我国科技金融与产业结构升级的耦合关系研究

冯鑫明，殷 清，张一飞

（江苏科技大学经济管理学院，江苏镇江 212003）

党的十九届五中全会提出“十四五”时期要充分挖掘增长潜力、显著提升创新水平、更加优化经济结构，推动经济高质量发展。产业结构升级是实现经济高质量发展的关键一步，同时产业结构升级需要科技创新和金融资源的支持。科技金融本质上是科技创新活动与金融创新活动的深度融合［1］，通过技术变革和实现资源在不同部门之间的流动，提高企业运行效率，加快高新技术产业发展，推动产业结构转型升级，提升整体质量效益。新发展理念强调系统性和整体性，科技金融与产业结构升级作为区域知识经济的两个复杂子系统，是区域知识经济实现高质量增长的动力，二者的耦合作用有利于区域知识经济的持续健康发展。因此，有效测算科技金融与产业结构升级的耦合度，对决策者制定相关政策推动区域协调发展和经济高质量增长有重要的现实意义。

1 文献综述

国外围绕科技金融与产业结构升级展开的研究主要集中在对金融发展、技术创新、产业结构升级三者之间关系的探讨。首先，金融发展对技术创新具有显著的促进作用［2］。Mariola 等［3］、Chu 等［4］认为银行部门更高的信贷水平将对专利申请数量产生积极影响，通过放松信贷限制，金融发展能够刺激创新；Liu 等［5］考察了银行竞争如何影响企业创新，结果发现银行竞争会促进企业层面的创新，并且这种正向效应对小企业和非国有企业更强。第二，技术创新能够加快产业结构升级。Altenburg 等［6］以中国电子行业为例，提出增加创新领域的投入有助于高新技术产业发展；Keith 等［7］提出更强的专利权会增加专利密集型产业的R&D 密集度。第三，金融发展能够促进产业结构升级。Rin 等［8］提出银行作为工业化的催化剂，能够降低企业成本，促进新兴产业的发展；Wurgler［9］发现金融市场发达的国家更倾向于投资具有发展潜力的新兴产业，减少对落后产业的投入，提高资源配置效率，促进产业结构升级。

“科技金融”一词自出现以来，便在学术界引起广泛的探讨。学者们对科技金融的研究可分为理论层面和实证层面。在理论层面，就其概念而言，赵昌文等［10］认为科技金融是促进科技开发、成果转化和高新技术产业发展的一系列金融工具、金融制度、金融政策与金融服务的系统性、创造性安排［11］；随后其他学者在此基础上进行补充、完善［12］。在实证方面，学者们的研究主要从科技金融效率的测度［13］，科技金融对科技创新［14］、经济增长［15］和产业结构升级［16］的影响等方面展开研究；其中，对产业结构升级的研究则主要是从科技金融发展和科技金融政策两个方面入手［17］。第一，在科技金融发展方面，有学者提出科技金融发展对产业结构升级具有积极的促进作用。如陈珊［18］从高技术产业入手，发现科技金融发展能够提高创新效率，进而促进高技术产业发展；邹建国等［19］运用空间计量模型，分析科技金融不仅能显著促进产业结构升级，而且对邻近区域的产业结构升级产生较好的作用。第二，在科技金融政策方面，冯永琦等［20］认为科技金融政策对产业结构高度化效率和产业结构合理化具有显著的改善作用；胡欢欢等［17］发现科技金融政策的实施不仅可以显著促进产业结构转型升级，而且政策实施效果随时间呈递增趋势。

基于上述文献分析，学者们的研究主要从科技金融的角度来阐述对产业结构升级的影响，而对二者之间可能存在的相互作用尚存进一步研究空间。基于此，本文从系统论的角度出发，分析科技金融与产业结构升级的耦合机理，测算二者的耦合度，并对其进行影响因素分析，最后提出切实可行的建议来促进科技金融与产业结构升级的高耦合、高协调，实现区域经济高质量发展。

2 科技金融与产业结构升级的耦合机理

耦合是物理学范畴的概念，是指两个或者两个以上的系统之间相互作用、相互影响、相互渗透融合为有机整体的客观现象［21］。研究科技金融与产业结构升级之间的耦合机理，就是要研究二者之间的作用方式并找到一条实现科技金融与产业结构升级紧密结合的路径，如图1 所示。

