中国高技术产业技术创新能力的实证分析

王 敏，辜胜阻(.武汉大学战略管理研究院，湖北 武汉 430072；2.中国

(绵阳)科技城管委会，四川 绵阳 621000)

中国高技术产业技术创新能力的实证分析

王 敏1,2，辜胜阻1(1.武汉大学战略管理研究院，湖北 武汉 430072；2.中国

(绵阳)科技城管委会，四川 绵阳 621000)

本文利用中国高技术产业发展的经验数据，综合运用统计分析方法和数据包络分析方法，从投入能力、产出能力和创新效率三个方面对其技术创新能力进行系统评价。结果发现：从纵向时间维度看，我国高技术产业技术创新投入和产出能力均呈现不断大幅提升的态势；但是从横向行业维度看，我国高技术产业的技术创新投入和产出表现出显著的行业集中特征；在创新效率方面，各个行业存在明显差异，部分行业甚至面临投入冗余与产出不足并存的问题。

高技术产业；技术创新能力；创新投入；创新产出；创新效率

1 中国高技术产业技术创新投入分析

1.1 高技术产业技术创新投入的总体概况

改革开放以来，特别是第九个五年计划以来，中国高技术产业进入快速发展时期，从物资资本投入来看，1995—2012年期间，中国高技术产业研发经费内部支出从17.85亿元增加到1733.81亿元，增长了96.15倍。研发经费占产品销售收入的比重也从0.46%上升到1.70%，接近翻了两番，研发强度远远高于制造业的平均水平。与之同时，新产品开发经费投入从32.38亿元增加到2128.19亿元，17年的平均投入增速达到29.12%。从人力资本投入来看，1995—2012年期间，高技术产业研发人员全时当量投入也从5.78万人年增加到62.32万人年，平均增长16.72%(见图1)。

图1 中国高技术产业技术创新投入变化情况

与传统产业相比，高技术产业的高创新投入特征更加明显。高技术产业与传统产业创新投入差距不断拉大的趋势更趋明显。根据我们对大中型企业研发投入强度的测算，高技术产业与传统产业研发投入差距由2005年的0.63个百分点上升到2011年的0.93个百分点(见图2)。高技术产业创新优势更加凸显。

1.2 高技术产业技术创新投入的行业特征

从纵向上看，中国高技术产业各个行业技术创新投入规模变化和增长速度均呈现出明显的行业差异。1995—2012年期间，电子计算机及办公设备制造业和电子及通信设备制造业两大行业遥遥领先，明显高出中国高技术产业整体投入水平。由表1可知：两个行业2012年的研发经费投入、研发人员投入和新产品开发经费投入分别较1995年增加了308.54倍、45.33倍、159.94倍和185.02倍、21.12倍、97.62倍。1996—2012年的17年里，电子计算机及办公设备制造业研发经费支出平均增长了56.91%，研发人员投入平均增长了36.74%，新产品开发经费支出平均增长了43.52%，分别高出中国高技术产业整体水平约25、20和14个百分点。电子及通信设备制造业的三项技术创新投入也都高出产业整体水平4个百分点以上。但从研发经费投入强度来看，电子计算机及通信设备制造业也是增幅最小的行业，1995—2012年期间仅增长了0.63个百分点，低于高技术产业平均增幅约1.26个百分点。

图2 高技术产业与传统产业研发投入强度比较

从横向上看，由于高技术产业各行业规模和发展特征的差异，技术创新投入存量也呈现明显的行业差异。在研发投入总量方面，电子及通信设备制造业的研发经费投入规模长期“独领风骚”，超过整个高技术产业研发经费投入的一半。2005年这一比重达到最大值，约占到整个产业研发投入的65%。近年来，由于医疗设备及仪器仪表制造业、医药制造业、航空航天制造业研发投入规模扩张加快，电子及通信设备制造业研发投入占产业总投入的比重有所下降。到2012年，该行业研发经费内部支出为954.09亿，约占整个高技术产业投入总量的55%。

