新技术意味着要花费巨额技术研发经费，大多数情况下企业仅仅依靠自有资金难以实现，此时可以借助外部资金支持，如政府的技术研发补贴、新产品免税政策、银行科技贷款、公开市场融资等途径。完善的融资网络和充裕的资金，能够激发化工企业加强化工新材料产业发展的积极性，保障技术引进和产品创新的成功率。

3.3 加强科技中介机构服务能力

从宏观层面，山东省要进一步健全产业技术中介服务体系。鼓励科技中介机构参与化工新材料技术交易，发挥自身的信息网络作用，及时收集和发布最新的化工新材料技术信息，为技术供给方和需求方搭建沟通联系平台。同时进一步加强技术服务咨询交易平台建设，促进新技术的转让交易，让科技中介服务机构发挥服务优势和市场优势，解决技术市场交易难题。

从微观层面，政府和科技中介机构要加强从业人员的素质建设。从业人员的自身素质决定了科技中介服务水平，高水平的科技中介服务水平能够提升新技术在协同扩散体系中的扩散速度，因此必须加快出台专业化的从业人员培训体系，提升从业人员的专业知识、市场服务等方面的能力。

3.4 加强政府服务能力

政府作为化工新材料产业发展的引导者，要充分发挥政府引导职能，定期走访地方化工企业，及时充分了解企业和产业的发展需求和痛点。并以此制定化工新材料产业发展的产业规划和奖补政策，激励技术协同扩散各个主体积极参与新技术的研发和转化，加快山东省形成良性可循环的技术协同扩散体系，进而提高全省化工新材料产业的整体竞争力。

3.5 加强金融机构支持能力

金融机构的支持能力是促进企业技术成果转化的重要力量。商业银行作为金融机构的重要组成部分，要积极为符合条件的化工企业提供金融贷款等相关服务，促进其新技术成果加快转化，并且可与商业保险公司共同开展对化工企业科技创新及技术成果转化的融资担保服务，分散化工企业在技术成果转化过程中的投资风险，增强自身服务支持能力。

其次，要加强多层次资本市场对化工企业的服务能力，鼓励省内符合条件的化工企业通过挂牌、IPO上市等多种途径进入资本市场，借助资本市场为化工企业提供大量的创新发展资金，规范企业治理水平，为化工企业技术研发和推动技术协同扩散提供资金和制度保障。