基于SBM－Tobit模型的贸易技术溢出对我国制造业的影响分析

孙 潇

（辽宁大学经济学院，沈阳 110036）

引 言

制造业是一国经济发展的基础和支撑，其发展水平极大影响了一国在全球经济中的地位。纵观历史，瓦特蒸汽机喷射出第一股蒸汽开启了工业化时代，日本、美国、苏联及德国等每一个在历史画卷上镌刻著名篇章的国家均具有强大而完备的制造业体系，而我国也凭借丰富的资源优势和政策支持，快速建立起了一套完整的制造业体系，并成功跻身为全球制造业第一大国。但是，我国制造业仍然停留在 “大而不强”的层面，从国内层面看，因长期依靠劳动力成本优势，结合自身禀赋条件以代工模式嵌入全球价值链，锁定在低端，但工资、土地成本的飙升给制造业发展带来了新的挑战；同时，规模扩张为主的粗放式发展模式，以高能耗为代价，引致了高污染问题，在有限资源、节能环保政策的双重约束下，亟待寻求创新路径。而从国际环境看，金融危机后，许多国家意识到了虚拟经济的 “浮华”，转变思路，将 “再工业化”作为拉动经济复苏、重塑竞争优势的主要路径，而根据韦伯斯特词典 （1968年版）关于 “再工业化”的定义： “作为一种刺激经济增长的政策，多在政府支持下进行旧工业部门的复兴和现代化转化”，从本质上看，“工业化”到 “去工业化”再到 “再工业化”是一个循环的螺旋上升过程， “再工业化”实则是传统制造业产业价值链的重构，驱动其向高端环节攀升，该种高端制造业的回流将直接减少FDI，进而影响FDI的正向技术溢出效应，一定程度抑制了我国制造业的转型升级。

可见，突破低端锁定，以技术创新作为产业升级 “切入点”是破解国内外发展困境的关键，而 “中国制造2025”战略布局下，在 “走出去、引进来”贸易政策引领下，我国正在进一步扩大开放范围、拓展开放领域、加深开放层次，加速推行积极主动开放战略；党的十九大报告也提出：“要推动形成全面开放新格局”，这是新时代下对外开放的新要求，国际贸易的发展，是技术溢出效应形成和发展的重要源泉。改革开放40年以来的实践经验表明，通过进口贸易可学习先进的技术理念和管理经验，引进领先的技术和设备，对促进制造业的转型升级至关重要。为此，以贸易技术溢出效应为研究基点，探究其对我国制造业的影响机理和实效性，可准确把控未来贸易走向，制定激励政策进而最大限度促进贸易技术溢出，为制造业产业转型升级创造条件。

1 贸易技术溢出的理论基础

20世纪50年代罗伯特·索罗在 “索罗模型”中指出： “外来的技术进步是保持一个国家经济持续增长的唯一动力”，科学回答了 “经济增长的动力”，以此开启了经济增长理论的研究［1］；而在20世纪80年代，罗默在 “索罗模型”的基础上进一步优化和反思，引出了 “内生增长理论”指出：“经济增长的动力来源于对人力资本、创新和知识的投资”，简单理解也即 “科学技术是第一生产力”［2］，可见，技术进步是经济增长的内生动力，而且，技术作为一种 “公共品”，具有非竞争性和非排他性，在该种要素投入生产时，会产生强大的正外部性，带来技术溢出，进而引致规模报酬递增的效应［3］，如此，便可驱动经济持续增长。与此同时，新贸易理论认为：“开放条件下，一国的技术不仅取决于本国的研发投入，也受其他国家研发投入通过贸易、FDI产生的技术溢出影响”，本质上贸易技术溢出是以进出口贸易为载体支撑，基于贸易各方的技术差异，通过不同的传导机制进行技术知识的传递和转移，以驱动技术落后国家的技术创新和发展，实现产业的转型升级。Coe和Helpman（1995）以Gross⁃man和Helpman（1991）的 “创新驱动”的内生增长理论为基础，创设了CH模型测评国际贸易的技术溢出效应，该模型设定贸易可促使知识的溢出，以此来考察R＆D资本存量对TFP全要素生产率的影响，模型公式为［4］：

式 （1）中，i为国家，t为年份，各为t年份国内、国外的R＆D存量，各为t年份国内、国外的R＆D存量的系数，为误差项，其中，Sfit为通过贸易方式溢出至i国t年份的国外R＆D存量，可以用进口份额加权数予以衡量，表达式为：

