中国模块化技术发展与产业结构升级

程 文，张建华

（华中科技大学经济学院，湖北 武汉 430074）

中国模块化技术发展与产业结构升级

程 文，张建华

（华中科技大学经济学院，湖北 武汉 430074）

模块化技术作为一种新型的产业内分工技术，对产业结构升级有着重要的影响。本文通过扩展Hausmann和Klinger提出的产品空间结构模型，深入分析了模块化技术发展对于产业结构升级的微观作用机理。并进一步通过问卷调查数据揭示了中国模块化技术发展的现状，分析了目前存在的主要问题。在此基础上，我们给出了如何更好利用模块化技术促进产业结构升级的政策建议。

模块化；产业升级；产品空间

1 引言

模块化技术包括模块分解技术和模块集成技术，前者是将一个复杂产品按照一定的界面联系规则分解为可独立设计和生产的子模块；后者则是按照该联系规则将独立生产的各种子模块组装起来构成更为复杂的产品［1］。模块化技术使得复杂产品的各种零部件可以在全球范围内的不同企业同时进行设计和生产；并最终按照客户的需要，由模块集成商选择特定的模块进行组装。模块化技术作为一种新型的产业内分工技术，是随着知识分工的深化和信息技术的发展而逐渐兴起的［2］。模块化技术的发展阶段从低到高依次分为：设计技术的模块化、交易市场的模块化以及企业和产业组织的模块化［3］。产品设计技术的模块化是指企业通过模块化技术设计新产品及改进原有产品；产品交易市场的模块化是指企业从市场上采购的交易品为集成度很高的分总成模块。企业组织模块化是指企业通过纵向分离和业务归核战略，分解多个独立核算的、直接面向市场竞争的模块供应或集成厂商；产业组织模块化则是指从一体化企业分离出去的模块供应商通过专业化运作和竞争力提升，能够为行业内越来越多的企业供货，最终各类模块供应商和数家模块集成商将组成覆盖本行业范围的模块化生产网络，从而完成产业组织形态上的模块化。产业组织模块化是模块化技术发展的最高阶段，也是模块化技术充分发挥其优化产业结构作用的必要条件。

关于模块化影响的经济学模型研究主要集中在分工领域，如范爱军和杨丽基于贝克尔-墨菲模型，深入分析了模块化对该分工模型中各关键系数的影响机理［4］。但目前关于模块化技术对产业结构升级的影响机制研究尚没有统一的经济模型可依。现有研究的理论基础大多为Humphery和Schmitz从全球价值链视角提出的产业升级理论［5］，研究内容相应地停留在特定产业的产业内升级阶段。国内代表性研究有：韩晶和佛力对全球价值链模块化背景下，中国电子信息产业从原始设备制造（OEM，Original Equipment Manufacture）转向自己设计制造（ODM，Own Design Manufacture）、自己品牌制造（OBM，Own Brand Manufacture）的升级策略分析［6］；程文和张建华对中国汽车产业模块化技术发展与该产业工艺升级、产品升级、功能升级关系的研究［7］。

相对于产业内升级而言，我国的产业间升级是一种更为重要的产业升级方式［8］。产业间升级既表现为资本密集型甚至是技术密集型的汽车制造、电子信息等产业较传统劳动密集型的纺织服装、玩具制造等行业的更快发展，也表现为信息技术对传统工业的改造以及工业向现代服务业的升级。因此，我们有必要综合产业间升级和产业内升级两方面来全面考察模块化技术的影响。Hausmann和Klinger提出了产品空间结构理论，从产品的空间结构出发，探讨了企业生产从一种产品跳跃到另一种产品的技术距离的决定因素［9-10］。该理论基于不同国家所处的产品空间结构存在较大差异，来讨论产业升级的微观机理，从而扩展了价值链理论中单一顺序的产业升级路径。由于它以抽象意义上的产品作为分析对象，企业向新产品跳跃的过程既包括在同一产业内从原材料、到更为复杂的中间产品、直至制成品的跳跃，也包括在不同产业间各类产品之间的跳跃，从而有效地兼容了产业内升级和产业间升级的同步进行。