图1 科技金融与产业结构升级的耦合机理

根据《国家“十二五”科学和技术发展规划》的解读，科技金融是指通过创新财政科技投入方式，引导和促进银行业、证券业、保险业金融机构及创业投资等各类资本，创新金融产品，改进服务模式，搭建服务平台，实现科技创新链条与金融资本链条的有机结合，为初创期到成熟期各发展阶段的科技企业提供融资支持和金融服务的一系列政策和制度的系统安排。因此，科技金融的落脚点是金融，主要强调的是融资功能，而融资的对象则是科技型企业。科技与金融有效结合机制有利于提高金融资本与科技创新的融合度，科技创新能够通过金融融资的途径来分散风险，解决融资难题，让科技创新速度更快，效率更高，帮助企业补齐科研与市场之间的短板，从而促进高新技术企业发展。按投入主体的不同，科技金融可以分为公共科技金融和市场科技金融。公共科技金融的投入主体是政府财政部门，市场科技金融投入主体包括商业银行、风险投资机构及资本市场投资者等资金供给主体［22］。对于种子期和初创期的高新技术企业，需要不断有资金注入来维持企业运行，但是现阶段企业还处于刚刚发展的阶段，资金来源稀少，企业融资难度较大。而公共科技金融投入是不强调盈利性的，它比较注重企业的投入产出质量和企业自身的可持续性发展，主要是通过政策性贷款、创新补贴、创业扶持基金等直接或者间接的方式鼓励高新技术企业发展。因此，在这个时期，政府资金支持是推动高新技术企业向前发展的主要动力来源。市场科技金融主体比较关注投入所带来的高额利润回报，主要通过筛选审查机制为处于成长期和成熟期的企业提供资金支持，并采用事后监督机制保证资金的高效利用，加快新产品的技术研发、成果转化和实现产业化的过程，帮助高新技术企业获取利润和提升绩效，促使高新技术企业不断发展壮大；另外，技术的成熟和扩散也会增强当地企业的竞争意识，加快淘汰落后产业或改造传统行业，提高整体的生产率，从而推动产业不断升级。

另一方面，产业升级能够使得产品质量得到不断提升，产品种类变得多样化，更加满足人们的消费需求，加快资本积累，促进高新技术企业发展；随着企业逐渐进入成熟期，企业发展越来越壮大，所需的资金规模也越来越大，通过倒逼机制对科技金融提出新的诉求，促进科技金融改革，完善科技金融体系，为科技金融发展提供广阔的发展空间。其次，产业升级促使技术创新得到发展，加快新技术的应用，实现科技金融发展与产业结构升级的不断融合，推动科技金融创新发展。第三，产业结构升级是一个动态发展的过程。产业升级在不同发展阶段需要不同类型的科技人才和金融人才，有利于改善当地就业结构，提升人力资本水平，并通过对不同发展阶段的资源要素进行调整、重新组合，以期用最少投入获得最大产出，实现科技金融效率的提高。

上述分析表明，科技金融与产业结构升级是一个相互促进、相互影响的过程。产业结构升级需要科技金融的支持，科技金融的发展也离不开产业结构升级的推动，二者之间的良性耦合有利于发挥“1+1＞2”的作用。因此，分析二者的相互作用对实现我国区域知识经济高质量增长具有重要的意义。

3 研究设计

3.1 构建指标体系

（1）科技金融指标体系。在遵循系统性、代表性和可获得性的原则上，本文借鉴曹颢等［23］、潘娟等［15］的研究，围绕科技金融资源、科技金融投入、科技金融产出3 个方面建立科技金融指标体系，如表1 所示。科技金融资源包括R&D 人员占比、研发机构数量、金融业城镇单位就业人员、金融业增加值占比4 个方面；科技金融投入主要从政府财政科技投入、企业R&D 投入、金融机构贷款、科技经费投入强度4 个方面来解释；科技金融产出是从专利质量、专利产出率、新产品产出率、技术市场成交率4 个方面来解释。

