基于创新中介效应的产业集聚促进我国全球价值链地位攀升研究*

于李娜 李佳霖

(1.中国海洋大学 经济学院，山东 青岛 266100；2.普华永道中天会计师事务所 北京分所，北京 100020)

一、引言

加入世界贸易组织以来，我国积极参与到全球生产分工当中，制造业取得长足发展，尤其是低端的劳动密集型产业国际竞争力明显提升。[1]这一过程同时积累了很多问题：第一，我国制造业在全球分工中主要处于价值链中相对低端的位置。[2]第二，制造业面临的需求发生显著变化，低端需求逐渐萎缩，出现产能过剩；高端制造业情况则正好相反。第三，制造业的粗放发展给我国资源和环境造成巨大压力，已经与我国“可持续发展理念”“绿色发展理念”相违背，很多制造业企业因为环保问题发展受阻。[3]在经济步入“新常态”背景下，我国制造业如何顺利完成转型升级，如何在国际分工中向全球价值链附加值更高的环节攀升，是当前急需解决的重要问题。在这一现实背景下，越来越多的学者开始关注全球价值链地位攀升路径等相关问题。研究者主要从贸易成本、经济政策、FDI、创业和贸易摩擦等方面进行研究。[4][5][6][7][8]同时，部分学者还聚焦于人力资本、技术创新、制度环境、政府公共服务水平等因素。[9]

到目前为止，我国制造业在空间分布上并不均衡。地理位置优越、人力资源丰富的东部沿海地区承接了大量的外包业务，迅速发展形成了产业集群；而中西部地区，由于交通不便、基础设施建设不足等原因，制造业发展落后。[10]为促进经济的发展，各地政府纷纷建立了工业园区、科技园区，并给予政策支持，带来“产业集群热”现象。之前学者们的研究成果表明，产业集聚能促进创新水平的提高。Cusmano分析了产业集聚中技术溢出对技术创新的影响。[11]Overman和Britto认为，企业在空间上集聚而形成的生产网络促进了企业技术创新水平的提升，进而促进了区域经济的增长。[12][13]朱英明详细论述了产业集聚影响创新的内在机理。[14]彭向和蒋传海分析了不同类型产业集聚促进创新的程度差异。[15]也有学者关注到产业集聚促进创新的行业或地区差异。[16][17]

直接研究产业集聚与全球价值链地位之间关系的研究较少。Schmitz认为,出口企业在空间上的集聚对出口产品的附加值会产生正向影响。[18]刘奕和夏杰长通过对两种不同的创业集群模式进行对比分析，认为创业集群不会沿价值链“自动攀升”，要实现升级就要注重集群内创新网络、集群品牌的构建。[19]也有国内学者关注产业集聚对产业国际竞争力的影响及影响机理，在此基础上实证检验了产业集聚影响国际竞争力的具体路径和结构性差异。[20][21]

那么，产业集聚是否能促进制造业在全球价值链中的地位攀升？创新在这个过程中是否发挥了作用？如果是，这种作用有多大，作用机制是什么？下面将对这些问题一一进行探讨。本文的边际贡献体现在，通过引入创新这一要素，阐述出制造业集聚基于创新中介效应影响制造业全球价值链地位的影响机理，并通过实证检验了这一机理，且进一步根据实证结果计算了创新在制造业集聚影响全球价值链地位过程中发挥作用的大小。研究结论对指导我国制造业升级，实现我国制造业全球价值链地位的攀升有一定的现实意义。

二、事实描述与机理分析

(一)事实描述

首先，选用集中度指数、HHI指数和空间基尼系数来测度产业集聚水平。计算各产业集聚指标用到的数据是各省各制造业细分行业的就业人数，数据来源于历年《中国劳动统计年鉴》。本文认为，各个产业劳动力的空间分布情况直观地反映了各个产业的空间分布状况，且关于就业的数据统计口径前后一致，用来测度产业集聚度较为理想。

从表1测算结果可以看出，各指标所反映的趋势基本一致。其中，石油加工及炼焦业的集聚程度在近年来呈现略微下降的趋势，纺织品、服装、皮革及相关产业的集聚程度在2005—2016年间呈现出了明显的先增后减的趋势。除此之外的其他制造业细分行业的集聚程度在2005—2016年间均呈现上升趋势。其中，纸制品及印刷业、橡胶和塑料制品业、机械设备制造业、金属制品业的上升趋势尤为明显。