2 模块化技术发展对产业结构升级影响的理论分析

2.1 扩展的Hausmann-Klinger模型

Hausmann和Klinger提出了一个基于产品空间结构理论的产业结构升级模型［9-10］。该模型假定产品空间是高度异质性的，既有内部联系紧密的产品组成的密集产品空间，也有内部联系不紧密的产品组成的疏松产品空间。很多因素都会导致产品之间的距离，例如劳动、资本的密集程度，技术复杂程度，产品所处价值链的位置，或必要的制度。

他们假设模型中存在着时代交叠的同质公司，每个均生存两期，采用利润最大化策略决定每期跳跃的产品距离。设产品价格P与产品距离δ线性正相关，即P=fδ；边际成本与产品距离δ线性正相关，总成本C与产品距离δ的平方正相关，即。对于一家存活两期的新企业而言，其跳跃两次后的总利润为：

因此，一国最佳的产业升级的方向和距离，就由产品之间的技术距离客观决定。发展中国家之所以难以追赶上发达国家，正是由于其生产的简单产品位于产品空间外围，而发达国家生产的复杂产品位于中心领域，两者技术距离甚远，难以逾越［11］。

但该模型存在三个缺陷：第一，企业并不是同质的，不同的企业具有不同的跳跃能力。第二，国家可以对特定产品的技术开发给予补贴，降低企业跳跃成本，增加企业跳跃距离。第三，产品的间距也并非一成不变，当出现全新的产业组织方式或生产技术时，产品距离也会改变。

我们针对以上缺陷对该模型做了进一步的改进：通过引入不同的企业存活期n，来代表企业大小强弱的不同。并假设国家对特定产品技术开发的补贴与产品距离δ的平方正相关，即，因而企业成本降低为。当然，由于财政收入有限，国家不可能对所有产品都予以补贴，究竟对何种产业进行补贴，即参数s的决定问题我们将在下节探讨。

为实现利润最大化，其每期的最优跳跃距离如下：

在新模型中，我们共有4个决定产业升级方向和距离的参数：企业存活时期n、企业产品升级的收益系数f、企业产品升级的成本系数c以及国家对特定产品的补贴系数s。若令n=2，s=0，则得到原有的Hausmann-Klinger模型。由（7）式可知：企业第n期最优跳跃距离与企业存活时期n、企业产品升级的收益系数f和国家对特定产品的补贴系数s成正向关系；而与企业产品升级的成本系数c成反向关系。下一节，我们将详细讨论该产业升级模型中各个参数的决定因素以及在模块化技术高度发展的今天，这些决定因素又将发生哪些变化。

2.2 模块化技术发展对产业结构升级的影响

在模块化的背景下，扩展的Hausmann-Klinger模型各参数的决定因素：

（1）企业存活时期n。一般而言，大企业的存活时期较小企业长，由式（7）可知，大企业比中小企业更有实力发展模块化技术，并完成较大技术距离的产业升级。而对于中小企业来说，由于n较小，缺乏研发核心模块产品的资金和实力，只有选择资产专用性较低的通用模块产品来降低升级成本C。此外，外资企业由于直接沿用发达国家的先进模块化技术生产复杂产品，其产品创新能力也优于相同规模的内资企业。而在模块化生产网络中，原有一体化企业垂直解体为系统集成商和各类模块供应商，这也可能造成企业模块化技术的发展差异。因此，我们可将企业存活时期n一般化地看做企业的各类基本特征。

（2）企业产品升级的收益系数f。随着信息经济下数字化产品的大量涌现，借助通用的模块化界面，信息产业更易与传统工业相互融合，并使得传统产业能获取更高的附加值，有了更广阔的升级空间，从而提升了f。与此同时，在模块化分工的背景下，跨国公司掌握着核心模块化技术，使发展中国家的升级更多局限于处于价值链低端的外围模块产品，升级后的实际收益下降，即f下降。因此，企业产品升级的收益系数f在模块时代的变化取决于一国受益于信息化与工业化融合的收益与受制于核心模块化技术的成本之对比。

（3）企业产品升级的成本系数c。张其仔将衡量企业跳跃完成后所面对的后续产业的升级机会称之为产业度d，并认为若产品通用性越强，产业度越大，企业升级后被锁定的风险也越小，从而升级成本越低［8］。由此可见，升级后产品的资产专用性将是影响企业产品升级的成本系数c的重要因素。模块化技术发展后，企业不必投资于生产复杂产品所需的全套设备，而可以采取外包策略，将外围模块组件交给专业化的厂商生产。且企业作为模块化生产网络中的一员，其产品通过标准的界面接口与其他企业产品相连接，更是大大化解了资产专用性的风险，使得升级的成本系数c下降。

