全球研发网络的中心嵌入结构及因素研究

张战仁，张润强，杨晓雪

(1.广东财经大学经济学院，广东 广州 510320；2.中国科学院地理科学与资源研究所，北京 100101；3.温州大学商学院，浙江 温州 325035)

0 引言

随着知识更新周期的日益缩短，任何一个国家、企业都不能止步于“闭门造车”式创新。知识更替速度的加快，对国家的创新能力发展提出了更高的要求[1]。即使是掌握世界最先进技术的发达国家，也难以仅依靠本国资源维持其技术的长期动态领先。全球研发网络等级嵌入的形成就是世界各国企业打破创新的地域边界限制，在最为广域的全球范围内谋求开放创新、合作创新的结果，满足企业、国家不断发展的合作创新需求[2]。据世界经济合作与发展组织 (OECD)统计的1978—2017年的全球专利创新合作数据，世界各国专利创新合作总数已从1978年的3726项上升到2017年的123102项，合作专利占比不断提高，“闭门造车”式的自主创新模式已被排除在世界各主要国家的主流模式之外。

近年来，世界各国都出台了推动本国嵌入全球研发网络的政策，我国也鼓励企业走出去做研发投资，相继出台多项政策，鼓励企业走出国门。2016年中共中央、国务院印发的 《国家创新驱动发展战略纲要》，以及2018年国家科技部、全国工商联印发的 《关于推动民营企业创新发展的指导意见》，都要求我国企业把握世界科技前沿发展态势，主动嵌入全球研发创新网络中，通过创新合作全面增强自主创新能力。全球研发网络的嵌入有位置等级结构之分，一国的嵌入位置决定该国对网络内优质资源的吸收和控制程度。全球研发网络的中心嵌入位置受哪些因素影响？我国又处在何种位置？在我国多次强调安全创新、开放创新的今天，亟需开展全球研发网络中心嵌入的位置因素研究。

过往研究多局限于全球研发网络中心嵌入动力及整体联系特征的分析[3-4]，仅有少数学者涉及嵌入内部结构的直观刻画分析，尤其缺乏全球研发网络中心嵌入的位置因素研究。本文尝试深入全球研发网络内部，展开全球研发网络中心嵌入的位置结构及因素的系统研究，从东道国内部的主观意念、客观基础及外部的语言、地理等临近类环境因素角度组建影响其嵌入的位置因素体系，对全球研发网络中心嵌入的位置结构及整体特征进行理论及实证分析。

1 文献综述及中心嵌入结构因素

相对于传统全球生产网络的中心嵌入位置研究，现有研究还局限于全球研发网络中心嵌入的整体动力分析，多将全球研发网络的中心嵌入作为一个初发现象，专注于全球研发网络中心嵌入的产生原因分析，尚未形成一个从外部动力到内部结构，对全球研发网络中心嵌入展开分析的完整框架。对全球研发网络中心嵌入结构及背后因素的分析，现有研究还大多停留在现状描述阶段[2,5-6]，大多数研究主要以具体的国际研发合作项目如欧盟框架计划项目为研究样本，对影响一国全球研发网络中心嵌入的位置因素展开研究，只在知识网络、集群企业，合伙人等方面做了探索[7-8]。这些研究样本的偶然波动性较大，从而导致样本代表性不强。现有研究存在的最为核心的问题还表现在对影响全球研发网络中心嵌入位置因素的不完整分析上，层次性、系统性亟需加强。

本文认为，从完整与系统性角度，全球研发网络中心嵌入的结构因素是多维的，既包括东道国内部的主观意念性因素，也包括东道国内部的客观基础性因素，同时还包括东道国不可控的外部环境性因素，它们共同构成影响全球研发网络中心嵌入的结构因素体系 (见图1)。

图1 国家全球研发网络中心嵌入的结构因素

首先，东道国的主观意念是前提。面对开放创新的时代需求，世界各国出于整合获取遍布世界各地的研发创新要素目的，都有嵌入全球研发网络的主观意念，但是对全球研发网络的嵌入，也可能遭受大量资源浪费和知识产权外泄的问题，并不是百益而无一害的。不仅发达国家会担心过多的开展国际研发合作，可能会动摇其赖于领先竞争伙伴国的研发创新基础，发展中国家也会担心过多开展国际研发合作，可能会出现研发被发达国家跨国公司低端锁定的问题[9]。面对两难的决定，东道国开放的主观态度对全球研发网络的中心嵌入位置具有决定作用。本文用经济开放水平作为反映全球研发网络中心嵌入的主观意念的因素指标，由于经济开放水平较高的国家通常对本国企业的跨国研发合作持开放态度，本文预期经济开放水平越高的国家，越容易占据全球研发网络的中心位置。