式 （2） 中，mijt为t年份i国从j国进口的商品和服务总量，mit为t年份i国的总进口量，为j国t时期R＆D存量。根据CH模型可知，一国的TFP全要素生产率既依赖于本国R＆D存量，也依赖于国外通过贸易技术溢出的R＆D存量。

2 贸易技术溢出对制造业的影响机制

2.1 贸易中技术溢出的传导路径

从实践看，国际贸易包含进口、出口贸易，两者产生的技术溢出及在制造业转型升级中的作用存在共性，但传导机制各异，其中，进口贸易的传导机制主要为主动技术模仿、人力资本积累和国内竞争效应，而出口贸易的传导机制为被动技术模仿、国外竞争效应和产业聚集，但无论何种传导机制，技术流通均会增加贸易国的知识存量，促进技术溢出，进而影响一国产业的发展。

结合上述分析，贸易技术溢出将基于如下传导路径影响我国制造业：

进口贸易技术溢出：因我国制造业 “大而不优”的现状，在 “高精尖”领域仍存在诸多短板，需要充分利用进口贸易的技术溢出效应，通过技术模仿、人力资本积累和国际竞争效益的传导机制，来引领本国制造产业的技术变革和创新。具体而言，技术模仿是基于贸易双方的技术差异，在发达国家技术创新的示范与利益诱导下，制造企业通过技术交流、技术贸易来引进先进的技术和设备，利用逆向工程来进行局部化创新及本土化转化，以增强自身的技术创新和自主研发能力。同时，进口贸易中通过技术模仿，可基于 “干中学”实现人力资本的积累，实现技术溢出［5］，促进制造企业汲取国外先进的技术理念和研发经验，提升技术水平和思想认知，形成一种正向的马太效应，直接促进本国制造业的人力资本积累；另外，国际贸易加剧了国内外市场的竞争性，为谋求动态比较优势，制造企业可通过进口贸易引进技术和设备，进行技术模仿，并利用反求工程，进行自主创新，以此促进生产方式进步、知识人力资源积累、内生报酬递增，带动整个产业的优化发展。

出口贸易技术溢出：国内市场下行状态下，我国制造业处于总体产能过剩的状态，亟待通过“走出去”开拓国际市场，出口贸易中，将基于被动技术模仿效应、国外竞争效应、产业集聚效应等传导机制，促发技术溢出，驱动制造业的产业结构优化。具体而言，出口贸易中，因为发达国家对制造产品技术、质量要求较高，迫使制造企业在与国外市场接触过程中，被动地学习最新的研发技术、工艺流程，并通过技术扩散效应，影响非出口制造企业对先进技术进行模仿，以此基于 “出口中学”，实现技术溢出［6］，带动整个制造业的技术进步；同时，出口贸易中，发达国家为确保竞争优势，推行 “技术封锁、技术隔离”等策略来阻止技术溢出，而且单一利用 “逆向工程”的技术模仿，无法让制造业获得国际前沿的核心技术，且因为加入全球价值链的路径依赖，我国制造业并未如库兹涅茨的 “需求结构适应”和罗斯托的 “经济增长阶段论”中所言，通过国际分工实现自然的产业升级，为此，制造业要实现整体升级，必须强化技术的自主研发，获取前沿核心技术，以突破价值链的 “低端锁定”，向“中国创造”转变，以直接产生技术溢出，带动我国制造业的转型升级；另外，贸易将促进市场一体化发展，促使产业关联的企业集聚，而该聚集的技术外部性带来的技术外溢，会对要素产生高额回报，增强产业聚集，两者形成累积循环的因果关系，且出口贸易可通过技术模仿和竞争效应提升制造业的技术进步，而由此增加的技术溢出又会通过自我选择效应带动出口，促进市场扩大，并推动专业化分工，进而带来规模经济和前后向关联，增强产业集聚，并基于克鲁格曼所提出的 “本地市场效应”促进出口，出口贸易技术溢出将基于产业集群影响制造业的发展，出口贸易基于产业集群的技术溢出来影响制造业。

2.2 贸易技术溢出对制造业的影响机制

根据上述分析可知，进出口贸易的技术溢出，将刺激贸易国的技术进步和创新，进而提高其产业效率，改善传统产业、催生新生产业，并可利用各种机制产生的产业关联效应，改善产业要素的供需结构，最终实现产业转型升级。但是，因我国制造业是在价值链低端参与国际分工，产业升级路径多样，从不同的视角出发，其路径各异，参照Humphrey和Schmitz（2002）指出的产业升级路径，为适应贸易技术溢出效应的影响，需要从工艺、产品、功能和跨产业4个层面［7］，来持续推进产业结构优化升级，以增强我国制造业体系的抗冲击能力。贸易技术溢出对制造业的影响机制如图1所示。