（4）国家对特定产品的补贴系数s。通过国家对特定产品的补贴，可以有效提高企业的跳跃距离。但补贴时，一是要重点补贴跳跃距离较大的产品或核心模块化技术的研发，二是只给予第一家向该产业升级的企业补贴。因为第一家企业在转向生产率较高的新产品时，将面临着巨大的不确定性，或者说，要经历一个有成本的发现过程。不仅如此，一旦某个企业开发出生产率较高的新产品，又将面临一个新产品、新技术的信息外溢问题，即后续跟随成功企业进入的企业无需支付升级成本，很快就能掌握新产品生产技术。进行产业升级的第一家企业自身承担了开发成本，却不能独享新产品的全部收益的，理应得到国家补贴。

基于以上分析，我们可以将当今模块化技术发展对产业结构升级的影响归纳如下：

第一，政府应在模块化技术应用广泛的汽车、飞机制造、IT、金融等行业培育一批具备模块集成创新和标准制定能力的大型旗舰企业。

第二，对于中小企业，则应给予必要的资金和政策扶持，促使其研发技术含量较高的新模块产品，与大型企业形成能力互补，共同升级。

第三，模块化技术的发展促进了信息产业和传统产业的融合，使得企业获取更高的升级收益。

第四，模块化技术的发展将发展中国家企业锁定在外围模块产品的生产，从而降低了企业的升级收益。

第五，模块化技术的发展降低了发展中国家企业转向新产品生产所需的专用资产成本。

第六，通过国家对核心模块化技术的补贴，发展中国家企业既能获得生产核心模块产品的高收益，又能通过逆向外包享受模块化技术带来的低成本。但补贴只可发放给进入该领域的首家企业。

因此，如何制定模块化技术发展的相关政策，以充分利用其对产业结构升级的积极影响，有效抑制其消极影响，成为我国进行产业结构调整的关键之所在。

3 中国模块化技术的发展现状

为了检验以上的理论分析，并了解我国模化块技术的实际发展水平，作者所在的课题组对我国东、中、西部涵盖IT、汽车、金融行业的23家典型企业进行了现场调研，并在每家企业直接发放调查问卷20份，共回收有效调查问卷316份。我们采用5分法，请受调查者根据所了解的企业的实际情况对每一描述打分：“5”表示非常符合，“4”表示较为符合，“3”表示一般符合，“2”表示不太符合，“1”表示完全不符合。从模块化技术的总体发展情况来看，技术模块化、市场模块化、企业组织模块化和产业组织模块化四项的总体得分分别为：3.2468、3.0475、2.5601、2.2310。这说明我国模块化技术发展正处于由市场模块化向组织模块化过渡的关键阶段，且总体发展水平偏低。具体而言，多数受访企业的技术及管理人员基本了解模块化技术的概念，并在实践中将该技术用于新产品设计及增加现有产品种类和功能。一小部分受访企业开始尝试在企业内部采取大集团、小核算单位的模块化组织并采用战略业务单元的管理模式。但从分类企业的状况来看，不同类型企业的模块化技术发展却参差不齐，极不均衡。为了分析我国模块化技术在不同类型企业的发展现状，我们按照受调查企业的基本特征进行了分类分析（见表1）；并分类计算了不同特征企业模块化技术发展各指标的均值（见图1）。

通过对各类企业测度指标均值差异的显著性作进一步的方差分析，我们得出现阶段中国不同类型企业的模块化技术发展现状。

（1）企业规模越大，模块化技术发展越成熟。在产品模块化、市场模块化和企业组织模块化三方面，大、中、小型企业均有显著差异。在产业组织模块化上，各类企业没有显著差异，均在2左右，处于较低水平。通过进一步采用Spearman等级相关分析，企业规模与模块化技术发展程度之间的相关系数为0.1667，且显著水平为0.003。从理论上来说，企业规模越大，则越有可能从模块的批量生产或外购上获取规模经济，从而越有动力发展模块化技术并进行产品创新。