其次，东道国开放的主观意念是一方面，是不是具有嵌入全球研发网络的基础能力是另一方面，要嵌入全球研发网络并占据中心位置，拥有较强的研发合作能力是基础。全球研发网络中心位置本文用该国全球研发网络的直接联系国家数 (度中心性)及处在交往国家的中间路径数 (介中心性)衡量。只有具有一定综合研发实力或专业研发实力的国家，才可能成为其他国家的研发竞相合作国，提供与合作国合作的创新“宽度”及“深度”基础，故本文认为东道国自身的研发实力水平因素对该国全球研发网络的中心嵌入位置具有最为重要的影响。此外，因为需要与来自不同国家、地区的合作伙伴进行不断的合作交流，为了规避技术泄露风险，本文认为严格的知识产权保护及适当的通信基础设施也可能是一国嵌入全球研发网络中心位置的基本条件[10-11]。

最后，从外部因素角度看，不管是东道国主观意念性因素，还是东道国客观基础性因素，这些因素都属于东道国内部因素，属于东道国可控的因素。影响全球研发网络中心嵌入的位置因素还有一些不可控的因素，如东道国与全球研发创新中心国家的地理、文化距离等因素[12-14]，这些因素对全球研发网络中心嵌入位置有影响，同时又是东道国不可控的，是不以国家自身的主观努力改变而改变的，故将它们称为外部因素。

相对绝对的时空距离作用，本文认为，语言临近可能更有利于全球研发网络中心嵌入位置的提高。国家之间的合作，特别是国家之间的创新合作，更加依赖国家之间文化距离及语言距离的缩短。语言是国家文化的外显，语言临近不仅利于消除国家之间创新合作的直接沟通障碍，最为关键的是还利于内嵌于东道国文化、习俗当中的一些不可意会性知识的传递，拉近国家之间的心理距离。故此，与地理临近因素一样，与创新中心国家的语言临近，可能是影响全球研发网络中心嵌入位置提高的重要因素。

2 全球研发网络中心嵌入的结构因素实证设计

本文主要基于OECD专利国际合作数据库欧洲专利局提交的申请与外国合作者共为发明人的专利数据开展实证分析，根据该专利数据的可获得性，选取具有代表性的覆盖全球各地区的63个国家 (地区)作为研究样本 (见表1)。依据数据的可获得性，构建了覆盖63个国家 (地区)的1980—2015年的合作专利数据。本文实证检验模型采用2002—2015年共14年的面板数据，个别缺失数据使用插值法补全。

表1 构建全球研发网络的63个国家 (地区)

本文采用度中心性和介中心性作为反映一国全球研发网络中心嵌入位置的指标变量[15-16]。一国全球研发网络中心嵌入的位置差异表现为该国与其他国家发生研发直接联系的能力及中介联系能力差异，分别用度中心性和介中心性指标衡量。度中心性通过一个国家 (地区)在全球研发网络中与其他国家 (地区)发生直接联系的可能性，介中心性通过一个国家 (地区)在全球研发网络中承担的中转和衔接功能状况衡量。由于在网络中的控制越强，嵌入国 (地区)越容易获得符合自己要求的互补性的研发创新资源，故本文将度中心性和介中心性作为反映一国全球研发网络中心嵌入位置差异的重要指标变量。

在选取的位置因素中 (解释变量及控制变量指标计算方法及数据来源见表2)，国家技术专业化强度的测度最为复杂。本文对国家 (地区)技术专业化强度的测量，采用Iris等对欧洲区域研发网络分析中使用的技术专业化指标进行度量[8]。目前大部分学者采用两个研究主体之间的绝对距离来衡量地理邻近，也有部分学者通过研究主体之间交通往来的时间和成本来衡量地理距离。由于本文构建的全球研发网络数据来自OECD数据库中收纳的欧洲专利局数据，故根据研究对象国 (地区)是否属于欧洲国家设置虚拟变量，来衡量地理邻近对国家嵌入全球研发网络位置的影响。鉴于英语在各国的普及率和影响力，本文选取一个国家 (地区)的官方语言或国家语言，以及该国至少20%的人口使用的语言是否为英语作为语言邻近的指标。为了控制其他变量的影响，根据相关研究结果，继续选取人力资本、国家经济水平、制度质量等作为控制变量[17-19]。与用研发投入、专利总数等反映一国的综合研发实力不同，继续将对一国综合研发实力即期难影响甚至无影响、长期却具有战略影响的人力资本纳入模型的控制变量中。由于本文使用的是较为常见的多元面板回归模型，这里不再具体给出。