图1 贸易技术溢出对制造业的影响机制

3 贸易技术溢出对我国制造业影响的实证分析

3.1 DEA－SBM 模型

传统的径向DEA模型以所有投入、产出成比例变动为前提，未考虑松弛变量的效率结果的影响［8］，而Tone提出的非径向SBM－DEA模型，将松弛变量引入了目标函数，并考量了非期望产出对效率测度的影响，弥补了传统DEA模型的不足。设定存在n个决策单元，m种投入，其元素x∈Rm， 并定义X＝（x1，x2，…，xm）∈Rm×n， 且xi＞0，s种产出，包含s1种期望产出yg∈Rs1，s2种非期望产出yb∈Rs2， 并设定［9］：

则 DEA－SBM 模型的表达式为［10］：

式 （5） 中，s－、sg、sb各为投入、期望产出、非期望产出的松弛变量，目标函数对这3个变量是严格递减的，且目标函数值minρ∈［0，1］，在minρ＝1时， 若s－、sg、sb均为0， 决策单元才有效， minρ＜1时，s－、sg、sb中至少有 1个不为0，决策单元无效，需要改进投入、产出量。

3.2 Tobit回归模型

利用SBM模型测定数值在0～1之间，具有典型的截断特征，为此，在分析贸易技术溢出对我国制造业的影响时，应选用可处理受限因变量的Tobit回归模型，该模型可利用极大似然估计受限因变量的方法，针对具有断尾特征的数据进行回归分析，可规避OLS回归分析参数估计值偏离的问题，Tobit回归模型公式为［11］：

3.3 变量选择

3.3.1 DEA－SBM模型指标

基于数据可得性，结合我国制造业的发展现状和特点，选用如下投入、产出指标评价其转型升级的效率：

投入指标：选用劳动力、运营费用、固定资产，其中，劳动力以制造企业用工人数衡量，运营费用以制造企业生产经营所耗的成本支出衡量，固定资产指制造企业引入的先进技术设备。

产出指标：期望产出指标，制造业作为我国经济的主导产业，其结构状态造就了区域经济的差异化特征，为此，选用产业结构的构成效应作为制造业产业结构转型升级效率的指标，其中构成效应反映某产业在国家产业结构中具有强势的发展潜力，表征产业结构的长期变化趋势，其测算公式为［12］：

式 （7）中，E为某国或地区的就业数量，i为产业，即各地区细分行业，r为被测度的地区，n为某国，为从t－1至t期全国第i产业的就业增长与全国总就业增长的差异。

非期望产出指标：贸易作为技术溢出的主要载体，在驱动我国制造业转型升级的同时，也给我国资源环境带来了巨大的压力，可能成为国外企业的 “污染避难所”，为此，以碳排放作为非期望产出指标，计算公式为：

式 （8）中，E为制造业碳排放总量，Ei为各个碳源的实际碳排放量，Ti为碳源，ωi为相关碳源的碳排放系数。

3.2.2 Tobit回归模型指标

因变量：以上述DEA－SBM模型计算得出的我国制造业转型升级发展效率作为因变量。

自变量：根据 “干中学”、“出口中学”的理论，贸易技术溢出实则是通过进出口贸易溢至国内的R＆D 存量， Coe 和 Helpman（1995）［4］采用进口份额作为权重来计算进口贸易溢出至国内的R＆D存量，设为MSPL，但是该方法仅考量贸易合作国进口份额对技术溢出的影响，而忽略了进口贸易在本国整个经济所占比重对技术溢出的影响，为此，本文结合以往研究，利用改进的下式计算：

式 （9）中，mit为第t期本国从贸易合作国i的进口量，mt为本国在第t期的进口总量，Rf jt为贸易合作国j在t期的R＆D研发投入，mjt为在第t期本国从贸易合作国j的进口量。

同时，出口贸易溢出至国内的R＆D存量，设为XSPL，结合CH模型以出口份额作为权重进行计算，也存在上述问题，故而，利用改进的下式进行计算［15］：

式 （10）中，xit为第t期本国向贸易合作国i的出口量，xt为本国在第t期的出口总量，Rf jt为贸易合作国j在t期的R＆D研发投入，xjt为在第t期本国向贸易合作国j的出口量。