（2）三资企业的模块化技术发展遥遥领先于国有企业和民营企业。在模块化技术发展的四个衡量指标上，三资企业均显著高于国有企业及民营企业。国有企业和民营企业在产品模块化和产业组织模块化上不分伯仲，而两者在市场模块化和企业组织模块化方面则各有千秋。这说明三资企业通常直接沿用了发达国家母公司的先进的模块化设计、组织、生产理念，然而其模块化技术的外溢却并不显著，形成了相对于内资企业的“飞地”。从而造就了中国具备先进模块化技术的外资企业与模块化技术发展滞后的内资企业并存的“二元结构”。而民营企业则开始较多地利用市场来采购所需的中间产品，国有企业也正在努力通过构建企业内的模块化组织来加强内部激励。

（3）系统集成商的模块化技术发展水平高于模块供应商；专用模块供应商的模块化技术水平高于通用模块供应商。在模块化技术发展的前三个衡量指标上，系统集成商的模块化技术发展水平均显著高于专用模块供应商，而专用模块供应商的模块化技术发展水平又显著高于通用模块供应商。系统集成商负责界面规则的制定以及各模块的组装，对模块化技术的应用程度最高。而专用模块的供应商承担关键部件的生产，与系统集成商联系紧密，甚至参与其部分研发工作，对模块化技术的应用程度较高。通用模块的供应商则大多承担标准化的简单零部件的生产，对模块化技术的掌握程度较低。

（4）东部地区企业的模块化技术发展水平高于中西部地区企业。在模块化技术发展的四个衡量指标上，东部地区企业的模块化技术发展水平均显著高于中西部地区。这点首先与外资企业的分布息息相关，具备先进模块化技术的外资企业在东部沿海地区的聚集必然造成东部和中西部地区模块化技术发展的差异。其次，与东部地区相比，中西部地区的交通及信息基础设施相对落后也使得该地区的企业之间进行模块化分工协作的运输成本和交易成本居高不下，制约了模块化技术的进一步发展。

4 中国模块化技术发展存在的问题

（1）企业组织观念落后，对模块化技术的认识不足。由于受传统观念以及“大而全”、“小而全”思想的影响，很多企业既怕失去对生产经营管理的控制权，又怕额外利润被别的企业赚去，倾向于内部一体化生产与经营，或尽量不将生产与服务环节外包。这种做法不利于分工的深化发展，并阻碍了模块化技术的进一步发展，并最终使得模块化技术在内外资企业之间、不同产品企业之间、乃至地区之间的发展不均衡。部分企业对模块化技术虽有一定认识，但仍停留在设计采购、生产外包等技术层面，并未将其作为一种新兴的企业和产业组织模式来加以运用。

（2）模块化技术研发投入不足，企业创新能力低下。我国内资企业大多为通用模块供应商，远离核心模块技术，加之研发投入不足，只能生产简单的通用零部件。而大部分外资企业利用我国人力成本低廉的特点，把复杂产品的加工环节外包到我国。一些企业在技术上因而陷入了“引进—落后—再引进”的恶性循环中，没有属于自己的核心技术，研发创新投入不足，没有足够的竞争力。

（3）产业结构升级受制于核心模块技术与产业标准。尽管模块化技术发展在一定程度上促进了企业的工艺升级和产品升级，但我国长期处于附加值较低的生产加工环节，对其他模块尤其是核心模块的知识与技术知之甚少。同时也由于跨国企业会通过严格掌控核心技术以及产业标准来保持对我国产业链的控制，使得模块化技术发展中的技术外溢效应并不充分，功能升级受阻严重。资金积累能力的不足、融资渠道不畅、模块化企业规模过小，又使我国企业的研发能力和创新能力更显不足。因此，我国企业在向产业链高端攀升的过程中，明显受到发达国家在核心模块技术和产业标准上的制约，进一步升级的阻力较大。