表2 变量汇总

3 结果与讨论

3.1 全球研发网络中心嵌入位置结构分析

本研究选取OECD专利国际合作数据库及欧洲专利局提交的申请与外国合作者共为发明人的专利数据，作为刻画全球研发网络中心嵌入位置结构的来源数据。由于国与国之间真实的国际研发合作关系肯定早于专利的国际联合合作申请，并可能在专利的国际联合合作申请之后继续存在，为了真实反映全球研发网络中心嵌入的关系，本文把自然年份的国际合作专利数据汇总，重点关注1980—1982年、1990—1992年、2000—2002年、2013—2015年四个时间阶段的样本国家在全球研发网络中心嵌入的位置结构。

(1)整体特征分析。首先运用Ucinet6，对世界各国研发合作由近及远、紧密交织，最终在全球范围内形成新的全球研发网络中心嵌入的整体特征展开分析[20]。平均度、成分数量、密度、传递性都是用来衡量全球研发网络中心嵌入整体特征的指标，分别用来度量一个节点国家平均连接的嵌入国家数、嵌入子网络个数、现有连接在所有可能连接中的占比、一个节点国家与相邻节点国家连接的可能性。分析结果显示，越来越多的国家已嵌入到全球研发网络中。

从图2可以看出，全球研发网络中心嵌入的整体性不断增强，无论是不同国家节点之间的连接总数在所有节点国家之间的平均数 (平均度)，还是现有连接在所有可能连接中的占比 (网络密度)，均呈上升之势。全球研发网络中心嵌入的成分数指标检测结果进一步表明，国家对全球研发网络的中心嵌入不是以小空间范围内国家之间的研发创新合作的增加为基础的，嵌入不断减少的子网络数 (成分数)说明各国之间的研发创新合作的子网络边界日趋模糊。各国之间的研发创新合作既有传统某小空间集团范围内的，也有跨越传统小空间集团范围限制的。显示顺应时代的发展，全球研发网络的中心嵌入已成为一个密不可分的整体，各国之间的研发创新已作为一个整体存在。

图2 1980—2015年全球研发网络中心嵌入的整体特征

(2)位置结构分析。采用度中心性、介中心性衡量全球研发网络中心嵌入的位置结构，结果显示，在全球研发网络中心嵌入的规模、整体性等不断增强的同时，嵌入的位置千差万别、相差悬殊。以2015年度中心性排名前20的国家为例，本文计算了这20个国家自1980年开始每五年的平均度中心性及平均介中心性 (见图3、图4)，结果显示，全球研发网络中心嵌入的位置差异体现在两个方面：一是静态位置差异，美国、德国等长期占据全球研发网络中心嵌入的度中心位及介中心位，其度中心位及介中心位呈逐年上升之势，凭借其所处的核心位置，这些国家能够轻易从外部整合到更多的优质研发创新资源；二是动态位置差异，处于全球研发网络中心嵌入中部特别是尾部的国家，其嵌入位置急剧变化，1996—2000年是全球研发网络中心嵌入的度中心位分化阶段，在这之前，样本国家的嵌入位置波动较小，之后进入大幅波动阶段，加拿大等国家位置提升迅速，2000年接连赶超瑞典、荷兰、比利时等国家，波兰、巴西等国家也有不错表现。

图3 前20位国家的度中心性

图4 前20位国家的介中心性

本文利用Gephi软件，进一步作1980—1982年、1990—1992年、2000—2002年、2013—2015年4个时间阶段的嵌入位置结构Gephi图 (见图5)，对全球研发网络中心嵌入的位置结构分析做可视化处理，一方面可以用进入网络的节点国家及连接数反映嵌入的整体规模，另一方面还可以用节点标注的颜色及距离图片中心的远近反映嵌入的位置结构，颜色越深代表在网络中所处的位置越高。