从研发投入强度看，航天航空器制造业的研发经费投入强度最大，2012年达到7.03%，高出高技术产业平均水平近5个百分点。同样，航天航空器制造业也是中国高技术产业研发强度增幅最大的行业，1995—2012年间增长了4.55个百分点，高出平均增幅约2.65个百分点。

表1 中国高技术产业各行业技术创新投入变化

注：(1)规模数据为2012年各项技术创新投入相对于1995年投入水平发生的变化；(2)速度数据为高技术产业各行业1996—2012年的平均增长速度；(3)研发人员投入量为研发人员全时当量。

2 中国高技术产业技术创新产出分析

2.1 高技术产业技术创新产出的总体概况

伴随技术创新投入增长，中国高技术产业技术创新产出也是硕果累累，专利申请数量、发明专利拥有量、新产品产值和销售收入都呈现逐年增长的态势。1996—2012年间，中国高新技术产业专利申请量和有效发明专利拥有量分别年均增长43.01%和43.88%。2012年产业专利申请量达到12.78万件，拥有有效发明专利11.58万件，与1995年专利产出相比，总量增长均超过200倍。与之同时，高技术产业技术创新成果向经济效益转化也取得巨大成就。截至2012年，中国高技术产业新产品销售收入达到25571.04亿元，较1995年增长了46.5倍，在过去17年里平均增速接近30%。在整个工业体系中，我国高技术产业的研发实力和技术产出能力正发生巨大变化，专利申请量占工业行业专利申请总量的比重已达到30%左右，有效发明专利占比接近50%，在整个工业行业中的“创新主导”地位日益显现(见表2)。

2.2 高技术产业技术创新产出的行业特征

近二十年来，由于高技术产业各行业发展速度和创新投入的巨大差异，各行业产出增速和产出构成表现出明显的行业差距。与1995年研发产出水平相比，电子计算机及办公设备制造业和电子及通信设备制造业的专利产出规模增长达数百倍，远远高于高技术产业的平均水平。从各行业研发产出和产品效益的增速看，电子计算机及办公设备制造业的新产品总产值和新产品销售收入的增幅规模也遥居榜首，明显高于其他所有行业。

与技术创新投入“一头独大”的行业分布格局相同，技术创新产出也呈现出明显的行业集中特征。目前，电子及通信设备制造业的专利申请量和发明专利拥有占整个高技术产业研发产出总量的比重超过60%，而其他行业的研发产出成果比重均在10%左右，最低的航空航天器制造业2012年专利申请量仅占3.04%，发明专利拥有量比重不到2%。

表2 高技术产业与传统产业专利产出比较 单位:%

注：(1)表中数据为各项指标占整个工业行业部门相应年份总量的比重；(2)所有数据均为大中型工业企业数据。

电子及通信设备制造业相对较强的研发实力和产出能力也使其具有较为突出的市场竞争力。如表3所示，电子及通信设备制造业的新产品总产值和新产品销售收入均占到高技术产业新产品总产出的50%以上，俨然已成为中国高技术产业的主导行业。特别是近年来华为、中兴等本土通信设备制造企业的异军突起和快速成长，使得中国通信设备制造业在国际市场的地位和话语权得以显著提升。随着国家越来越重视高技术产业和战略性新兴产业发展，尤其鼓励和支持技术创新的市场环境和制度环境不断优化，医药制造业、电子计算机及办公设备制造业、医疗设备及仪器仪表制造业、航空航天器制造业等高技术产业也呈现出快速发展的态势，技术创新规模和产出能力不断提升，日益成为推动中国高技术产业创新发展和提升国际市场竞争实力的新生力量。

