异质性研发、知识溢出与企业创新产出——基于创新链视角的实证分析

蒋欣娟，吴福象，丛海彬

(1.南京大学 商学院，江苏 南京 210093；2.宁波大学 商学院，浙江 宁波 315000)

0 引言

近年来，我国在由发达国家主导的全球价值链分工体系中，持续推动中间产品创新升级，实现国际分工地位攀升和贸易利得增加[1,2]。然而，随着我国科技水平与世界前沿差距不断缩小，发达国家对我国采取的贸易保护措施愈加激烈，针对我国产品的贸易摩擦频发，美国甚至不惜通过阻滞供应链循环打压我国高技术企业发展[3]。从本质上说，发达国家的上述行为就是意图通过削弱以中间品及资本品贸易为主要渠道的国际知识溢出效应，遏制我国技术创新突破，避免我国通过占据产业技术制高点获取超额利润。跨国创新知识吸收渠道受限，意味着我国只有通过强化本土创新主体间的技术经济联系，提高技术创新绩效并促进产业自主发展，才能在国际技术竞争与产业竞争中谋得话语权。2020年，中央政府工作报告的战略部署也体现出这一思想，不仅提出稳定支持基础研究和应用基础研究，还强调畅通创新链。基于创新链构建系统技术政策体系，不仅是推动我国企业创新产出水平提升、重塑我国制造业全球竞争优势的关键环节，更是在国际经济大变局下落实创新驱动发展战略、构建国内国际双循环相互促进的新发展格局的重要支撑。

根据不同的创新功能，创新链可分为基础研究、应用研究与产品创新3个环节[4,5]。明确嵌入创新链各类创新主体的功能定位及技术经济联系，是系统构建技术政策体系，促进科学技术化、技术工程化、工程产业化的首要前提[6]。2018年，我国各类企业的R&D经费支出在全国R&D经费投入总量中的占比达76.6%，企业已成为最重要的创新载体。因此，本文主要围绕各类企业展开研究。 已有研究从组织双元创新视角揭示企业在开展R&D活动时存在异质性研发行为[7,8]，但鲜有研究从创新功能视角考察嵌入创新链的企业是否存在异质性研发行为。此外，以往围绕不同所有制企业创新展开的研究，大多仅关注国有企业创新绩效低下问题[9,10]，忽视了国有资本介入可能在解决技术创新市场失灵问题方面发挥的重要作用。基于此，本文从创新链视角出发，通过统计分析对嵌入创新链的不同所有制企业所承载的创新功能加以区分，在此基础上，进一步通过实证分析异质性研发对企业创新产出的知识溢出效应。本研究既加深了对企业间技术经济联系的认识，也为基于创新链构建新型国家创新体系提供政策参考。

1 文献回顾

1.1 创新链与企业异质性研发

自Marshall&Vredenburg[11]提出创新链概念以来，国内外学者围绕创新链内涵、构成环节、功能节点及其技术经济联系展开了系列研究。所谓创新链，是指在推动以满足市场需求为目标的创新成果产出过程中，创新主体间形成的用于创新要素传递与转化的链接结构[12]。从构成环节看，创新链可依据创新功能分为基础研究、应用研究与产品创新3个环节[4,5]。其中，基础研究是不以特定应用为目的、仅为探索知识原理而开展的研究；应用研究是为满足特定应用需求而围绕相关技术、方法或工艺开展的研究；产品创新囊括了将研究结果转移到产品环节所涉及的技术活动[13]。从创新主体看，政府部门、行业协会、金融机构是创新链的主要支撑点，高校、科研院所与企业则是创新链上的重要功能节点[14]。围绕功能节点间技术经济联系展开的研究，大多将公共研发部门视为基础研究的创新载体，将各类企业视为应用研究的创新载体，集中探究高校与科研院所研发创新对企业创新产出的影响机制。如梁俊伟和黄德成[15]发现，高校通过知识溢出促进企业研发投入提高，进而激励企业进行发明专利申请；李柏洲和周森[16]发现，科研院所的组织内部创新与组织外部创新均能促进企业新产品绩效提升。