表1 中国制造业细分行业空间集聚度相关指标

续表1

为进一步分析我国产业集聚的现状，本文整理了2016年制造业各细分行业的集聚程度排名情况，结果如表2所示。空间基尼系数、CR5、N指数反映出的排名情况虽然不完全一致，但总体差异不大。具体来说，计算机、电子和光学仪器制造业，电气设备制造业，橡胶和塑料制品业，金属制品业的空间基尼系数、CR5、N指数排名均在前五名之内，这说明这四个产业的集聚程度较高。其中，计算机、电子和光学仪器制造业及电气设备制造业属于技术密集型产业，对人力资本和资金的要求较高，容易在经济发达的地区形成集聚，除此之外，政府的政策引导也是这两个产业集聚水平较高的原因之一。而橡胶和塑料制品业、金属制品业集聚程度较高是因为其对自然资源的依赖程度较高，容易在所需资源丰富的地区集聚。食品、饮料和烟草业，其他非金属矿制品业，运输设备制造业，化学品和药品业的空间基尼系数、CR5、N指数排名均较为靠后，说明这四个产业在空间上集聚程度较低，可能是因为与人们生活关系比较密切，在运输成本等因素的影响下，这些产业在空间上分布较为均匀。

表2 中国制造业细分行业2016年空间集聚度相关指标及排名

其次，本文根据TiVA数据库测算了我国制造业各细分行业2005—2015年的全球价值链地位指数状况，结果如图1所示。从细分行业来看，排除波动较大的石油加工及炼焦业后，2015年全球价值链地位指数最高的五个产业依次为食品饮料和烟草业(0.3905)、金属制品业(0.3351)、木材及其制品业(0.3307)、橡胶和塑料制品业(0.3289)、其他非金属矿制品业(0.3088)。全球价值链地位指数最低的五个产业依次为计算机、电子和光学仪器制造业(0.1280)，化学品和药品业(0.2444)，运输设备制造业(0.2682)，基本金属业(0.2735)，电器设备制造业(0.2899)。可以看出，全球价值链地位指数最高的五个产业均为低技术或中低技术产业，而全球价值链地位指数最低的五个产业中有四个是中高技术或高技术产业。这说明我国在全球价值链中有优势的产业集中在低技术含量的劳动密集型产业，而在技术含量较高的领域中，全球价值链地位较低。从变化趋势来看，食品、饮料和烟草产业的全球价值链地位指数一直在高位徘徊，石油加工及炼焦业的全球价值链地位指数呈现不规则的波动趋势，分析原因可能是我国石油加工及炼焦产业对国际能源的依赖程度较高，受国际能源市场影响较大，因此呈现不规则波动趋势。除上述两个产业外，其他各产业的趋势较为统一，都是在2005—2008年呈现上升趋势，经济危机期间出现略微下滑。2011年之后，伴随经济持续复苏，各细分行业的全球价值链地位指数重新呈现上升趋势。从变化幅度上来看，变化幅度最大的为计算机、电子和光学仪器制造业，全球价值链地位指数从2005年的-0.0506上升到了2015年的0.1280。除计算机、电子和光学仪器制造业外，其他高技术和中高技术含量的产业全球价值链地位指数变化幅度也均较大，而其他传统的劳动密集型加工制造业的全球价值链地位指数增长较慢。

图1 中国制造业各细分行业全球价值链地位指数变化趋势

综上所述，我国制造业各细分行业的全球价值链地位基本上都出现了一定程度的上升，尤其是高技术或中高技术产业上升趋势更为明显。但由于基础薄弱，我国高技术或中高技术制造业全球价值链地位指数相较于低技术产业而言仍然较低，仍有较大的上升空间。

(二)机理分析

1、产业集聚可产生知识溢出效应。集群之中的企业由于地理上接近，降低了信息交流成本，促进了信息流通，并由此加强了知识和技术的传播，也促进了新思想、新知识的产生，从而带来了知识溢出，最终促进了创新水平的提升。与此同时，同质性的劳动力也集聚在一起，可以以较低成本在集群企业间流通。作为知识和技术的重要载体，劳动力的流通促进了知识和技术在集群内的传播，从而产生知识溢出效应，最终普遍提升了集群内企业的创新水平。Almeida and Kogut通过对美国半导体行业进行研究，论证了这一机制的存在。[22]除此之外，知识本身的特殊属性，也决定了产业集聚能促使知识更高效的传播和溢出。首先，知识具有一定的地域局限性，Feldman和Bottazzi and peri通过实证分析，发现知识溢出随地域范围扩大而逐渐弱化。[23][24]不难推断，在这一机制影响下，知识溢出的效率会随着产业集聚程度的提高而提高。其次，Polanyi将知识分为显性知识和缄默知识两种类型。[25]显性知识可以通过语言、文字、图片等形式展示，传播较为容易；缄默知识的传播比较困难，产业集聚为其带来便利，从而促进创新水平提升，Dersrochers通过案例分析证明了这一点。[26]梁启华和何晓红通过梳理已有研究成果，阐述了缄默知识在产业集聚区内传播、转移、共享的路径和机理[27]。