表3 高技术产业各行业技术创新产出能力比较 单位：%

3 中国高技术产业技术创新效率评价

3.1 技术创新效率评价的一般方法

通过对SFA和DEA方法的比较，我们将选择DEA方法。这主要是因为SFA方法通常是用于评价多个投入、一个产出的情况，同时该方法需要考虑生产函数、技术无效率分布的具体形式。然而，对于复杂系统的效率评价，使用该方法的各项条件可能难以满足，特别是生产函数的选择[1]。DEA方法能够用于评价多项投入和产出的复杂系统的效率，且无需考虑生产前沿的具体形式，这是其最大的优点。创新本身是一个复杂的系统工程，其投入产出也呈现多样化。同时各行业的创新生产函数可能存在较大差异，具体、统一的生产函数估算难度较大。

在模型的选择上，我们选择基于规模收益可变的BC2模型。这是Banker，Charnes和Cooper基于生产可能集锥性假设不成立情况提出的一种评价生产技术相对有效的模型[2-3]。该模型是在规模报酬不变的C2R模型基础上的改进，为生产可能集建立起凸性性质、无效率性质、射线无限制性质和最小外插性质四项公理，并引进了Shepherd距离函数的概念，将综合效率分解为纯技术效率和规模效率。同时，基于BC2模型分析结果中包含了更多的决策信息，有助于发现决策单元非有效的原因，提出更有针对性的调整方案[4]。

由于技术创新的全过程包含了创新投入转化为技术成果的研究开发阶段和技术成果转化为市场效益的成果转化阶段。因此，我们借鉴江剑和官建成等人的做法[5],结合技术创新的阶段性特征，从研发效率和成果转化效率两个方面来评价高技术产业的技术创新效率。在第一个阶段，选择研发经费支出和研发人员全时当量作为创新投入变量，以专利申请量和发明专利拥有量为创新产出变量。主要是因为R&D经费内部支出是产业创新活动得以实现的最主要的财力保障。研发人员投入是产业创新活动的主体和实际参与者，R&D人员折合全时当量既能体现真正从事科研工作的人员数量，也能体现科研强度、质量与效率，有效衡量了创新人力资源的保有程度及投入状况。在产出方面，专利是产业R&D活动的直接输出，也是国际上通用的、衡量创新产出的指标[6]。第二阶段是技术成果转变为经济绩效的重要阶段，就是要把专利成果开发为市场需求的新产品。因此我们将第一阶段的专利产出和新产品开发经费投入作为成果转化阶段的创新投入，新产品销售收入作为创新产出的衡量指标。

同时，我们以14个高技术产业子行业为样本，选取1995—2012年规模以上企业数据进行评价分析，所有数据均来自相关年份的《中国高技术统计年鉴》。由于从创新投入到产出之间存在时滞问题，我们借鉴大多数学者的做法，采取两年的固定时滞。新产品销售收入、新产品开发经费和R&D经费支出均以1995年为基期折算为可比价。

3.2 高技术产业各行业研发效率分析

从表4的评价结果可以看出，高技术产业各行业平均综合研发效率仅为0.408，总体水平还比较低。在14个评价单元中，仅有航空航天器制造、通信设备制造、雷达及配套设备制造、广播电视设备制造和电子器件制造五个行业高于平均水平。其中，航空航天器制造的综合研发效率处于前沿面上，表明该行业技术创新投入要素的使用效率及要素组合、规模均达到最佳匹配。从效率分解情况看，纯技术效率高于平均水平的行业有7个，约占到总数的一半。其中，广播电视设备制造业、其他电子制造和办公设备制造业的纯技术效率值为1，意味着这些产业在给定研发投入水平下已经实现最大产出，无法通过增加要素投入提高创新产出。这些行业综合研发效率不高的主要原因是规模效率相对不足。规模效率高于平均水平的行业有10个，大约占到行业总数的71%，表明大多数行业的研究开发已初具规模。其中，航天航天器制造和仪器仪表制造两个行业处于规模收益不变阶段，说明这些研发规模比较合适，几乎能全部享用规模效率带来的收益。通信设备制造等11个行业仍处在规模报酬递增的阶段，表明继续扩大研发规模，有助于提高研发效率。与之相反，医药制造业则已经进入规模报酬递减的阶段。