还有研究围绕企业创新功能展开深入探讨，发现企业研发行为存在异质性。部分研究关注不同所有制企业的异质性研发行为，如Hall&Maffioli[17]发现，墨西哥、巴西、阿根廷等国家存在专门深耕基础研究的国有企业；张杰等[18]发现，在我国高新技术产业中，国有企业平均发明专利申请数高于民营企业，且自“十二五”规划提出“国有经济的战略性调整政策”以来，国有资本加速向战略性新兴产业集中。还有学者利用上市公司面板数据，探讨内部财务状况与外部经济环境对企业异质性研发行为的影响，如唐清泉和肖海莲[7]将涉及研究阶段的研发投入定义为探索式创新投资，将只关注开发阶段的研发投入定义为常规式创新投资，研究发现，探索式创新投资的现金流敏感度高于常规式创新投资，政府如果在进行研发补贴时适当向探索式创新投资倾斜，就能取得更好的政策效果；顾群等[8]将研究阶段的研发投入定义为探索式创新，将开发阶段的研发投入定义为开发式创新，研究发现，经济政策不确定性会促使企业开展探索式创新，但对开发式创新行为不存在显著影响。

1.2 知识溢出与企业创新产出

近年来，国内外学者围绕知识溢出渠道、测度方法及创新效应进行了大量研究。曲如晓和李雪[19]将知识溢出渠道区分为物化型与非物化型两种。其中，物化型知识溢出渠道包括中间品及资本品的市场交易[20]、资本与人才等研发要素流动[21]等。非物化型知识溢出渠道主要是指以学术论文、专利为载体的知识扩散[22]；段会娟[23]总结了知识溢出的4种测度方法，即技术流量法、生产函数法、成本函数法和文献追踪法，并发现采用技术流量法测度知识溢出时，需要选择合理的权重度量知识受体内部化外溢知识的能力。在研究区域间知识溢出的创新效应时，可选择的权重矩阵包括地理距离权重矩阵、经济距离权重矩阵和技术距离权重矩阵[24]；王庆喜等[25]发现，随着以通讯技术为代表的空间可压缩技术进步，专利可编码性与公共属性增强，知识溢出的地理局限大为削弱，由技术距离决定的知识搜寻能力成为知识溢出的主要影响因素；周敏等(2019)利用技术距离权重矩阵构造企业研发支出的溢出池，发现由于技术机会效应的存在，其它企业的研发支出会抑制本企业专利申请；高山行等[26]发现，跨国公司的技术溢出会抑制我国企业基础创新产出，而且内外资企业技术差距越大，抑制效应越显著。

通过文献回顾发现，目前聚焦于企业异质性研发行为的研究大多局限于组织双元创新理论范畴，虽然部分文献探讨了不同所有制企业研发行为差异，但鲜有研究基于创新链角度，总结不同类型企业承担的创新功能差异。此外，考虑到创新链上各环节所承载的创新功能不同，且各环节间存在知识反馈机制[27]，以往将从事异质性研发的企业视为同质知识源，据此分析知识溢出创新效应的做法可能无法全面反映企业间技术经济联系。从我国现实情况看，相比于民营企业，我国国有企业普遍成立时间更长、创新要素累积优势更显著，而且一向受到研发补贴政策的优待[28]。那么，我国国有企业是否也同拉丁美洲国家的国有企业一样，更多地承担了基础研究的创新功能？相应地，民营企业是否更多地承担了应用研究的创新功能？如果国有企业与民营企业确实在创新链上存在明显的环节分布与功能定位差异，那么两类企业异质性研发所形成的知识溢出，对整个经济系统的创新产出是否发挥了不同作用？为回答上述问题，本文基于统计分析，从创新链视角揭示不同所有制企业存在异质性研发行为的特征事实。在此基础上，测度异质性研发的知识溢出，并探究其对不同类型创新产出的影响。最后，根据上述研究内容，围绕如何合理部署创新链提出针对性政策建议。