产业集聚区内的企业并非孤立存在的，而是以合作或竞争的方式联系在一起的。Malmberg and Power认为，产业集聚区内企业间的交易、项目合作，以及企业与科研机构的合作能够有效促进创新水平的提升。[28]首先，产业集聚通过节约交易成本为交易提供便利。企业间信息和知识流动随交易产生，带来企业创新水平提升。其次，产业集聚通过节约合作成本为项目合作提供方便。企业在项目合作过程中，可以实现资源共享，可以互相学习、取长补短，这有利于企业创新水平提升。除此之外，产业集聚区往往能够吸引科研机构进入，产业集聚区内企业和第三方科研机构合作，也有利于提升企业创新水平。Porter和Zucker and Darby认为，集聚使企业竞争更激烈，要在竞争中取胜，创新是关键。[29][30]由于地理位置临近，企业创新成果很容易在产业集聚区内传播，被其他企业模仿、追赶，只有不断创新才能始终保持竞争优势。在竞争机制作用下，企业会更加注重创新投入，更加主动提升自身创新水平。

2、产业集聚具备创新成本优势。蒋亚飞认为，首先，创新需要大量人力、物力投入，产业集聚可以吸引更多创新要素流入；其次，随着经济发展，社会分工逐渐细化，产品往往是在多个企业间分工完成，这也意味着创新需要上下游企业的通力合作。[31]产业集聚内企业沟通便利，能通过资源共享分担创新的成本和风险；产业集聚还有助于提高标准化水平，容易形成生产工艺、产品质量、产品参数等方面的统一标准，这些统一标准作为公共知识被企业接受，有助于企业明确创新标准，降低创新损耗。综合以上提出如下假设：

假设一：产业集聚能促进创新水平的提升。

Gereffi认为，价值链地位提升是一个循序渐进的过程，分为工艺流程升级、产品升级、功能升级、链条升级四个层次。[32]UNIDO在报告中强调了创新对全球价值链地位提升的关键作用，以全球价值链为视角将创新划分为四类，分别推动四个层次的升级。[33]第一个层次是由过程创新改进工艺流程，降低生产损耗，提升产品质量，获取更多利润和附加值；第二个层次是由产品创新促进产品升级，企业通过加大在产品设计和研发方面的投入，逐步掌握生产核心技术，实现从低质量、低附加值的低端产品生产向高品质、高档次、高附加值的新产品生产过渡，实现全球价值链地位攀升；第三个层次是功能升级，是指向全球价值链附加值较高、技术含量较高的重要零部件生产及品牌运营等环节攀升，这个过程需要功能创新帮助实现；第四个层次是通过加大创新投入，产品具有一定市场规模之后，企业可以从单纯的生产加工活动中解放出来，更加注重核心技术的突破及品牌的创立和运营，这是最高层次。要实现链条升级，或是有深厚的技术基础，或是实现了突破性创新，并以此构建以自身为核心的全新价值链。由此可见，只有在创新能力达到一定水准之后，才能实现链条升级。综上所述提出如下假设：

假设二：创新能显著促进我国制造业在全球价值链中向上攀升。

根据前述分析，本文梳理出了产业集聚基于创新中介效应影响全球价值链地位的内在机理，如图2所示。并由此提出如下假设：

图2 产业集聚基于创新中介效应促进全球价值链地位攀升的机理

假设三：产业集聚能推动我国制造业在全球价值链中向上攀升。

假设四：创新在产业集聚提升全球价值链地位中起到了重要的中介作用。

三、实证分析

(一)研究方法

本文选择中介效应模型来探究创新在产业集聚影响全球价值链地位过程中的作用，原理如图3。

图3 中介效应示意图

在图3中，自变量产业集聚度(CR)对因变量全球价值链地位(GVC_Position)的总效应为c，总效应可以分解为直接效应c′和创新中介效应ab。因此中介效应模型中应存在关系c=ab+c′。公式ab/(ab+c′)计算总效应中借助创新中介效应实现的比例。

(二)模型构建与变量选取

本文构建的中介效应检验模型如下：

GVC_Positionit=α1CRit+α2Controlit+Ci+εit

(1)

Innovit=β1CRit+β2Controlit+Ci+εit

(2)

GVC_Positionit=γ1CRit+γ2Innovit+γ3Controlit+Ci+εit

(3)