表4 中国高技术产业各行业研发效率比较

注:irs、drs和-分别表示规模报酬递增、递减和不变。

分析结果表明，中国高技术产业各行业研发经费投入和研发人员投入平均冗余18.761万元和10.221人年，距离有效专利产出水平分别相差1472件和1771件专利。从各行业看，在投入方面，医药制造业、通信设备制造、家用视听设备制造、电子计算机外部设备制造等行业存在研发经费投入冗余现象，医药制造业、雷达及配套设备制造、电子器件制造、电子元件制造、电子计算机整机制造、医疗设备及器械制造和仪器仪表制造等行业则在研发人员投入方面面临过剩问题。在产出方面，电子元件制造、仪器仪表制造、医药制造业、通信设备制造、电子器件制造、家用视听设备制造、电子计算机整机制造、电子计算机外部设备制造、医疗设备及器械制造等行业存在专利产出不足的现象。

3.3 高技术产业各行业成果转化效率分析

根据表5的评价结果，高技术产业各行业技术成果转化的平均综合效率为0.786，高出研发效率近1倍，表明中国高技术产业具有相对较高的成果转化效率。在所有评价行业中，有4个行业处于前沿面上，占总数的28.5%。除此之外，家用视听设备制造业技术成果转化的综合效率也达到了0.98，表明技术成果转化效率水平较高。从效率分解情况来看，有8个行业纯技术效率高于行业平均水平，占行业总数的57.14%。其中，广播电视设备制造和办公设备制造两个行业纯技术效率有效，而规模效率相对不足。在规模效率方面，有10个行业规模效率高于行业平均水平。医药制造、航空航天器制造、通信设备制造、电子计算机整机制造、仪器仪表制造等5个行业达到规模有效状态，处于规模报酬不变阶段；雷达及配套设备制造、广播电视设备制造等9个行业正处于规模报酬阶段，表明继续扩大创新规模，有助于提高技术成果转化的收益和效率。

表5 中国高技术产业各行业成果转化效率比较

注:irs、drs和-分别表示规模报酬递增、递减和不变。

进一步的投影分析结果显示，影响高技术产业各行业成果转化效率的主要问题在于投入方面。在所有分析行业中，除医药制造、通信设备制造、广播电视设备制造、电子计算机整机制造、办公设备制造、仪器仪表制造六个行业以外，其他8个行业均存在发明专利利用效率相对不足或新产品开发经费投入过剩的问题。

从以上的技术创新效率评价，我们可以发现，中国高技术产业各行业的成果转化效率(0.786)明显高于研发效率(0.408)，表明研发资源未能实现充分有效利用。横向的行业创新效率比较可知，中国高技术产业各行业的技术创新效率存在显著差异。这种显著差异性表现在三个方面：一是不同行业的综合效率存在差异。通信设备制造和广播电视设备制造两个行业在技术创新的整个过程都表现出较高技术创新效率，电子元件制造、其他电子设备制造、电子计算机外部设备制造、办公设备制造、医疗设备及器械制造等行业的技术创新效率相对较低。二是各个行业在技术创新的不同阶段也存在明显的效率差异。航空航天器制造、雷达及配套设备制造和电子器件制造等行业在研究开发阶段的技术创新效率较高，而医药制造、电子计算机整机制造、家用视听设备制造业、仪器仪表制造等行业在成果转化阶段的技术创新效率较高。三是各行业的纯技术效率和规模效率存在显著变化。

