垂直专业化、知识产权保护与我国制造业技术创新

张瑾 陈青 陈俊聪

（1.南京农业大学 理学院，江苏 南京210095；2.南京农业大学 金融学院，江苏 南京210095）

一、引言与文献综述

内生增长理论研究表明，技术进步是推动经济持续稳定增长的决定性因素。对于中国等新兴经济体而言，参与国际垂直专业化分工对本国技术进步和经济发展将产生显著影响。胡昭玲（2007）、徐毅、张二震（2008）采用行业层面数据研究表明，垂直专业化能够促进中国工业行业生产率的提升，而且对本国产业的国际竞争力产生明显的推动作用。Egger（2005）运用欧盟成员国制造业细分行业数据检验了跨国外包对非熟练技能工人劳动生产率的影响，实证研究发现，在短期内，跨国外包能够对非熟练工人劳动生产率提升起到抑制作用；但是，在长期内，跨国外包有助于提升非熟练工人劳动生产率。与此同时，部分学者从技术创新的视角，研究垂直专业化分工对本国产业技术进步的影响。于明超、陈柳（2011）研究了垂直专业与中国企业技术创新之间的关系，结果表明：以垂直专业化融入全球价值链在总体上促进了企业技术创新产出的提高，通过对不同种类专利数据的进一步分析表明，中国企业往往只是掌握某些实用型的非核心技术实现一般意义上的产品升级。梁超（2013）利用我国1999-2010年的行业面板数据析了垂直专业、人力资本与中国工业企业技术创新之间的关系，研究结果表明，垂直专业化促进我国制造业行业技术创新活动的提高。戴魁早（2013）研究表明，垂直专业化促进了我国高技术产业的创新效率、资源配置效率和技术进步，并且加入WTO后的这种促进作用更为明显。考虑到我国主要以加工贸易的方式参与国际化分工，有学者指出垂直专业化对本国创新效率的提升，可能由于行业的不同而产生差异。于津平、邓娟（2014）的研究表明，一般贸易垂直专业化对产业价值链的升级有促进作用，而加工贸易垂直专业化却对产业价值链升级具有抑制作用。而Naghavi和Ottaviano（2009）研究指出，外包使得企业生产成本缩减，生产成本的优势以及研发机构远离生产部门、消费者都会使企业的创新动机和创新能力被削弱。

随着研究的逐步深入，部分学者逐步考虑转型经济体制度变化的影响效应，即垂直专业化对我国技术创新的作用效果也受到知识产权保护度现状的影响。理论上，严格的知识产权保护制度能使技术专利的拥有者享有对创新专利的排他性权利，使之获取更多经济利益，从而激励创新。但是，更多的学者发现知识产权保护对发展中国家的技术创新影响并不简单。Schneider（2005）的研究表明，知识产权保护度与发达国家的技术创新效率正相关，却与发展中国家的创新效率负相关。Prino（2000）认为知识产权保护与技术创新水平之间存在着“U型”关系。余长林、王瑞芳（2009）的研究发现，经济水平越高，加强知识产权保护对技术创新的促进作用越明显。

已有的相关研究表明，参与垂直专业化分工与知识产权保护制度对发展中国家的技术创新效率有着复杂的影响，但已有研究并未将两者相结合来探究其对我国制造业技术创新的影响机制，且大多数文献对垂直专业化水平的测量与我国实情存在着偏差。鉴于现有相关文献的研究成果与不足，本文将从以下几个方面进行创新与拓展：选取了2001-2011年我国制造业行业连续的面板数据，时间跨度较大，使得结果分析更有说服力；在测算垂直专业化时，考虑了中国以加工贸易为主的国情，先分别计算加工贸易和一般贸易的垂直专业化值再将两者相加，避免了大多文献对中国垂直专业化值测算存在的低估问题，测量更为合理精确；同时检验了总体贸易垂直专业化、一般贸易垂直专业化和加工贸易垂直专业化对技术创新的影响，深入探究其作用机制；在解释变量中纳入了知识产权保护制度变量，分析我国经济转型过程中在高低不同水平的知识保护度下，分别检验了垂直专业化对我国制造业技术创新的作用。