表1 科技金融指标体系

（2）产业结构升级指标体系。产业结构升级分3 个层次：三次产业增加值占比、产业结构合理化和产业结构高级化。干春晖等［25］认为第三产业产值与第二产业产值之比可以很好度量经济结构的服务化倾向，因此产业结构高级化用第三产业增加值比第二产业增加值表示，如表2 所示。

表2 产业结构升级指标体系

3.2 研究方法

3.2.1 熵值法

（1）标准化

考虑到科技金融和产业结构升级两个指标体系中的各个指标单位不统一，所以需要对相关数据进行标准化处理。

（2）确定权重

为计算科技金融和产业结构升级的综合指数，需要对科技金融和产业结构两个指标体系中的各个指标赋予相应的权重(具体指标权重见表1、表2)。确定权重的方法有主观赋权法和客观赋权法。熵值法是一种比较常用的的客观赋权法，它是根据各指标所提供的信息量来决定指标的权重。因此，本文采用熵值法确定各个指标的权重，计算过程如下：

设置矩阵为m×n，其中m表示研究对象个数，n表示指标个数。

第一步：计算各个指标的比重。

第二步：计算各个指标的信息熵。

第三步：计算第各个指标的权重。

第四步：通过线性加权求出科技金融指数和产业结构升级指数。

3.2.2 耦合模型

为测算科技金融与产业结构升级的耦合度，借鉴琭进等［25］的研究，构建以下模型：

（1）系统发展模型。假定系统的发展函数具有严格的拟凹性，且函数具有规模报酬不变的性质。发展度函数遵循Cobb-Douglas 形式：

其中，T为系统发展度，Fin 为科技金融指数，Ind 为产业结构升级指数；为外生参量，分别表示科技金融子系统与产业结构升级子系统相对于总系统的重要程度。

（2）系统协调模型。

其中，C为协调度，用于判断两系统之间的协调发展程度，C=1 为最优协调。

（3）耦合模型。系统耦合度的衡量必然是对系统发展与协调两个维度的综合考量，耦合度计算公式为

其中，D为耦合度，D值越大，表示两系统耦合程度越高。借鉴相关学者的研究，根据耦合度的大小划分耦合类型：当时，处于极度失调阶段；当时，处于低度协调阶段；当时，处于中度协调阶段；当时，处于高度协调阶段；当时，处于极度协调阶段。

3.3 数据来源

本研究选取我国30 个省（区、市）、样本区间为2009-2018 年的相关数据进行研究（未包含西藏和港澳台地区）。数据来源于《中国科技统计年鉴》、《中国金融年鉴》、《中国人口与就业统计年鉴》、国家统计局、中国科技指标数据库以及各省份的统计年鉴，对于缺失值采用插补法。

4 实证研究

4.1 科技金融与产业结构升级耦合度的测算

科技金融与产业结构升级的耦合度反映了科技金融子系统与产业结构升级子系统二者之间耦合程度和协调发展能力。本研究基于熵值法和耦合模型，对样本面板数据进行计算，得出科技金融与产业结构升级的耦合度。本文的三大地区（东部地区、中部地区、西部地区）的划分是根据国家统计局对我国31 个省级行政区的划分原则确定的，结果如表3所示。

表3 2009—2018 年我国30 个省份科技金融与产业结构升级的耦合度

表3 （续）

结合表3 和耦合类型可以发现：2009—2018 年30 个省份的科技金融与产业结构升级的耦合度整体上呈上升趋势。在样本期间内，北京的耦合度最高，处于高度协调发展阶段，这与北京一直以来是科技创新和科技人才集聚的中心有关；其次是上海，从2017 年开始进入高度协调发展阶段；处于中度协调的地区由4 个增加到14 个，分别是天津、辽宁、吉林、江苏、浙江、安徽、福建、山东、湖北、广东、重庆、四川、陕西、青海。2009 年处于低度协调的地区有22 个，处于极度失调的地区有3 个，分别是内蒙古、海南、新疆；到2018 年处于极度失调的3 个地区全部转为低度协调发展，处于低度协调的地区变为14个，分别是河北、山西、内蒙古、黑龙江、江西、河南、湖南、广西、海南、贵州、云南、甘肃、宁夏、新疆，这些省份除了河北、海南属于东部地区，其余都属于中西部地区。这些地区金融水平不高、高新技术企业少，产业发展缓慢，造成二者的耦合度低，可以向东部地区借鉴有关经验和发展思想，因地制宜，充分利用地区优势资源推动发展。