2 制造企业异质性研发的特征事实

本文首先从专利授权情况、专利前向索引情况以及专利通用性指数3个角度，揭示我国制造企业存在异质性研发行为这一特征事实，即基于创新链视角，国有企业的研发活动更多地承担了基础研究的创新功能，民营企业的研发活动更多地承担了应用研究的创新功能。本文采用的2012—2018年制造业上市公司专利数据，依据公司年报披露的公司名称经谷歌专利检索系统(刘雯，2018)查询、汇总得到，企业产权属性信息由CCER数据库得到。据此，将上市公司分为国有企业与民营企业进行统计分析。

2.1 基于专利授权情况的特征事实分析

发明专利只有通过新颖性、实用性和非显而易见性方面的实质审查才能被授权，往往被视为基础研究的研发成果(李柏洲、苏屹，2010)。根据发明专利与非发明专利的授权情况，能够初步判断不同所有制企业是否存在异质性研发行为。表1揭示了如下3个特征事实：①尽管上市公司中国有企业数量少于民营企业，但历年国有企业发明专利授权数始终高于民营企业，且两者间的差距没有缩小趋势；②民营企业实用新型与外观设计专利授权总数高于国有企业，且两者间的差距逐年扩大；③从专利授权结构看，2012—2018年国有企业发明、实用新型、外观设计授权专利在专利授权总数中的占比分别为28.9%、58.6%、12.4%，民营企业上述3类专利的占比分别为21.1%、60.0%、18.9%。上述特征事实初步揭示，我国国有企业倾向于开展基础研究领域的研发活动，民营企业倾向于开展应用研究领域的研发活动。

表1 国有企业与民营企业专利授权情况

2.2 基于专利前向索引的特征事实分析

根据刘林青等(2020)的研究成果，前向索引频次较高的专利在相关技术领域具备基础性特征。鉴于此，本文统计了不同所有制企业授权专利的前向索引情况。表2揭示了如下3个特征事实：①国有企业被授权的发明专利与实用新型专利中，至少被其它专利引用过一次的专利占比分别为64.4%、70.7%，而民营企业的这一占比分别为59.6%、8.4%；②历年国有企业被授权专利的前向索引总频次都高于民营企业；③国有企业被授权专利平均前向索引频次，在绝大多数年份都高于民营企业。上述特征事实进一步揭示，相比于民营企业，国有企业开展了更多基础研究领域的研发活动。

表2 授权专利前向索引情况

2.3 基于专利通用性指数的特征事实分析

表3所整理的专利通用性指数揭示了如下3个特征事实：①国有企业被授权发明专利的通用性指数始终高于民营企业；②国有企业被授权实用新型专利的通用性指数始终高于民营企业；③无论是国有企业还是民营企业，各年度授权发明专利的通用性指数均高于实用新型专利的通用性指数。上述特征事实充分揭示，基于创新链视角不同所有制企业的研发行为存在异质性，国有企业的研发活动更多地承担了基础研究的创新功能，而民营企业的研发活动更多地承担了应用研究的创新功能。

表3 授权发明专利与实用新型专利通用性指数

3 模型设定与数据

上述特征事实分析发现不同所有制企业存在异质性研发行为。在此基础上，本文进一步通过实证分析考察国有企业与民营企业异质性研发所形成的知识溢出，对企业发明专利与非发明专利这两类创新产出的影响。

3.1 模型设定

根据Griliches-Jaffe知识生产函数[31,32]的基本思想，企业研发支出及其接受的知识溢出都是自身在创新过程中所投入的资源。参考已有研究[19,33]，本文设定如下计量模型考察异质性研发知识溢出对企业创新产出的影响。

