国际R&D知识溢出对我国区域创新的影响研究

董英南　逯宇铎　刘大志

摘要：对于FDI引致的国际R&D知识溢出的研究，通常主要基于OLs方法构建的线性模型，忽视了知识溢出的空间时滞性和空间局限性。利用中国29个省（直辖市、自治区）2000-2010年的面板数据，以C-H模型为基础构建了国际R&D知识溢出对我国全要素生产率的影响模型。考虑到不可测度的隐性知识资本所具有的空间属性，将其作为遗漏变量，扩展为空间杜宾模型。将知识溢出效应按照空间邻接矩阵的阶数进行分解，用于分析知识溢出的空间滞后性。分析结果表明国际R&D知识溢出对我国的全要素生产率具有显著正效应，但由于空间局限性的作用，知识累积的溢出效果对区域创新的作用呈现先增大后减少的空间衰减趋势。

关键词：外商直接投资；知识溢出；全要素生产率；区域创新；空间杜宾模型

DoI：10.16315/j.stm.2016.02.005 中图分类号：F276.3

文献标志码：A

Effect Of the internatiOnal R&D knowledge spillOVers On the regional innOVation in China：based On spatial SDM

DONG Ying-nan，LU Yu-duo，LIU Da-zhi

Abstract：The oLS ignores its spatial heterogeneity and locality when testing international R&D knowledge spillo-vers induced by fbreign direet investment（FDI）.The spatial dependeney was iUustrated with the spatial knowledgespillovers indLlced by FDI as the starting point.Using a panel data of 29 provinoes in China from 2000-2010，thepaper eonstrueted spatial Durbin model to quantify the international R&D spiUovers effects to TFP based on the C-H model，considering the spatial property of taelt knowledge was omitted from C-H model.The spillover impactswere partied to illustrate the spatial lagging nature as move from low-order to higher-order eontiguity matrix.Theempirical resuh showed that international R&D knOWledge spillovers had a prominent positive eflfect on the progressof Chinese TFP，and the effect of knowledge spillovers on the regional innovation increased firstly and descend laterbecause 0f the spatial locality.

Keywords：FDI；knowledge spillovers；TFP；regional innovation；SDM

作为外商直接投资的主要流入国，我国当前正处于经济转型的重要时期，外商直接投资（ForeignDireet Investment，FDI）一方面通过知识溢出效应促进了我国的产业结构升级和经济结构调整，提升了产品国际竞争力，另一方面这种溢出效应又放大了我国对外资的依赖性以及全球性经济危机对我国经济稳定性的威胁，因而加大了国家的经济运行风险。因此，构建合理、有效的国际R&D知识溢出的分析框架，实证研究国际R&D对我国区域创新的空间知识溢出效应具有重要的价值和实际意义。

Romer最早将知识作为生产要素纳入生产函数，将创新产出作为创新投入的函数，以生产企业作为研究对象，构建了知识溢出的内生增长模型。然而实践表明企业创新收益的递增并非直接取决于对企业微观层面的创新投入，而是在空间区域层面这种溢出的效果更为明显。因此，学界转而将空间知识的外部性、创新空间的分布及其空间知识溢出对区域创新的影响作为研究的热点问题。FDI引致的国际R&D知识溢出是内生增长理论、新经济地理学等学科解释空间集聚、区域创新和经济增长的重要概念。一国全要素生产率不仅与本国研发知识资本相关，也与国际研发知识资本相关，FDI和外贸是国际研发知识资本溢出的主要渠道。

1.文献综述

Coe等基于知识生产函数使用进口份额作为权重，构建了基于国际贸易的知识溢出模型（C-H模型）。其估计结果显示无论是国内还是国外R&D资本，都是全要素生产率增长的重要源泉。而开放度高的国家其生产力水平的提高更是受益于此。Lichtenberg等修正了C-H模型，但得出了不同的结论：即FDI和进口是知识溢出的主要渠道，但对外直接投资不是知识溢出的渠道。Hakura等将分析视角转向行业维度，同样证实了国外R&D对行业生产率也有显著的正效应。Keller 的研究表明，行业内生产力水平的提高有将近一半是取决于R&D，其中又有20%取决于FDI。此外，学者们也注意到来自FDI的市场竞争威胁、产业前后向关联渠道、以及东道国与FDI企业之间的技术差距、东道国企业所具备的吸收能力、东道国的社会环境等因素成为阻滞FDI知识溢出效用最大化的主要因素，进而使得FDI知识溢出与东道国企业存在生产活动中相互联系和相互制约的互动关系。Findlay 发现东道围企业与跨国企业之间的技术差距越大，所获得FDI溢出也就越多，技术溢出效应是跨国公司与国内企业技术差距的增函数。但Kokko等却认为，只有技术距离较小时，溢出效应才是显著的。因为要把知识溢出从一种潜在效应转化为现实效益，取决于落后企业的吸收能力，如果差距太大，则会冈缺乏学习和吸收能力而无法获得知识溢出。Chen等也认为具有较高吸收能力的行业才能更好地利用外资企业的知识溢出。