（4）组建企业网络以进行集成创新的平台尚未搭建。系统集成商与模块供应商之间是通过运输及信息网络连接起来的网络组织，因此要形成模块化产业组织结构，就要先构建模块化的集成平台。通过这个集成平台来创建一个有序、高效、便捷的沟通交流途径，才能使各功能模块更好地进行物流和信息流的传输与反馈。我国的交通基础设施虽然较改革开放初期有了很大改善，但东西部之间发展不均衡，且信息基础设施发展仍然滞后，工业化与信息化融合严重不足。信息化程度低使得企业之间在产品设计、物流采购、生产运作、市场营销等关键环节无法互相衔接顺畅，完成专业化分工、形成高效便捷的模块化分工网络。

（5）产业融合效应不明显，产业间升级的高度受限。模块化技术的发展，弱化了资产专用性，并通过标准化接口提供了不同产业间融合的可能性。从我国的实际情况来看，产业融合的效应不明显，产业间升级的高度有限。由于模块化技术落后，传统工业生产的低附加值产品仍处于产能过剩的状况，企业无法通过信息化改造顺利过渡到新兴产业领域，完成产业间升级。而模块化组织发育的滞后，使得工业企业的生产性服务大多仍由企业内部提供，导致我国服务业无法由“生活型”服务业为主的低质结构顺利升级为“生产型”服务业为主的高质结构。

5 发展模块化技术促进我国产业结构优化升级的政策建议

（1）转换企业观念、重新定位，融入模块化产业链。模块化技术作为一种新型国际分工形态，为主导厂商和合同制造商提供了共同升级的良性互动机制。中国的企业应强化主动切入跨国公司产业链的意识，摈弃“大而全、小而全”的一体化产品开发模式，通过产业重组和流程重组，形成专注于核心价值模块开发的主导厂商和能为国内外品牌厂商提供专业化服务的模块供应商。

有声誉、信息、知识和资本优势的大企业应把自己定位于模块整合者或产业标准的制定者，通过柔性契约网络在全球整合资源，最终完成产业的功能升级，成为模块化网络中的旗舰企业。中小企业应把自己定位于可以发挥自己独特优势的模块供应商，尽快完成工艺升级和产品升级。政府则应通过政策引导，将模块化技术从产品设计、采购领域逐渐扩散至企业和产业组织领域，使得产业组织网络化、集群化，产业结构得到优化和升级。

（2）加强核心模块技术研发，推进产业全球化布局。在嵌入全球模块化网络的过程中，主导厂商为了自身利益会进行必要的技术转移，中国企业可以获得工艺升级和产品升级所需的一系列知识。但是，主导厂商在进行技术转移和生产外包的过程中，必然保留核心模块和关键技术知识，以维护其核心竞争力。

核心模块和关键技术的研发是一国实现功能升级乃至跨产业升级的关键环节。在全球金融危机的背景下，中国既可以通过全球购买或者通过国际并购的方式取得核心模块及关键技术；还可以通过设立政府性的专项研发基金以及政策的导向与扶持，集中力量研发核心模块。同时应鼓励企业进行全球化布局，将那些边缘性的模块实行外包，把一些逐渐失去竞争优势的环节转移出去，实行逆向外包，以充分利用其他国家的资源与成本优势，促进产业升级。

（3）完善知识产权保护制度，参与国际标准的制定。在模块化时代，一国产业的竞争力并不完全在于最终产品的生产，而在于对核心价值模块和技术标准升级的控制。中国应在提高研发能力的同时，沿着“技术专利化—专利标准化—标准许可化”路径，形成研发与“游戏规则”制定的良性互动。

从制度保障上来看，应当完善专利和知识产权保护的法律法规，提高我国专利的保护程度，尽快使自主创新的模块企业收回研发成本，鼓励创新活动的进一步开展。就国际技术标准而言，短期内中国虽然难以摆脱技术标准跟随者的角色。但根据现有的产业发展技术水平，政府应鼓励同一行业内具备全球加工能力的企业组成产业联盟，在某些领域参与国际标准的制定，争取产业发展利益。而各行业协会在引导、扶持相关产业领先企业组成联盟、制定标准上也应发挥重要作用。

（4）加强中西部基础设施建设，搭建集成创新平台。政府应通过完善信息和交通基础设施，搭建系统集成商与模块供应商之间、企业与政府之间相互交流、集成创新的平台，来促进模块化产业集群的发展，推动产业升级。这是因为模块化技术的发展离不开基础设施的完善，尤其是通讯与信息化基础设施条件。