二、理论分析与研究假说

1.垂直专业化对技术创新水平的影响

垂直专业化通过节约生产成本，提高生产效率及扩大出口绩效提高了发达国家的产业利润和经济效益。同时，技术知识具有外部性，垂直专业化通过技术溢出和技术转移对发展中国家技术创新产生的影响也不容忽视。一方面，垂直专业化分工通过国际贸易而产生的“干中学”效应和投入产出效应使发展中国家借以提升自己的技术水平；另一方面，垂直专业化分工带来的技术转移和技术溢出使得发展中国家通过学习和模仿来提高自身的创新效率。技术溢出分为行业内的水平溢出和由产业关联效应产生的行业间垂直溢出，行业间的垂直溢出又分为前向溢出和后向溢出。刘瑞祥、姜彩楼（2010）的研究表明，溢出效应主要体现在垂直溢出方面，其中前向溢出效应有所减弱，而后向溢出效应得以增强。刘海云、唐玲（2009）研究指出随着垂直专业化分工的深化，企业越来越专注于自己的核心业务，这会提升其生产率和核心竞争力，而生产率提高和核心竞争力的增强有利于提高企业在创新过程中的产出效率。基于以上分析，本文提出如下假说。

假说1总体的垂直专业化水平对我国技术创新水平的提高具有促进作用。

刘海云、唐玲（2009）研究发现，随着垂直专业化的深化，企业（或行业）外购中间投入会增加；根据贸易理论，这会带来中间投入品贸易的技术溢出和扩散等动态效应。一般贸易通过与国外出口部门的前、后向产业关联效应，加速了国外技术扩散和传递，并且这些从事一般贸易的企业能够从全球获得知识技术密集型的中间投入品，有利于企业提高研发的效率和质量，从而提升本国的技术创新效率。我国参与加工贸易垂直专业化分工主要是以劳动密集型产业为主，且大多从事技术含量较低的加工装配生产，对创新能力的要求不高，投入了大量的人力资源，产生的技术溢出十分有限，产出与投入并不成正比。而一般贸易垂直专业化往往涉及产品的研发设计，重要零部件等核心业务，要求企业有良好的资源整合能力和创新水平，是一种较为主动的国际分工参与方式，因而产生的技术溢出较为明显。基于以上分析，本文提出如下假说。

假说2一般贸易垂直专业化对技术创新能力提升起到推动作用，而加工贸易垂直专业化对技术创新水平提高起到抑制作用。

2.在不同的知识产权保护度下，垂直专业化对我国技术创新水平的影响。

对于发展中国家而言，自主创新能力较低，一般主要通过学习与模仿发达国家的技术外溢效应来增强自身的创新效率。如果知识产权制度过于严厉苛刻，则会产生垄断效应，降低技术知识的外溢效应，增加发展中国家吸收技术溢出的成本，从而抑制了发展中国家模仿创新的能力提升。周经、刘厚俊（2009）研究发现，在全国层面上看，贸易和知识产权对技术进步促进作用不显著；基于东中西部三大区域的实证研究表明，国际贸易和知识产权对东部地区技术进步有显著地促进作用；中部地区，知识产权促进技术进步效应明显；但在西部地区，由于经济发展和人力资本水平的“门限效应”，促进技术进步的溢出条件尚未发生作用。因而，宽松适度的知识产权保护度更有利于发展中国家利用技术溢出来实现自身创新水平的跨越式提升。基于此，本文提出如下假说。

假说3适度的知识产权保护度更有利于垂直专业化对本国技术创新能力的促进作用。

三、计量模型、变量与数据

（一）计量模型的设定

在分析垂直专业化和知识产权保护制度对我国制造业技术创新影响时，需要考虑其他因素对我国技术创新的影响，本文将垂直专业化水平和知识产权保护度作为核心解释变量，并引入研发强度、人力资本水平及行业规模作为其他控制变量，依照前人的研究经验，建立以下计量模型。

其中，t表示年份，i表示制造业。Techit表示技术创新水平；VSSit表示我国制造业的垂直专业化水平；IRPt表示知识产权保护度；Xit表示影响我国制造业技术创新产出的其他控制变量，具体包括研发强度、人力资本水平及行业规模；λi是行业i的截面效应；εit为随即扰动项。