国际知识溢出的外部性不仅仅局限在行业维度，同样也发生在空间维度，受R&D知识溢出空间局限性的影响，与FDI距离越近的东道国企业，彼此接触的频率和合作的机会也就越高，相反，距离FDI较远的东道国企业受益于FDI知识溢出的可能性也就越大，因此目前对国际R&D知识溢出的研究基本上都是围绕FDI的“眦临效应”展开。考虑到空间异质性以及空间相互作用产生的空间自相关性，Anselin等将空间自相关问题引入知识生产函数，将空间外部性模型化。使用空间计量方法对知识溢出与区域经济增长之间的关系进行了检验。LeSage等基于空间杜宾（SDM）模型估计了知识资本存量对全要素生产率的影响。

国内对FDI溢出效应的研究起步较晚，而且较少考虑空间因素，主要关注产业前后向关联和人才流动。在行业维度方面，方希桦等。沿用Coe和Helpman的思路，修正了C-H模型中国外研发权重的构造方法，通过引入进口渗透率，全面考察我国进口贸易与技术外溢的关系。李平等。采用技术差距作为新的权重对LP方法进行了改进，实证结果表明：FDI渠道的国际R&D溢出都促进了中国的技术进步，但是其促进作用小于国内研发支出。傅东平基于FDI和进口渠道分析了国际技术溢出对我国全要素生产率的影响，发现外商直接投资和进口的技术溢出均显著地促进了我国生产率的增长，但随着FDI和进口额的增加，其对生产率增长的促进作用是递减的。在空间维度方面，赵奇伟利用中国1997-2004年的数据进行实证分析，发现FDI并没有带来人们预期的利好，由于中国要素市场已难以为当地企业提供足够的资金和人才支持，冈此FDI溢出效应为负值。陈继勇等。使用中国29个省1992-2006年之间的数据，验证了FDI企业在当地从事生产活动带来的知识溢出效应并不明显。刘舜佳将C.H模型扩展为非线性结构的空间杜宾模型，研究表明FDI资本投资所带来的隐性知识产生了显著的空间溢出效应。

上述研究表明，目前为止相关的研究方法仍主要沿用Coe和Heplman以资本品货物进口额数据为权重构建的基于国际贸易的知识溢出模型（C-H模型）或Lichtenberg和Pottelsberghe的修正模型（L-P模型），在实证研究上也以要素投入中非物化型的部分——东道国的全要素生产率（TFP）视为冈变量，将FDI流入量作为解释变量考察FDI技术溢出的效果。虽然国际R&D溢出所具有的空间性已经为学者们所认知，但在模型的构建和检验方面还存在以下不足：采用OLS生产函数建模，忽视了因变量间的空间依赖性，从而无法量化技术创新中因区域间差异产生的空间溢出效果的大小；将临近地区的溢出平均值作为样本值，忽视了溢出的空间时滞性；溢出的空间依赖可能来自于遗漏变量，使用现有的空间误差模型（sEM）和空间自回归模型（SAR）无法解决具有空间属性的遗漏变量偏误问题；由于对知识溢出空间相关性的认识不足，忽视了模型构建本身可能存在内生性的问题。

此外，FDI、国际R&D空间知识溢出是否具有正外部性，学者们对此尚未达成一致，因此本文将FDI引致的空间知识溢出作为解释空间区域相互作用的切入点，以C-H模型为基础构建FDI引致的国际R&D知识溢出对我国全要素生产率的影响模型。考虑到不可测度的隐性知识资本所具有的空间属性，将其作为遗漏变量，扩展为空间杜宾模型，分析知识溢出的空间衰减趋势。