4 研究结论与政策建议

中国高技术产业的快速发展并不是盲目规模扩张、重复建设的结果，而是始终以技术创新为驱动力。与传统产业相比，高技术产业无论在创新投入还是创新产出上都表现出“强势”姿态，两类产业间的差距有不断拉大趋势。在高技术产业内部，各个行业的技术创新投入与产出也呈现显著的行业集中特征，电子及通信设备制造业“一头独大”的格局在当前乃至未来相当一段时期内存在。从创新效率看，高技术产业各行业的差异十分显著，部分行业甚至存在投入冗余与产业不足的困境。当前，要推进中国高技术产业发展，提升产业技术创新能力关键在于坚持扩总量与调结构相结合的原则，在继续增强对中技术产业创新投入的同时，更加注重高技术产业技术创新能力与创新效率的提高。

一方面，要继续增强对中国高技术产业的技术创新投入，扩大产业的创新规模。前文的实证研究发现，无论是研究开发阶段，还是成果转化阶段，中国高技术产业的绝大部分行业都仍处于规模报酬递增的阶段。这表明进一步提高创新投入有助于创新产出水平提升和效率改善。

另一方面，要不断优化调整创新投入结构，促进创新资源优化配置，提高技术创新效率。前文的实证分析中，我们还发现在医疗制造业、电子及通信设备制造业、电子计算机制造业等行业的研发阶段和成果转化阶段都出现了不同程度的创新投入冗余现象。为此，建议在创新资源的分配中，要根据各行业的创新特点和创新需求引导创新资源合理流动，促进资源优化配置，改善规模效应，减少创新要素的拥挤浪费。与之同时，还要积极鼓励和支持产业发展机制创新，不断探索产学研联盟新思路、新举措，使大学和科研机构的技术优势与企业创新需求有效对接，推进“产学研”和“产供销”一体化，提高技术创新水平和创新成果转化效率。

[1]郭京福，杨德礼.生产前沿参数方法与非参数方法的比较研究[J].系统工程理论与实践，1998，(11):44-50.

[2]Banker R D,Charnes A,Cooper W W.Some Models for Estimating Technical and Scale Inefficiencies in Data Envelopment Analysis[J].Management Science,1984,30(9)：1078-1092.

[3]Charnes A,Cooper W W,Golany B,et al.Foundations of Data Envelopment Analysis for Pareto-koopmans Efficient Empirical Production Function[J].Journal of Econometrics,1985,30(1)：91-107.

[4]张清辉，王建品.基于DEA的中国高技术产业自主创新效率评价[J].科技管理研究，2011,(10)：9-13.

[5]江剑，官建成.中国中低技术产业创新效率分析[J].科学学研究，2008，26(6)：1325-1332.

[6]Guan J C,Gao X.Exploring the H-index at Patent Level[J].Journal of the American Society for Information Science and Technology,2009,60(1)：35-40.

(责任编辑 谭果林)

An Empirical Research on the Technological Innovation Capability of High-Tech Industries in China

Wang Min1,2,Gu Shengzu1

(1.Institute of Development Strategy,Wuhan University,Wuhan 430072,China;2.Administrative Committee of Science & Technology City,Mianyang 621000,China)

It aims to evaluate the technological innovation capacity of China’s high-tech industries by the DEA and empirical data.Result shows that the input and output capacity of China’s high-tech industries has been increasing continually from the vertical dimension of time.However,based on the horizontal comparison of industries,there exists a significant feature of industry concentration in input and output and industrial differences in innovation efficiency .What’s worse,the dilemma of redundant input and insufficient output has been found in some industries.

High-tech industry;Technological innovation capability;Innovation input;Innovation output;Innovation efficiency

国家自然科学基金项目《基于高新区发展的区域创新模式研究》(71173162)，国家软科学研究计划项目《“十二五”时期高新区转型与科技企业创新发展研究》(2012GXS3B037)。

2014-08-08

王敏(1987-)，男，四川资阳人，武汉大学战略管理研究院研究助理；研究方向：创新与高技术产业。

F062.9

A