（二）变量说明

1.被解释变量——技术创新产出指标。

技术创新产出主要表现在新产品产出和专利产出等方面，专利产出为直接衡量指标，新产品产出为间接衡量指标。由于部分专利不能转化为现实生产力（梁超，2013），因而大多数文献采用新产品销售收入来衡量技术产出。本文将计算新产品销售收入占主营业务收入的份额，以此衡量技术创新产出。因为这一指标能够反映技术创新成果的市场认可度及给社会带来的实际价值。

2.解释变量——垂直专业化的测量。

如何准确合理地衡量我国垂直专业化水平一直是研究此类问题的关键，涉及到的数据复杂庞大且不易统计。国内大多数文献在测算国际垂直专业化水平上，主要是借鉴 Hummels et al.（2001）的测算方法，用出口中包含的进口中间投入品价值的比重来表示国际垂直专业化分工水平。如北京大学中国经济研究中心课题组（2006）［10］，张小蒂、孙景蔚（2006）采用了 Hummels et al.（2001）的计算方式。鉴于此，国家某一具体制造业的垂直专业化指数（VSS）计算公式为

其中，X表示年度总出口额，VS表示年度的贸易总额，μ＝（1，1，1，…，1，1）是1×n维的向量，AM是n×n维度进口中间品的系数矩阵，Xv是n×1维的各制造业出口向量，n表示制造业数量，AD是n×n维度的国内直接消耗系数矩阵，I是n×n维度单位矩阵，（I-AD）-1是里昂惕夫逆矩阵，用以表示进口的中间产品在国内各制造业部门中被循环使用的效果。此外，AD＋AM＝A。A是投人产出表的直接消耗系数矩阵。在计算AM时，假设最终产品中进口与国内生产的各自所占份额与中间品中进口与国内生产的各自所占份额相等，则进口的i行业产品中，中间产品的比例等于i行业的总进口/（总产值＋进口-出口）。用此中间产品比例列向量在投人产出表的A矩阵的每行乘以相同的比例就得到了AM矩阵。同时，某一分行业i的年度垂直专业化指数VSSi即为该分行业垂直专业化贸易额VSi与对应的出口额Xi的比值。

但是，以上的测算结果并不能真实地反映中国贸易的实况。Dean et al.（2007）［12］认为中国政府为加工贸易制定许多优惠政策促使加工贸易发展壮大，而加工贸易进口的产品实际上都是进口中间投入品，最终产品中进口与国内生产的各自所占份额与中间品中进口与国内生产的各自所占份额相等的假设比例对中国现实的贸易状况来说并不合理。本文将借鉴其思想，考虑加工贸易的特殊性，建立以下计算方法

其中，VSSi为行业i总体的垂直专业化水平；VS1i是投入产出中未包含来料加工费的垂直专业化水平，在计算该值时，AM中确定进口中间品比重所用到的出口值去除了来料加工及其加工费用；VS2i表示加工贸易的垂直专业化水平，即用来料加工进口值除以加入来料加工进出口额差值后的总产出。该方法将加工贸易和一般贸易分开测算更为精确。

本文在测算中国制造业的垂直专业化水平采用了1997年，2000年，2002年，2005年，2007年及2010年的投入产出表，这其中只有2007年投入产出表列出了来料加工进出口数据，本文将以2007年算出的来料加工比重来代替其他年份的对应比重。中国其他年份的投入产出表因投入产出表编制周期长、工作量大没有编制，因此不能直接计算其国际垂直专业化分工水平。对2000-2011年缺失年份的国际垂直专业化分工水平，根据基年的国际垂直专业化分工水平按平均增长率进行计算。因投入产出表的编制年限都在2-3年之间，国际垂直专业化分工水平也没有大幅度的变化，因此对其他年份的国际垂直专业化分工水平按平均增长率计算误差也不会太大。