为了促进模块化技术在地区间的均衡发展，政府须大力加强中西部地区的信息化建设，以增强各模块企业间、主导企业和政府部门间的信息交流活动。并深入推进工业化和信息化融合，以信息技术改造我国传统产业，提高企业产品的智能化、数字化水平，从而提升产品附加值和企业竞争力。同时，政府还应加大对中西部地区交通基础设施的投资，通过降低区域间运输成本、扩大市场规模来促进企业的专业化分工，从而保障地区间模块化技术的均衡发展。

（5）加快工业化信息化融合进程，促进产业间升级。深入推进工业化和信息化融合，一是要以包含信息技术的先进模块来改造传统产业，提高工业生产全流程的信息化水平。在产品设计、设备改造、生产过程、经营管理、市场营销等各个环节，通过引入信息模块实现降低成本、提高产品精度和质量、提高生产效率的目标，从而提高我国传统产业的竞争力。同时，通过包含信息模块的智能化新产品的研发与生产，使企业从传统工业领域逐步过渡到新兴产业领域，顺利完成产业间升级。二是要着力推动依托于信息模块的生产性服务业的发展，如科技咨询、工业设计、现代物流、软件服务、创意产业等。这些与信息模块紧密结合的新兴生产性服务业，延伸了工业品的产业链条，使工业生产从以制造业为主向生产性服务业延伸，在以产业深化的方式推动工业自身结构升级的同时，还促进了我国三次产业结构由工业向现代服务业的升级。

［1］青木昌彦，安藤晴彦.模块化时代——新产业结构的本质［M］.周国荣译.上海:上海远东出版社，2003.

［2］孙彬彬.组织变革中的企业内分工——对Becker-Murphy分工模型的扩展［J］.中国工业经济，2006，（2）：106-112.

［3］Chesbrough H.W..Towards a Dynamics of Modularity.A Cyclical Model of Technical Advance ［A］.Prencipe A.，Davies A.,Hobday M.，eds.The Business of Systems Integration［C］，Oxford University Press，2003.

［4］范爱军，杨丽.模块化对分工演进的影响——基于贝克尔-墨菲模型的解释［J］.中国工业经济，2006，（12）：67-73.

［5］Humphery John，Schmitz Hubert.Governance and Upgrading:Linking Industrial Cluster and Global Value Chain Research ［R］.Brighton:Institute of Development Studies Working Paper No.120，2000.

［6］韩晶，佛力.基于模块化的中国制造业发展战略研究——以电子信息产业为例［J］.科技进步与对策，2009，（10）：57-61.

［7］程文，张建华.中国汽车产业模块化技术发展与产业升级［J］.中国软科学，2010，（4）:44-49.

［8］张其仔.比较优势的演化与中国产业升级路径的选择［J］.中国工业经济，2008，（9）:58-68.

［9］Hausmann Ricardo，Klinger Bailey.Structural Transformation and Patterns of Comparative Advantage in the Product Space ［R］.Cambridge:Center for International Development Working Paper No.128，2006.

［10］Hausmann Ricardo，Klinger Bailey.The Structure of the Product Space and the Evolution of Comparative Advantage ［R］.Cambridge:Center for International Development Working Paper No.146，2007.

［11］Hidalgo C A，Klinger B，Barabasi A L，et al.The product conditions on the development of nations ［J］.Science，2007，317（27）:482-487.

（责任编辑 张九庆）

Chinese Modular Technology Development and Industrial Upgrade

Cheng Wen,Zhang Jianhua
（School of Economics,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,China）

As a division technology of industry,the modular technology impacts industrial upgrade significantly.This paper analyzes the micro mechanism,which the modular technology impacts industrial upgrade through a expanded product space structure model.Then the paper analyzes the current situation of Chinese modular technology and the main obstacles to its development by questionnaire,aiming to put forward some practical policies and suggestions to promote industrial upgrade.

modular;industrial upgrade;product space

F062.4

A

国家社会科学基金重大项目“新型工业化道路的工业结构优化升级研究”（06&ZD035），中国科学技术协会政策研究类课题“模块化技术发展与产业结构优化升级研究”（2008ZCYJ07）。

2010-08-09

程文（1982-），男，湖北武汉人，华中科技大学经济学院博士研究生；研究方向：产业经济学、演化经济学。