控制变量：人力资本决定了对贸易技术溢出的吸收能力，劳动力接受的教育培训知识越多，其对先进技术的学习和吸收能力越强，也越能驱动制造业的技术进步和创新；进出口贸易中地理距离越近，则技术流通越频繁，技术溢出效应越明显；经济发展水平较高的国家，购买先进技术及设备的能力较高，消化、吸收先进技术的能力也越高；技术差距较大的贸易国之间更容易产生技术转移和扩散，但该种差距存在一定的 “门槛”限制，当贸易国之间技术差异过大，则技术过度滞后的国家无吸收和学习先进技术的能力，技术溢出效应无法彰显；贸易开放度越大的国家，其与国外先进技术的接触机会越高，正如美国经济学家芬德莱 “传染理论”所指出： “越是开放的国家，越容易引入、模仿他人的先进技术”，但也并非越开放越好，需要与本国经济基础、技术创新及吸收能力相适应。

鉴于DEA－SBM测算的我国制造业转型升级效率为大于0的受限因变量，采用Tobit模型更为合适，但固定效应Tobit模型一般无法获得精准的估计量，需构建随机效应 Tobit模型［16］，同时，对人力资本HS、地理距离GD、技术差异TD、经济水平EL、贸易开放度TO自变量进行对数处理，可得贸易技术溢出对我国制造业的影响性分析模型：

上式中，Ykit为i地区第t年的我国制造业转型升级效率，k＝1，2，3，4分别表示全国、东、中、西部的制造业转型升级效率，LMSit为i地区第t年的对应进出口贸易技术溢出，i表示地区，t为年份，β1、β2为自变量系数，βj为控制变量系数，为i地区t年的控制变量，μi为不受时间变动影响的个体误差项，为随机误差项。

3.4 实证分析

3.4.1 数据来源

我国对外开放大致经历了融入、深化、成熟3个阶段，而2008年金融危机后，我国经济进入战略调整阶段，对外开放转入提质增效的深化阶段，为此，本文选用2009～2019年我国34个省级行政区的面板数据作为研究样本，划分为东、中、西部三大区域，数据来源于《中国统计年鉴》、《中国工业经济统计年鉴》、海关统计的中国进出口贸易数据、国家统计局官网。所有变量的统计描述如表1所示。

3.4.2 模型检验

DEA－SBM模型分析的基础前提是自变量与因变量之间存在正相关性，而Pearson相关系数检验可测定该线性关系，为此，采用SPSS21.0软件进行Pearson相关性检验，所得结果如表2所示，可见，我国制造业转型升级效率与所选指标之间的Pearson系数均达到了0.9以上，并在0.01水平下显著，表明模型设计较为合理。

表1 变量的统计描述

表2 Pearson相关性系数检验结果

在利用Tobit模型进行实证分析之前，需对该模型各变量之间进行相关性检验，结果如表3所示，可见，自变量之间的相关系数均在0.8临界值以下，模型不存在严重的多重共线性问题。

表3 Tobit模型各变量之间的相关性

同时，基于时间序列的Tobit回归分析存在伪回归的问题，研究将采用ADP检验方法，利用Eview9.0软件对模型变量进行平稳性检验，所得结果如表4所示。可见，贸易技术溢出LMS、人力资本HS、地理距离GD分别在10%、5%、1%临界值水平上原序列平稳，而技术差异TD、经济水平EL、贸易技术溢出LMS分别在5%、10%、5%临界值水平上原序列非平稳，但是一阶差分是平稳的，可避免伪回归的问题。

表4 平稳性检验结果

3.4.3 实证分析结果

基于DEA－SBM模型，利用MaxDEA8.0测算得出我国制造业转型升级效率如图2所示，从整体看，2009～2019年制造业转型升级效率东部＞中部＞西部，东部仅2015年、2016年、2019年测度值为1，而中、西部的各年份测度值均在1以下，表明我国制造业转型升级存在产出或投入冗余的现象，仍有上升空间，尤其中、西部地区因为对外开放力度和节奏相对滞后，国际贸易中的技术交互较差，加之技术基础、人力资本积累水平不高，模仿和吸收国外先进技术能力不足，整体冗余率高于东部，制造业转型升级效率待提升的空间更大。

图2 基于DEA－SBM模型的我国制造业转型升级效率

同时，采用Stata15.0软件进行面板Tobit回归分析，结果如表5所示，由F检验 （P＜0.01）结果可见模型整体显著，LR Chi2（5）＝38.12，Prob＞Chi2＝0.0000，模型在1%水平下显著相关，所得的回归分析结构具有较强的解释力。