3.解释变量——知识产权保护度的测量。

保障一个国家的经济稳定发展以及科学技术持续进步离不开知识产权的保护。我国知识产权保护制度相对于发达国家而言起步较晚，但自建立以来取得了快速和长足的发展，并在不断的完善与贯彻中。它既是保证社会主义市场经济正常运行的重要制度，又为科学技术的交流与创新提供了基本环境。知识产权保护是利弊共生的，恰当的知识产权保护能够维护企业作为知识成果创造者的权益，从而激发其技术创新的意愿和行动。知识产权保护力度不足会使企业的利益受损，导致其部分创新动力和热情的丧失。然而，过于苛刻的知识产权保护制度相当于加强了垄断，造成社会福利的损失，从而可能对技术创新产生消极作用（张平，2008）。关于知识产权保护度的测算，Ginarte和Park（1997）计算的GP指数被大多数研究认可和采用，我国学者也根据我国的具体情况对此进行了修正，将“执法力度”这一变量引入其中（姚利民，2009；代中强，2010），使之更符合中国国情。计算方法如下

其中，IRPt表示修正后的知识产权保护度，Lt表示知识产权立法强度，一般用GP指数表示；Et表示知识产权执法力度。为得出与我国实况相符的知识产权保护，本文将参照我国学者改正后的方法来测算IRP。本文将执法力度归结为以下几方面：第一，社会法制化程度。用律师占总人口的比例来衡量。一般地，将一个国家的律师比例达到或超过万分之五的法制化程度设定分值为1，小于万分之五时按比例计算。第二，法律体系完备程度。本文采用立法时间和专利法立法时间两个指标来衡量。当立法时间超过100年时分值为1，小于100年时按比例计算。将专利法立法时间超过30年时的分值设为1，小于30年时按比例计算。第三，经济发展水平。用人均GDP衡量，当人均GDP超过2000美元时分值为1，不足2000美元时按比例计算。第四，社会知识产权保护意识，用人均专利申请的数量来表示。将万人拥有的申请量达到或超过10件时分值为1，不足10件时按比例计算。第五，政府机构的执法效率，用专利侵权案件的结案率来衡量。第六，国际监督制衡机制。采用成为WTO成员国的时间跨度作为衡量指标，我国从复关谈判开始直至加入世贸组织第五年的时间段为1986年-2005年，可假设WTO成员指标在这一时间跨度下从0到1均匀变化（许春明，2008）。最后，对各项分值进行加权平均得到执法力度的分值，再与GP指数相乘便得到修正后的中国知识产权保护水平。

4.控制变量。

技术创新水平同样也受到研发强度（RD）、人力资本水平（H）、行业规模（S）其他控制变量的影响。一般来说，通过对技术知识溢出的吸收与借鉴来增强本国的自主创新水平离不开高强度的研发投入，因而研发强度的增强对技术创新的提高有促进作用，本文将采用RD经费与主营业务收入的比值这一指标来衡量研发强度；人力资本水平的提高能从根本上提升技术创新水平，本文将采用RD人员全时当量占年末从业人员的比值这一指标来衡量人力资本水平；行业规模的扩大能通过产生规模经济和节约成本来提高技术创新效率，本文将选取大中型企业的工业总产值来衡量行业规模，并以1996年工业品出厂价格指数平减为实际的工业总产值，同时对变量取对数，一来是为了消除异方差，二来是保证序列的平稳性。

（三）数据说明

1.数据来源。

本文所用的投入产出表来自中国投入产出学会网；专利侵权案件的结案率由国家知识产权局网公布的原始数据计算得出；其他相关数据均来源于《中国统计年鉴》和《中国科技统计年鉴》。

2.数据统一和对接。

本文样本数据的时间范围为2000-2011年，除了2011年和2008年由于年鉴统计问题采用了规模以上工业企业数据，其他年份均采用大中型工业企业相关数据。本文将原始的多个制造业行业通过筛选与合并组成15个制造业行业，使之与投入产出表中的相关部门保持一致，即食品制造及烟草加工业，纺织业，纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品业，木材加工及家具制造业，造纸印刷及文教体育用品制造业，石油加工、炼焦及核燃料加工业，化学工业，非金属矿物制品业，金属冶炼及压延加工业，金属制品业，通用、专用设备制造业，交通运输设备制造业，电气机械及器材制造业，通信设备、计算机及其他电子设备制造业，仪器仪表及文化办公用机械制造业。