2.模型设定与变量选取

2.1模型设定

Castillo从知识的可得性出发，认为隐性知识属于个体内部特质的知识，不能被其他人所获得，只有当其成为显性知识的时候，其个体根据自身的特质将其用到工作中去，并与周围环境主体发生相互联系，创造出新的隐性知识，而这种隐性知识又会以一定成本为代价扩散到不同的群体中去，具有较强的空间性。这就是所谓的显性知识转化为隐性知识的内部化过程。一方面，FDI企业通过在东道国从事生产、经营活动给其带来了先进的管理经验和生产工艺，另一方面，国内许多985、211知名院校也与这些外资企业密切合作、深入交流，这些互动行为有效的提高了知识资本在东道国的适应性和当地企业的吸收能力。因此本文考虑使用东道国知识生产的劳动力资本存量与国际R&D知识溢出的交叉项来衡量隐性知识溢出部分。 借鉴Lichtenberg和Pottelsberghe、陈继勇和盛杨怿的国际研发知识溢出模型，假定东道国全要素生产率水平的提高同时受到国内R&D知识资本存量s^d和国际R&D知识资本存量s^f的影响。同时考虑隐性知识溢出在国际R&D知识溢出过程中发挥的作用，即s^f与H的交叉项，得到：

对式（1）两边同时取自然对数，得到线性回归模型如下：

其中：TFP代表全要素生产率，c=L_n（A）代表常数项，s^f代表国际研发知识资本存量，s^f代表国内研发知识资本存量，H代表东道国知识生产的劳动力资本存量。t代表时间项。α、β、δ分别代表解释变量对因变量的弹性系数，占代表误差项。

为了直观清楚的表达计算过程，将式（2）改写成

由于知识的溢出存在空间依赖性，即一个地区单元的知识存量依赖于临近地区单元知识存量的平均效果，则参照Fischer和Lesage的做法，构建一个矩阵形式的空间自回归过程，用以描述这种空间依赖性，假设：

其中，W是空间n×n阶权重矩阵，对w进行标准化，使得其每一行的元素都等于1。令w非负，从而保证所有的权重都介于0和l之间，这种加权操作所带来的效应即为对其邻近地区单元的取值平均化过程。和分别用来反映国际研发知识资本存量和国内研发知识资本存量的空间依赖强度，其受限区间为（-1，1），u1，u2是误差项。

假设s1和s2都服从正态分布Ⅳ（0，I_n），且二者相互独立，则得到一个关于S1和s2的线性系统。将隐性知识部分视作一个独立同分布的干扰项，则可表达为一个正式的线性模型，改写这个线性模型，可以得到式（6）：

式（9）被Anselin定位为空间杜宾（SDM）模型。这个模型包括因变量W×TFP的一个空间滞后模型，解释变量S1、s2和解释变量W×S1、W×S2的一个空间滞后模型。

2.2变量的分析和选取

1）国际R&D知识资本存量指标。本文沿用陈继勇和盛杨怿的方法，衡量中国第i个省引进FDI所引致的国际R&D知识溢出效应，加入该省份的权重，则国际研发知识溢出效应为

其中：n是引入FDI的国家数量，S_jt^d是t期j国的R&D投入，FDIjt

使用Matlab工具箱对空间Durbin模型进行估计，除了将TFP作为因变量进行回归，本文还将利用DEA方法计算的TFP分解的技术效率变化指数（EC）和技术进步变化指数（TC）做因变量进行回归，从而清楚的表明全要素生产率变化的不同来源，共得到3个模型的估计结果，如表2所示。

可以看出，通过FDI溢出的国际R&D知识资本对我国全要素生产率有明显的促进作用，这与国内许多学者的研究结果一致。可见，全球贸易与对外投资使得创新产品和技术不可避免的在全世界范围内扩散，有形资本品贸易成为知识溢出的载体的同时，通过FDI渠道进入东道国的无形资本品贸易也增加了当地的R&D资本存量，从而促进了全要素生产率的提升，也带动了我国区域创新水平的提高。通过FDI渠道溢出的国外R&D资本存量对技术效率的影响显著为正，但对技术进步的影响系数显著为负，这验证了文献[8，9，16，17]中的观点，即来自FDI的市场竞争威胁以及东道国与实体企业之间的技术差距、东道国企业吸收能力不足等因素是阻滞国际研发知识溢出效应最大化的主要因素。

相比较而言，国内R&D资本存量对我国的全要素生产率产生了阻碍作用，没有带动我国的区域创新水平的提高。说明我国处于经济转型期，虽然国内R&D资本存量在绝对量上有所增长，但实际发挥效用有限，R&D资本投入上的不合理使得要素投入没有转化为实质性的全要素生产率水平的提高。而且国内企业更青睐投资期短、见效快的技术，而不是投资期长、高风险、高回报的产品项目，因此短期内可以看到技术效率的显著增长，但对我国的技术进步和区域创新的推动作用不明显。