Innovationit=α0+α1spillsoeit-1+α2spillpoeit-1+α3yftrit-1+α4Xit-1+ηyear+εit(1)

其中,i表示企业，t表示年份。考虑到创新活动并非一蹴而就，同时为了缓解内生性问题，所有解释变量和控制变量均滞后被解释变量一期[34]。Innovationit表示企业i在t年的创新产出；spillsoeit-1表示国有企业对企业i的知识溢出；spillpoeit-1表示民营企业对企业i的知识溢出，yftrit-1表示企业i在第(t-1)年的研发投入；Xit-1包括除研发投入外，其它可能影响企业创新产出的控制变量；εit为误差项。由于各年度实施的创新激励政策也会影响企业创新产出(龙小宁、王俊，2015)，所以在设定模型时加入企业所处年份的虚拟变量ηyear以控制时间层面的外部冲击。

3.2 变量定义

3.2.1 被解释变量

参考曲如晓和李雪[19]的研究成果，本文以专利申请数量衡量企业创新产出，实证研究采用企业当年专利申请量加1后取自然对数的方法。根据我国专利法的定义，相比实用新型与外观设计专利，发明专利更能直接推动技术创新突破。因此，为更准确地揭示异质性研发知识溢出对企业创新产出的影响，本文从发明专利申请数量(fm)与非发明专利申请数量(ffm)两个角度衡量企业创新产出。

3.2.2 核心解释变量

3.2.3 控制变量

参考以往研究，选取企业研发投入、企业年龄、企业规模、固定资产占比、资产流动性、薪酬激励、市场势力和市场集中度作为控制变量，主要变量定义及计算公式如表4所示。

表4 主要变量定义及计算公式

3.3 样本选择与数据来源

本文数据主要来源于CSMAR数据库与谷歌专利检索系统(Google Patent)。谷歌专利检索系统提供了1790年至今的专利授权信息，以及2001年至今的专利申请信息。通过检索申请人名称可以得到相应专利文本，获知专利的法律状态及引用情况。CSMAR数据库提供了沪深A股制造业上市公司的基本信息、研发投入以及财务数据。研发投入数据是本文计算知识溢出的必要数据，但这一数据在可得性与数据质量方面存在两个问题：一是在2006年底财政部公布《企业会计准则》前，披露研发投入信息的上市公司比例很低，导致企业研发投入数据在2007年前存在大量缺失值；二是2007—2011年，制造业上市公司研发投入和实际专利申请行为间存在投入与产出“倒挂”现象[36]，这一期间披露研发投入数据的企业比例在11%～35%之间震荡，但进行专利申请的企业比例从42%上升至 65%，有相当数量进行了专利申请的企业在当年以及此前年份都没有报告研发投入。考虑到研发投入数据可得性以及数据质量对研究结果的影响，本文以2012—2018年作为实证研究样本期，剔除在观测期内被ST、*ST等特殊处理以及财务数据缺失的上市公司后，最终样本涉及2 068家企业。

3.4 描述性统计

表5为变量描述性统计分析结果。从核心解释变量看，国有企业知识溢出的平均值高于民营企业。从被解释变量看，发明专利申请数与非发明专利申请数均呈现出明显的左归并(left-censored)特征。具体而言，在8 708个样本中，发明专利申请数为0的样本有1 263个，非发明专利申请数为0的样本有1 594个。当被解释变量的概率分布呈零值堆积与正值连续共存的混合分布时，OLS方法无法得到一致估计。因此，后文采用面板Tobit模型进行回归估计。

表5 描述性统计分析结果

4 实证结果及分析

本文首先从核心解释变量与控制变量两个方面，对基准回归模型估计结果进行分析。为更准确地揭示异质性研发知识溢出对企业创新产出的影响，本文根据企业所有制性质与所处生命周期阶段，在进行样本分类后作进一步探讨，最后进行稳健性检验。