四、方法、结果及分析

由于行业存在个体异质性，本文将采用固定效应和随机效应模型进行实证检验。这两个模型的差别主要反映在对个体效应的处理上，固定效应模型假定各个制造业行业的个体差异是特定的，用一系列常数来表示；而随机效应模型则假定行业之间的个体差异是随机的，用一个随机变量来表示，在具体选择时常用Hausman检验作为模型选用的依据。本文在实证检验时先对总体贸易做回归检验，再检验剔除加工贸易后得到的一般贸易对技术创新的作用，采用STATA11.0软件对模型公式进行回归分析，回归结果如表1所示。

表1 基于15个制造业行业面板数据的总体贸易和一般贸易回归结果

从表1中可以看到，Hausman检验的P值拒绝了原假设即随机效应，所以采用固定效应模型中各解释变量的系数估计值来分析检验结果更加合理。同时可以看出，模型的总体回归具有统计显著性，其所包含的解释变量大部分也具有统计显著性且估计值与理论分析基本相符。

检验结果显示，无论是在总体贸易中还是在一般贸易中，本文的核心解释变量VSS的系数均为正，且在1%的水平下显著，其系数要大于除研发强度外的其他解释变量的系数。这说明，从整体上看，垂直专业化对我国技术创新水平的提高起到重要的促进作用，假说1得到验证，参与国际垂直专业化分工确实能通过学习发达国家的技术溢出和转移以及产业关联效应来提升我国制造业技术创新水平，但其作用仍不及研发投入所带来的技术创新效益的提高，反映出我国并未在加入垂直专业化分工的全球生产网络中获得预想的效益。另外，加工贸易垂直专业化的系数为负且未通过10%的显著性检验，一般贸易垂直专业化的系数较之总体贸易有所提高，这表明加工贸易垂直专业化并不利于我国制造业工业提高自身的创新能力，真正促进我国制造业技术创新水平提高的垂直专业化是一般贸易垂直专业化，假说2得以验证。这可能因为我国以加工贸易为主要方式参与国际分工，是一种被动的参与模式，处于生产价值链低端，大多数是以廉价劳动力为比较优势的劳动密集型产业，生产加工的产品技术含量和附加值较低，不易接触处于价值链高端国家的先进核心技术来模仿学习以提高自身的自主创新能力，而一般贸易垂直专业化是一种主动参与的方式，以技术密集型产业为主，易接触吸收高端先进的技术和经验来激发自身的创新能力。

知识产权保护度的系数在三组检测结果中均为负且具有1%的统计显著性，表明我国现有的知识产权保护度不利于发挥垂直专业化的技术创新效应。此外，在一般贸易中的知识产权保护度对技术创新的负作用较之在总体贸易中加强了，而在加工贸易中的知识产权保护度对技术创新的负作用较之在总体贸易中减弱了。这说明较之加工贸易，我国现有的知识产权保护制度在一般贸易垂直专业化分工中更不利于产业吸收模仿处于分工价值链高端的国家的技术指导和转移。这可能是由于加工贸易接触的产品多数为低附加值和低技术含量的产品，而参与一般贸易垂直专业化的多为资本密集型和技术密集型产业，其受知识产权保护制度的影响比较大。同时，我国目前知识产权保护体系还不够完善，执行效率不高，不能很好地保护技术创新的成果，使得企业利益受损，其创新热情受到打击，导致其创新产出和竞争力的下降；另一可能原因是对于我国现有创新能力而言，知识产权保护度过于苛刻严厉，导致某些先进技术的垄断，阻止和抑制了对该技术的学习改进和创新。

研发强度无论是在总体贸易还是在一般贸易和加工贸易中，影响系数都为正且通过了1%的显著性检验，其系数明显大于其他解释变量的系数。这说明研发强度在增强我国制造业创新能力的方面发挥着重要作用，可能的原因是，无论是提高自主创新水平还是通过“干中学”效应等间接方式来提高自身创新水平，都离不开研发投入，只有研发强度达到一定的水平，才能充分学习吸收先进技术。

人力资本水平的估计值在总体贸易和加工贸易中意外为负值且在三组检验中均未通过10%的显著性检验，其并未对技术创新产生积极的作用。可能的原因是人力资本水平投入存在滞后效应而导致的，人力资本的投入占用了当期的人力资源，对当期的技术研发效率形成下行压力，其对技术创新的促进作用要在下一期才能体现，当期技术水平的提升主要依赖于垂直专业化和研发投入。