从图2 可以看出，东部地区、中部地区、西部地区的耦合度均值都呈不断上升趋势。东部地区的耦合度均值普遍高于30 个省份平均水平，从2011年开始由低度协调转为中度协调发展；从变化速度来看，东部地区的耦合度均值由2009 年的0.488 上升到2018 年的0.599，提高了23%。东部地区是中国经济率先发展的地区，并拥有三大城市群：长三角、珠三角、京津冀，各个城市功能定位明确。在2010年《长江三角洲地区区域规划》中就有明确提到在产业发展与布局上，要优先发展现代服务业、做强做优先进制造业、加快新兴产业发展，推动区域协调发展。中部地区的耦合度均值普遍高于西部地区的耦合度均值，并且中部地区的耦合度均值更接近30 个省份平均水平，而西部地区则明显低于30 个省份平均水平。从变化速度来看，中部地区的耦合度均值由2009 年的0.363 上升到2018 年的0.498，提高了37%，西部地区的耦合度均值由2009 年的0.335 上升到2018 年的0.467，提高了39%，可能原因是2010 年正式出台《国务院关于中西部地区承接产业转移的指导意见》，提出要优化生产力空间格局，形成合理产业分工体系，发挥好中西部地区要素成本低、市场潜力大的优势，加快新兴工业化进程，促进中西部地区发展。

图2 全国和三大地区的耦合度均值

4.2 科技金融与产业结构升级的耦合度的影响因素分析

4.2.1 变量选取和模型构建

为进一步分析各因素对科技金融与产业结构升级的耦合度的影响，本文将上述计算得到的科技金融与产业结构升级的耦合度（D）作为被解释变量，分别选取政府投入力度、金融机构贷款力度、技术创新能力、人力资本水平、地区产业结构、经济发展水平作为解释变量。其中：（1）政府投入力度（gov）用地方财政科技支出与地方财政支出比值来衡量；（2）金融机构贷款力度（fin）用银行业金融机构贷款余额与地方GDP 比值来衡量；（3）技术创新能力（inv）用发明专利申请授权量来表示；（4）人力资本水平（hum）用居民平均受教育年限来表示［26］；（5）地区产业结构（str）用第三产业增加值与第二产业增加值比值表示［24］；（6）经济发展水平（eco）用人均GDP 表示。构建如下面板数据模型：

4.2.2 影响因素分析

为保持数据在实证过程中的平稳性，需要对所有变量取对数。Hausman 检验用于判断模型使用固定效应还是随机效应，根据检验结果发现：30 个省份层面、东部地区和西部地区的p值分别为0.005 2、0.000 5、0.002 6，在1%水平下显著，所以拒绝原假设，选择固定效应模型，而中部地区的p值为0.814 0，未能通过显著性检验，接受原假设，选择随机效应模型。具体结果见表4：

表4 我国30 个省份和三大地区的面板模型回归结果

从表4 可知，30 个省份层面、东部地区、中部地区和西部地区模型的R2值均超过0.9，说明模型的拟合度较高，选取的变量可以很好地解释被解释变量。从30 个省份层面来看，政府投入力度的系数为正且在1%水平下显著，表明增加政府投入力度对二者耦合度的提升具有显著的促进作用；金融机构贷款力度的系数为正且在1%水平下显著，表明加大金融机构贷款力度能显著提高二者的耦合度，促进地区协调发展；技术创新能力的系数为正且在1%水平下显著，表明地区创新能力越强，越有利于提高二者的耦合度；地区产业结构的系数为正且在1%水平下显著，表明不断优化产业结构可以提高资源利用率，进而实现二者耦合度的提高；经济发展水平的系数为正，但没有通过显著性检验，表明经济发展水平在促进科技金融与产业结构升级的耦合协调发展上未能充分发挥作用。人力资本水平的系数为负，但没有通过显著性检验，可能原因是人力资本水平发展不平衡，地区间差异较大，资源配置不合理，导致人力资本水平对科技金融与产业结构升级的耦合有抑制作用。