在考虑了人力资本与高校R&D溢出的交互项之后，模型1和模型2中人力资本的系数均失去了显著性，这与夏良科的研究结果相一致，表明在我国对人力资本的投资是通过提升技术开发和吸收能力来间接促进TFP的增长，而不是通过提高劳动者受教育程度、职业技能、技术熟练程度以及劳动生产率而直接增加产出水平。与之相反，人力资本与高校R&D溢出的交互项对于技术进步起到了显著的推动作用。这说明虽然R&D溢出能够有效地提升行业技术水平，但是要真正转化成技术进步还需要依靠高素质的人才。知名高校与外资企业的密切合作也有力地推动了技术边界外移，表现为TC的增加，而人力资本更多的是促进R&D溢出对技术进步改善的作用而非技术效率。

参数p的估计值全部为正，与前文所验证的各区域存在的空间相关性的结论相吻合。南于大部分空间滞后变量的参数估计值结果并不理想，本文考虑使用空间邻近矩阵的方法来分析知识溢出的空间滞后性。

为了刻画国际知识溢出滞后效应在空间邻近区域的变化趋势，将式（18）的自身偏导数和交叉偏导数的矩阵表达式描述如下：

利用V（W）的表达式将知识溢出总效应按照空间邻近矩阵阶数进行分解，可以得到不同阶数下的效应值，用以说明由低阶邻近变动为高阶邻近时的溢出效应如何。借助MATLAB6.5软件，使用求偏导数法和混合解析海塞矩阵方法拟合出了不同阶数下的总效应、直接效应和间接效应以及W的估计值，如表3所示。

表3的估计结果表明一阶的直接效应等于0，0阶的间接效应等于0。这是因为在0阶矩阵时，而在1阶矩阵时，矩阵W的对角线上只有0。直接效应和间接效应的变化表明随着矩阵阶数的增加溢出效应随之递减。可以发现地区知识溢出的空间范围集中在4阶左右，因为在4阶条件下间接效应的参数估计为2.108。达到最大值，可见知识溢出效应是在4阶矩阵为最好，而非1阶矩阵。

其次，可以将总效应解释为弹性，因为模型的构建是以全要素生产率作为因变量，知识溢出作为解释变量，并取对数后设定的。由此可见，当知识溢出的总效应估计值为正的0.673时，间接效应贡献了0.565，而直接效应贡献了0.108。可以推算，国际R&D资本存量每增大10%，会对邻近地区要素生产率产生间接效应或者说空间溢出效应：一阶邻近要素生产率增长O.36%，二阶邻近增长率增长0.2%，三阶邻近增长率增长O.14，四阶邻近增长率增长0.12%。边际增加值是逐渐降低的。而且问接效应的累加值比直接效应的累加值更大。

3.结论

本文基于C-H模型，考察FDI引致的国际R&D知识溢出对我国区域创新的影响效果。考虑到隐性知识这一遗漏变量在溢出过程中所具有的空间相关性，将该模型扩展为空间杜宾模型。对我国省级面板数据的实证研究显示：由于空间依赖性的存在，国际R&D知识溢出在进口地区的改变不仅会影响该地区本身，也会潜在地影响其所有邻近地区。FDI带来显著的知识溢出效应，无论是对我国进口地区所产生的直接知识溢出效应还是对其邻近地区所形成的间接溢出效应，都提升了我国TFP。而且国际R&D知识跨区域的间接溢出效应明显高于其对进口地区的直接溢出效应；受溢出知识的特性和进口地区的吸收能力等因素影响，知识溢出并非在临近地区呈现效应最大化，而是存在一个最优的溢出距离，这个最优溢出距离是4阶的，即距离溢出源4阶链接的结点获得的溢出效应最大；随着地理距离的增加，知识累积的溢出效果对区域创新的作用呈现衰减的态势，即空间局限性在发挥作用。而且这种衰减也不是随着矩阵阶数的增大而严格衰减，而是呈现先增大后减少的趋势；FDI引致的国际R&D知识溢出有助于所在区域全要素生产率和技术效率的提升，但对于进口地区的技术进步却没有明显作用。这表明地区自身科技投入和自主创新才是推动地区技术进步的主要因素。