行业规模在三组检验中系数均为正且通过了5%的显著性检验，表明扩大行业规模对我国制造业技术创新水平的提高有着积极的促进作用。这可能是因为行业规模的扩大可以产生规模经济和范围经济，企业的创新成本降低，创新效率得以提高。

为了进一步探究垂直专业化水平对我国技术创新影响在不同知识产权保护度下的特征，本文以最高与最低知识产权保护度的算数平均值为分界线，对我国制造业行业的面板数据进行分组，检验回归结果如表2所示。

表2 对15个制造业行业分样本回归结果

从表2的回归结果中可以看到，在知识产权保护度较低组中，垂直专业化水平对技术创新具有正向的影响，且通过了5%的显著性检验。而在知识产权保护度较高组，垂直专业化水平对我国技术创新的影响表现为不显著的负向作用。这说明，知识产权保护度越低，垂直专业化程度越高，越有利于我国技术创新水平的提升，假说3得以验证。产生这种现象的可能原因是，当前我国在参与国际垂直专业化时仍被锁定在产品内国际分工的底层，与位于国际分工体系顶层的发达国家存在明显的技术差距，处于学习模仿的阶段。我国企业主要通过投入产出效应、干中学效应等获得发达国家的技术溢出与技术转移来提高自身的技术创新水平。过于严格的知识产权保护制度将会造成权利的滥用和技术垄断，阻碍了技术的正常传播与扩散，增加了企业模仿学习的固定成本和重复创新劳动投入，这在一定程度上削弱了企业创新的积极性和效率，不利于技术创新能力的提升。

五、结论与政策含义

本文利用我国2000年、2002年、2005年、2007年及2010年等相关年份的投入产出表，测算了我国制造业细分行业垂直专业化水平，并运用2000—2011年我国15个制造业分行业的面板数据，实证检验了垂直专业化对我国制造业技术创新的影响；在此基础上，本文进一步检验了我国知识产权制度对垂直专业化的创新效应影响研究。实证结果得到以下的结论。

（1）参与国际垂直专业化分工提升了我国制造业技术创新能力，其中一般贸易垂直专业化对我国技术创新水平的提高具有促进作用，而加工贸易垂直专业化对我国技术创新水平的提高产生了抑制作用；（2）我国现有的知识产权保护制度，不利于垂直专业化分工提升我国技术创新能力，且这种抑制作用在一般贸易垂直专业化中更为显著；（3）在知识产权保护度较低组中，垂直专业化水平对技术创新具有正向的影响，且通过了5%的显著性检验，而在知识产权保护度较高组，垂直专业化水平对我国技术创新的影响表现为不显著的负向作用；（4）研发强度在促进我国制造业技术创新上发挥着举足轻重的作用，行业规模在一定程度上也有利于我国技术创新水平的提高，而人力资本水平可能由于存在时滞效应而对当期的技术创新影响效果并不明显。

本文的研究具有丰富的政策含义，为针对技术进步策略的制定和实施提供了依据。

首先，我国要继续推进积极融入国际垂直专业化的生产网络，促进国际外溢效应对本国技术创新的推动作用。参与国际垂直专业化分工，有助于我国加强与全球价值链顶端的发达国家的技术交流与合作，从而推动我国产业结构调整与经济增长方式转变。同时，我国要逐步降低加工贸易在出口结构中的比重，鼓励企业参与一般贸易的垂直专业化分工，积极吸收借鉴发达国家的技术溢出和技术扩散，实现技术升级与创新和向价值链顶端攀升。

其次，要采取适度的知识产权保护政策，促进国际分工对我国技术创新能力的正向效应。现阶段我国技术创新能力相对较弱，适度的知识产权制度有助于我国企业消化吸收垂直专业化分工的技术外溢效应，从而逐步缩小与发达国家的技术差距并向动态比较优势转变，实现向高附加值产业的延伸和外贸易商品结构的升级。

最后，要强调企业自主创新的重要性，可通过政府拨款等方式加强研发经费投入和研发人才的专业化培养来提高我国制造业行业自主创新的能力，从而努力提高出口产品的附加值和技术含量，从根本上提升我国的国际竞争力，以防落入贫困式增长的陷阱。

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