4.1 基准回归模型的估计结果

表6为实证方程式(1)的估计结果，前两列采用的估计方法为混合最小二乘回归(POLS)，后两列采用的估计方法为面板Tobit模型。对比发现，当采用两种不同的方法进行回归时，各变量系数大小有所变化，但正负没有发生改变。下文在分析回归估计结果时，以面板Tobit模型估计结果为准。

表6 基准回归模型估计结果

首先，考察异质性研发知识溢出对企业创新产出的影响。估计结果显示，国有企业知识溢出与民营企业知识溢出均能促进企业发明专利申请，且国有企业知识溢出的正向促进作用大于民营企业。但在非发明专利申请方面，国有企业知识溢出表现为促进作用，而民营企业知识溢出表现为抑制作用。上述结果说明，对于发明专利这类层次较高的创新产出而言，无论是基础研究领域的知识溢出，还是应用研究领域的知识溢出，均能起到扩展创新可能性边界的作用。对于实用新型与外观设计专利而言，一方面，基础研究领域的知识溢出通过为企业提供快速、低价掌握前沿理论的途径，促进企业应用创新；另一方面，由于这两类专利与企业核心产品迭代及市场推广结合更为紧密，随着其它企业被授权专利数量增多，企业通过突破现有技术创造市场竞争优势的潜在利益空间不断收窄。因此，应用研究领域的知识溢出反而会削弱企业创新动力，进而抑制企业创新产出。

其次，考察控制变量对企业创新产出的影响。企业研发投入增加能够显著促进企业进行各类专利申请。企业规模越大、薪酬激励越高，申请的专利项目越多，说明创新资源获取以及激励政策实施都能够促进企业创新产出；企业年龄越大，申请的专利项目越少，说明初创企业在创新方面表现更为积极；企业市场势力越大，申请的专利项目越少，说明具有更高加价能力的企业缺乏创新动力；企业固定资产占比越高，资产流动性越低，申请的专利项目越少，意味着重资产企业可能缺乏创新精神；企业市场集中度越高，发明专利申请数量越少，非发明专利申请数量越多，说明企业在面临更激烈的市场竞争时，会减少在基础研究领域的投入，着力于进行难度相对较低的实用新型与外观设计专利申请。

4.2 分样本回归估计结果

4.2.1 基于企业所有制的分样本分析

鉴于国有企业与民营企业在创新链上所承担的创新功能存在区别，对两类企业进行分样本回归，以进一步揭示创新知识沿创新链的流动情况以及知识溢出效应。表7回归结果表明，国有企业知识溢出对企业非发明专利申请起促进作用，民营企业知识溢出对企业非发明专利申请起抑制作用。从发明专利申请看，国有企业知识溢出对国有企业、民营企业的发明专利申请起显著促进作用，而民营企业知识溢出只对民营企业的发明专利申请起显著促进作用。鉴于国有企业从事了更多的基础研究，而民营企业从事了更多的应用研究，从创新链视角看，这一回归结果说明，在我国制造业领域，创新知识从基础研究过渡到应用研究的环节衔接较为顺畅，但根据应用研究的创新需求倒逼基础研究领域实现创新突破的信息反馈机制尚未成熟。