图5 历年全球研发网络中心嵌入的位置结构Gephi图

比较全球研发网络中心嵌入的位置结构Gephi图，可以再次发现，随着时间的推移，全球研发网络中心嵌入的规模确实在扩大。1980—1982年，全球研发网络的中心嵌入处于刚起步阶段，嵌入国家数及嵌入国家的研发创新网络连接数均不多，全球研发网络中心嵌入的位置结构Gephi图给人稀疏之感。随着嵌入国家数及网络连接数不断增加，全球研发网络中心嵌入的位置结构Gephi图日趋饱满，显示各国之间的研发创新网络联系日益频繁。在内部的等级结构方面，Gephi图同样显示，全球研发网络中心嵌入的位置差异明显，既有长期处于网络外围即边缘位置的委内瑞拉、巴基斯坦等国家，也有长期占据颜色较深的中心位置国家，如美国、德国 (图5中方框圈出)等国家。与美国、德国等长期处于全球研发网络中心嵌入核心位置的国家相比，我国尽管长期处于边缘位置，但近年来也出现了向核心位置嵌入的积极势头，变化可喜。

3.2 全球研发网络中心嵌入位置因素分析

本文构造了2002—2014年63个国家 (地区)的面板数据，计算了各变量的相关系数矩阵。由于解释变量之间存在高度的相关性，为了消除多重共线性，本文决定将解释变量分组，对模型进行分组回归，根据分组变量，得到主效应模型3个、交互模型5个。为了避免伪回归情况，首先做了基于HT和IPS的单位根检验，检验结果表明数据同阶平稳，可进行回归估计。

本文选取的数据是由63个国家在连续14年的不同时间点上的取值集合组成的面板数据，由于面板数据相对于横截面数据多了一个时间维度，为了使面板数据的估计结果更加稳健，需要在是否考虑固定效应模型和随机效应模型之间进行选择。有关面板数据模型类型的确定，本文遵循以下检验步骤：首先通过F检验、LM检验，确定模型类型是混合回归模型还是固定效应或随机效应模型；在排除了混合回归模型的基础上，通过HS检验，进一步确定是固定效应模型还是随机效应模型。本文的检验结果表明，3个主效应模型及5个交互模型均为固定效应模型[21]。本文的地理邻近和语言邻近作为重要的解释变量是不随时间而变的虚拟变量，由于固定效应模型无法估计不随时间而变的变量系数，最终采用Hausman和 Taylor的方法对模型进行回归[22-23]。

表3所示为主效应模型的估计结果，在主效应模型中，模型1～3均加入了外部的地理临近及语言临近变量，所不同的是，根据解释变量之间相关程度的不一样，为了消除多重共线性影响，模型1～3包含的解释变量个数及着重检验的具体变量不同。不管是以度中心度为被解释变量的主效应模型，还是以中间中心度为被解释变量的主效应模型，三个主效应模型的估计结果均显示，东道国全球研发网络的中心嵌入位置，确实受东道国内部的主观意念、客观基础及外部的地理临近等因素影响。以主效应模型2的估计结果为例，模型估计结果显示，国家经济开放水平每提升1个单位，则国家全球研发网络度中心位置上升0.116个单位、介中心位置提高0.118个单位；国家综合研发实力每提升1个单位，则网络度中心位置上升0.231个单位、介中心位置提高0.058个单位；地理临近每提升1个单位，网络度中心位置上升0.372个单位 (不显著)、介中心位置提高0.408个单位；语言临近每提升1个单位，网络度中心位置上升1.181个单位 (不显著)、介中心位置提高0.960个单位。说明全球研发网络中心嵌入位置的提升或下降，确实是由国家经济开放度、综合研发实力、技术专业化、基础通信设施、语言临近、地理临近等因素决定的。本文尝试从东道国内部的主观意念、客观基础及外部的环境因素角度构建影响其全球研发网络中心嵌入的位置因素框架体系，显然是正确的。