从东部地区来看，政府投入力度、金融机构贷款力度、技术创新能力、地区产业结构的系数为正且在1%水平下显著，其中金融机构贷款力度、技术创新能力对提高二者的耦合度作用较大，地区产业结构和政府投入力度对提高二者的耦合度作用次之；人力资本水平的系数为正，但没有通过显著性检验，说明东部地区需要进一步优化人力资本结构，提高人力资本水平；经济发展水平的系数为负，但没有通过显著性检验，这与实际不符，可能原因是东部地区的各个省份的经济发展水平高低不齐，经济结构有待进一步调整。

从中部地区来看，金融机构贷款力度、技术创新能力、地区产业结构、经济发展水平的系数为正，且在1%水平下显著；政府投入力度的系数为正，在5%水平下显著；其中经济发展水平的系数最大，表明中部地区的经济发展水平对促进科技金融与产业结构升级的耦合作用最强；人力资本水平的系数为负，但没有通过显著性检验，本地人才流失和高端人才引进少可能是制约其发展的一个重要因素。

从西部地区来看，各个变量的系数都是正数，其中金融机构贷款力度、技术创新能力、地区产业结构的系数在1%水平下显著，政府投入力度的系数在10%水平下显著；而人力资本水平和经济发展水平则没有通过显著性检验，可能原因是西部地区地处内陆，经济发展水平不高，人才短缺，二三产业发展缓慢，当地资源未得到充分利用。通过对各个变量的系数排序，可以发现技术创新能力和地区产业结构对二者的耦合作用较大；金融机构贷款力度对二者的耦合作用次之。因此，可以通过提高技术创新能力、优化产业结构和增加金融机构贷款力度来提高西部地区的耦合度，加快西部地区的发展。

5 结论与建议

5.1 结论

（1）从全样本30 个省份层面来看，考察期间内科技金融与产业结构升级的耦合度整体上呈上升趋势，北京的耦合度最高，处于高度协调发展阶段。分区域来看，东部、中部和西部地区的科技金融与产业结构升级的耦合度均值平稳上升，但区域间差异比较明显，耦合度均值由东到西逐渐递减，即东部地区＞中部地区＞西部地区。

（2）从影响因素来分析，就30 个省份而言，政府投入、金融机构贷款力度、技术创新能力、地区产业结构均能显著提高科技金融与产业结构升级的耦合度，而经济发展水平对二者的耦合度有正向影响但不显著。对东部地区而言，金融机构贷款力度对二者的耦合度影响最大；对中部地区而言，经济发展水平对二者的耦合度影响最大；对西部地区而言，地区产业结构对二者的耦合度影响最大。

5.2 建议

（1）充分发挥公共科技金融的积极作用。对东部地区，政府要加大对高技术产业的财政投入，加快高技术产业发展，形成产业集聚，带动周边发展，同时也要关注中小型创新企业的发展，为他们提供资金支持和政策扶持，使其研发成果产业化，提高企业创新能力和绩效水平；对中西部地区，政府要因地制宜，结合当地的优势，合理配置资源，不仅注重财政投入，也要注重产出质量，不断优化产业结构，促进现有要素投入下经济高质量增长。

（2）坚持创新在经济发展中的核心地位。随着人口红利的消失，资源短缺、环境污染等问题的日益凸出，创新驱动发展已经变得尤为重要。上述结论也证明加快技术创新有利于加快科技金融发展和产业结构升级，提高二者之间的耦合度。首先要在社会上营造良好的创新氛围，整合分散资源使其流向科技型企业。其次，加强与互联网企业合作，利用大数据分析，通过审查筛选机制，积极为具有发展潜力的企业提供经费支持，提高企业的技术创新能力，促进新兴企业的发展，实现互利共赢的局面。

（3）重视对科技和金融方面的创新型人才培养。科教兴国，重视人才培养有利于增加人力资本数量和提高人力资本质量，实现社会长久发展。高等院校要与时俱进，根据社会对人才的需求开设相关专业，建立需求型人才培养机制。要加大对高等院校的教育经费投入，重点关注中西部地区的人才发展，加强高校与企业之间的交流与合作，必要时通过人才引进政策促进中西部发展，加快中西部崛起的步伐。