表7 基于企业所有制分样本分析结果

4.2.2 基于企业生命周期的分样本分析

处于不同生命周期的企业，其创新资源获取及创新要素配置能力存在差异，异质性研发知识溢出对其创新产出的作用可能有所区别。因此，本文基于组合现金流，将企业生命周期划分为成长期、成熟期和衰退期3个阶段并进行分样本分析[37]。表8回归结果表明，无论企业处于生命周期的哪一阶段，国有企业知识溢出都对企业非发明专利申请起促进作用，民营企业知识溢出都对企业非发明专利申请起抑制作用，说明在生命周期的各阶段，应用研究领域的创新竞争十分激烈，而基础研究的知识溢出能对创新可能性边界起扩展作用。从企业发明专利申请看，异质性研发知识溢出对企业创新产出起促进作用，但对处于不同生命周期的企业，其促进作用大小有所不同。当企业处于成长期时，国有企业知识溢出的促进作用大于民营企业，说明在这一阶段，基础研究所推动的技术突破更能够促进企业创新；当企业处于成熟期时，国有企业知识溢出的促进作用小于民营企业，说明随着产品与服务标准化程度提高，与市场化结合更为紧密的应用研究对企业创新的促进作用比基础研究更为显著；当企业处于衰退期时，只有国有企业知识溢出能够对企业创新产出起显著促进作用，说明当市场需求萎缩时，只有高水平的前沿理论发展才能开拓创新空间，进而推动企业持续创新。

表8 基于企业生命周期的分样本分析结果

4.3 稳健性检验

本文采用以下两种稳健性检验方法：①替换知识溢出测算数据来源。根据专利申请数据而非基准回归中所采用的专利授权数据，计算各企业间技术距离权重矩阵，据此计算得到国有企业与民营企业知识溢出并进行回归；②替换核心解释变量。使用滞后两期的国有企业知识溢出与民营企业知识溢出作为解释变量进行回归。上述稳健性检验回归结果均与表6中基准回归模型估计结果的符号一致，证实本文结论具有稳健性。

5 研究结论与政策启示

5.1 结论

本文通过匹配谷歌专利检索系统与上市公司年报，得到我国制造业上市公司专利数据。通过统计不同所有制企业的专利授权情况、专利前向索引频次以及专利通用性指数，揭示了国有企业与民营企业存在异质性研发行为，即国有企业承担了更多的基础研究创新功能，而民营企业承担了更多的应用研究创新功能。经测算得到异质性研发知识溢出数据后，进一步实证考察结果表明，从事更多基础研究的国有企业，其知识溢出能够促进企业发明专利与非发明专利申请；从事更多应用研究的民营企业，其知识溢出对企业发明专利申请表现为促进作用，对企业非发明专利申请则表现为抑制作用。分样本回归结果表明，对于不同所有制企业以及处于不同生命周期的企业而言，异质性研发知识溢出效应大小存在差异。就国有企业来看，民营企业知识溢出并不能促进其发明专利申请，意味着我国创新链尚未形成以应用研究的创新需求倒逼基础研究实现创新突破的信息反馈与创新机制。从企业所处生命周期看，民营企业知识溢出对成熟期企业发明专利申请的促进效应更大，而国有企业知识溢出对成长期企业与衰退期企业发明专利申请的促进效应更大。相关稳健性检验结果证实了本文实证结论的稳健性。

表9 稳健性检验结果

5.2 启示

本文政策含义包括如下3个方面：第一，在构建新型国家创新体系过程中，应该充分发挥国有企业在基础研究领域的带头作用。结合国有企业改革进程，在引导国有企业逐渐退出非战略性部门的同时，优先选择在高新技术产业等高度依赖前沿基础科学的研究领域布局，重点聚焦投入风险较大但知识溢出创新效应较高的关键核心技术，在解决市场失灵问题的同时充分发挥其创新促进效应。第二，重视发挥市场机制竞争效应，鼓励民营企业在应用基础研究领域积极开展协作。一方面鼓励企业在共性技术领域开展协作、共享创新成果；另一方面完善专利保护体系建设，保障协作创新企业能够充分享有技术研发的创新红利，从而营造良好的产业研发创新氛围，尽量规避同业竞争所形成的创新抑制效应。第三，在制定技术创新政策时，需要因企制宜、分类施策。通过建立和完善更具有靶向性的创新配套措施，切实改善不同所有制性质、处于不同生命周期企业进行创新所需要的“软硬”基础条件，推动企业深度嵌入创新链，加强创新链各环节的要素流动与信息反馈，从而促进创新资源高效配置和综合集成。