表3 主效应分组回归结果

相对而言，国家经济开放度、综合研发实力等因素在保持对一国全球研发网络中心嵌入位置的总体正向作用的同时，这些因素对嵌入位置的正向影响作用在稳定性及大小等方面也表现出一定的个体差异。以主效应模型3为例，模型3同时纳入综合研发实力与技术专业化两个因素，结果显示综合研发实力因素作用效果更加稳定。不管是在以度中心度为被解释变量的模型中，还是在以中间中心度为被解释变量的模型中，综合研发实力因素变量的估计系数都显著为正。与此相反，技术专业化因素的作用则略显不稳定，在以度中心度为被解释变量的模型中，技术专业化因素的作用系数甚至显著为负。技术专业化因素相对不稳定的原因，说明国家或企业之间的研发创新合作将越来越注重合作国家或企业的创新广度，而不是深度，并且拥有一定研发创新宽度的综合研发实力较强的国家通过合作，也易在某专攻领域形成具有一定研发深度的国家，结果导致不管是从宽度角度，还是从深度角度，综合研发实力国家都易成为其他国家的竞相合作国。相对于语言临近因素，地理临近因素作用的不稳定 (部分不显著)则说明随着交通通信技术的发展，相对承载东道国文化、习俗等在内的语言临近因素，绝对的时空距离因素更容易突破，结果导致与全球创新中心国家的地理距离的远近不是决定其嵌入位置差异最为主要的因素，并且地理临近的国家本身也可能意味着他们的研发创新资源将趋同，他们之间构建国际研发合作关系的可能性会降低，结果反而影响与临近国家嵌入位置的提高，知识产权保护变量的显著性也不强。

全球研发网络中心嵌入的位置因素是综合的和交互影响的，嵌入位置的提高不是由某一方面的因素单独决定的。从影响全球研发网络中心嵌入位置提高的内部因素看，嵌入位置的提高仅有主观意念不行，或者仅有较强的综合研发实力等客观基础支撑，没有嵌入的主观意念也不够。为了检验开放水平等因素对嵌入位置的综合影响，本文把这些因素两两相乘，再次构建交互模型，对影响全球研发网络中心嵌入位置的因素做进一步实证。

表4给出了语言邻近与国家经济开放水平、技术专业化、基础通信设施、知识产权保护、综合研发实力等变量的交互回归分析结果，这里只提供以介中心性被解释变量的模型估计结果。除了技术专业程度因素外，其他因素与语言临近组成的交互项中间中心度系数估计均显著为正。在政策启示意义上，一方面说明一国全球研发网络的中心嵌入位置确实不是由该国的经济开放度等某单个因素影响的，还受该国的经济开放度、综合研发实力、技术专业化、语言临近等因素的综合交叉匹配情况影响；另一方面则说明语言临近可能是最为重要的中介调节因素，至于其中的原因，本文认为，作为一国文化、风俗习惯等的外显载体，语言邻近在众多的国际合作伙伴中总会给合作方带来天然的亲切感和信任感，因而更容易与其他因素产生叠加的交互影响。

表4 交互效应分析

4 结论与政策建议

本文打破了过往主要从总体角度关注全球研发网络中心嵌入动力的研究传统，深入全球研发网络中心嵌入的内部，从东道国内部的主观意念、客观基础及外部的语言及地理环境角度全面构建影响网络中心嵌入的位置因素体系，利用世界各国在欧洲专利局共同申请的专利数据，科学选取影响嵌入位置因素的指标，明确了网络中心嵌入位置差异受多因素综合交叉影响的概念。本文的实证结果表明，国家经济开放水平、知识产权保护、研发实力、技术专业化、地理邻近、语言邻近等对网络中心嵌入位置的影响是复合交叉的，语言临近正向调节其他因素对嵌入位置的影响。

尽管世界各国的研发创新合作由近及远，越来越多的国家已嵌入全球研发网络中，但在嵌入的规模及连接强度整体增加的同时，嵌入的结构却差异明显，等级结构森严。面对国际分工的进一步深化发展，我国的政策重点已不能再放在对传统全球价值等级分工嵌入的低端锁定问题上，而应放在对新兴全球研发价值等级分工嵌入的低端锁定规避问题上。就目前在全球研发价值等级分工中的中心嵌入位置而言，尽管作为最大的发展中国家，我国正逐步从网络边缘国向中心国靠近，但嵌入位置并不稳定，随时面临被超越的风险，同时也充满着嵌入高位的机遇。为了进一步提高和稳定我国在全球研发网络的中心嵌入位置，本文认为，一方面要注意嵌入位置的多因素影响特性，分项提高和改善我国的主观意念、客观基础及外部环境等；另一方面除了需要注意国家经济开放度、综合研发实力等因素的单影响之外，还要注意这些因素的复合交叉影响，做到主观意念、客观基础及外部环境的结合。由于语言临近更容易与其他因素对嵌入位置产生叠加的交互影响，尤其需要通过进一步强化与他国的国际文化交流，降低语言临近、地理临近等因素对提高我国在全球研发网络的嵌入位置的不利交叉影响。