表5 Tobit回归分析结果

由表5可知，自变量贸易技术溢出P值为0.0022，在1%水平上显著，可见，进出口贸易技术溢出对我国制造业转型升级的影响极大；控制变量人力资本、经济水平、贸易开放度P值分别为0.0200、0.0011、0.0000，均在 1%水平上显著正相关，这些因素与进出口贸易中先进技术的引入、吸收密切相关，并因此影响制造业的转型升级效率，未来贸易政策制定时，应重点关注；同时，控制变量中地理距离、技术差异P值分别为0.0000、0.0000，各在5%、1%水平上显著负相关，表明未来贸易中的技术交流应以 “就近原则”为准，尽量选择地理距离较近、技术差异近似的贸易国作为技术转移与扩散的对象，以确保对先进制造技术的消化和吸收性。

4 结论及建议

一直以来，我国制造业在发展过程中过分依赖于劳动力、土地资源，仍以生产、代加工、组装等形式参与全球市场竞争，定位在价值链的低端环节，产业大而不强、缺失核心技术，已经严重制约了我国制造业发展，亟待打破 “低端锁定”，促使产业整体升级。尤其当前，在发达国家 “再工业化”战略和国内资源环境约束的双重压力下，技术创新成为我国制造业转型升级的根本路径，而在经济发展全球化的背景下，在 “走出去、引进来”战略引导下，我国对外开放进入了深化阶段，各国之间的贸易往来更为频繁，由此引致的技术溢出效应更为凸显，其给我国制造业的转型升级带来了诸多影响。本文基于DEA－SBM模型测度我国制造业转型升级效率，并利用Tobit模型对贸易技术溢出对我国制造业转型升级效率的影响进行了实证分析，所得结论及建议如下：

（1）我国制造业转型升级效率呈现逐渐递增趋势，且存在区域差异，其中，东部地区制造业转型升级效率高于中、西部，但仍存在投入、产出冗余，具有转型升级的空间。结合实践，东部作为对外开放较早的区域，国际贸易发展的力度和节奏均要优于中、西部，而在贸易中频繁的技术交流下，人力资本积累、技术模仿和吸收能力更优，贸易技术溢出效应更为显著，对制造企业技术进步和创新性的驱动力更强；而对比之下，中、西部因对外开放较晚，进出口贸易制度发展滞后，且技术基础差，与国外的技术差异较大，从根本上制约了技术溢出效应，自然制造业转型升级的效率较低。针对此，在未来制造业发展中，应该实施差异化的贸易政策，对中、西部给予更多的政策、资金支持，可搭载 “一带一路”倡议、 “走出去、引进来”战略，围绕核心省市创建自贸试验区，通过 “以点带线、以线带面”的策略，构造全方位开放格局，以推动中、西部国际贸易发展；同时，要充分利用中、西部资源优势，通过兼并重组、强强联合，引领制造产业集聚化、高端化发展，以更好引进先进的技术和设备，进而在技术模仿、逆向求解中强化技术自主创新能力，以此提升制造业的技术水平，带动整个产业结构的优化升级。

（2）贸易技术溢出对我国制造业转型升级效率具有显著影响，且受多种因素共同作用。改革开放以来，我国制造业由封闭型转向开放型，凭借劳动力、资源优势融入国际产业链、供应链和价值链，而进口贸易的技术溢出效应更是成为制造业技术进步和创新的重要源泉，但是，因经济水平、地理距离、技术差异、人力资本及贸易开放度等因素的存在，也会直接影响贸易技术溢出的正向效应，进而抑制制造业转型升级的效率。当前，我国制造业已经进入了高品质、智能化改造的阶段，基于贸易技术溢出效应，通过扩大开放引入和自主研发高端制造技术，既符合我国经济高品质发展的目标，也顺应我国寻求制造强国比较优势的诉求，针对此，可结合我国制造业发展水平、技术短板，围绕核心技术进一步扩大开放，以此倒逼制造企业积极开展进出口贸易进行技术交流，该过程中应准确把控贸易开放的力度和节奏，限制高能耗、高污染性的技术设备进出口，以避免因大量低产能制造产品出口带来的资源环境问题或是成为 “污染避难”；应尽量选定地理距离较近、技术差异适度的贸易国进行技术交流，以最大限度地降低技术传递成本及吸收和消化的难度，从而引导各类因素向好发展，以聚集贸易技术溢出的正向效应，驱动我国制造业更快、更好的转型升级。