其中，i=1,2,…,14，分别表示14个制造业细分行业；t=2008,2009,…,2015，表示年份；εit为随机干扰项；α、β、γ是回归系数；Control表示控制变量。

在变量选取上，被解释变量全球价值链地位(GVC_Position)使用Koopman等提出的全球价值链地位指数表示,[35]该指数基于2018版TiVA数据库相关数据计算而得。

核心解释变量产业集聚度(CR)用Krugman提出的空间基尼系数表示，[36]所需原始数据来源于历年《中国劳动统计年鉴》。

中介变量创新水平(Innov)的衡量指标较多，本文借鉴凌丹和张小云的做法，[37]用研发投入强度(研发经费内部支出除以主营业务收入)来衡量创新水平。数据来源于历年《中国科技统计年鉴》。

控制变量选取如下四个，数据来自历年《中国工业统计年鉴》。

①要素结构(KL)：要素结构能影响全球分工的位置。劳动密集型产业一般处于较低位置；资本密集型产业借助资金优势投入研发，能向价值链上游攀升。为衡量要素结构，本文借鉴姚增福和刘欣的思路,[38]用资本要素比衡量要素结构，选取各行业规模以上企业的固定资产净值(K)和各行业规模以上企业的年平均从业人数(L)的比值(K/L)来衡量各行业的要素结构。

②行业规模(Scale)：本文借鉴韩庆潇等的方法,[39]各行业的规模用各行业规模以上企业的总资产分别除以制造业规模以上企业总资产来表示。

③外商投资水平(FDI)：从正向影响来看，外商直接投资可能通过技术溢出或者建立产业关联，使国内企业有更多“干中学”的机会，提高行业创新水平。从反向影响来看，首先，外商投资对中间品要求较高，当研发成本高于技术引进成本时，国内企业倾向于引进技术，对外技术依赖的结果就是产生“低端锁定”；其次，外资厂商开拓市场的核心技术不可能轻易泄露，因此很难产生技术溢出，不利于国内企业创新。本文借鉴赵文军和于津平的思路,[40]制造业各行业规模以上企业的外商及港澳台资本占总实收资本的比例衡量外商投资水平。

④市场环境(EV)：本文选用规模以上工业企业中盈利的企业数比规模以上企业总数来衡量各行业的市场环境。盈利企业比重过高，说明该行业的竞争程度较低，在一定程度上反而不利于价值链地位改善。

需要特别说明一下本文对部分细分行业的合并处理。测度全球价值链地位所用的TiVA数据库参照的是国际标准产业分类，我国各统计年鉴的产业分类是在国际标准产业分类基础上进行编制的，二者有差别的同时又存在对应关系，如表3所示。

本文的实证分析以TiVA数据库的行业分类为基准，对我国各统计年鉴的细分行业数据按照表3的对应关系进行了合并处理，最终合并为14个制造业细分行业。各变量的统计性描述如表4所示。

表3 TiVA数据库行业分类与我国国民经济行业分类对应关系

表4 变量的统计性描述

(三)实证结果及分析

由于本文实证使用短面板数据，不再进行平稳性检验。结合本文的研究内容，考虑到制造业各细分行业的异质性，选取固定效应模型进行回归，同时对中介效应模型方程开展Hausman检验，结果如表5所示。

表5 Hausman检验结果

三个方程Hausman检验结果都显著，强烈拒绝原假设，所以均应使用固定效应模型。为使实证结果更具有说服力，本文采用逐步回归的方式，在回归过程中逐一加入控制变量，若核心变量始终显著，说明回归结果较为可信。方程(1)的回归结果如表6所示。

从表6可以看出，方程(1)产业集聚度的回归系数显著为正，这一结果证实了假设三。逐一加入控制变量并未改变核心解释变量的正负号和显著性，各控制变量的正负号也未发生变化，说明实证结果较为可信。

表6 方程(1)的回归结果

从表7中可以看出，方程(2)产业集聚度的回归系数显著为正，显著性水平为5%，这一实证结果验证了假设一，即我国制造业产业集聚水平的提升能显著促进我国制造业创新水平的提高。这是因为产业集聚能提高信息传播的效率，产生知识和技术的正向溢出效应，能加强企业之间的合作和竞争，能有效降低研发成本，最终促进制造业创新水平的提升。在逐一加入控制变量的过程中，产业集聚度的回归系数均显著为正，各控制变量的正负号和显著性也未发生变化，说明实证结果较为可信。

表7 方程(2)的实证结果

方程(3)的回归结果显示，产业集聚和创新水平的回归系数显著为正，这说明我国制造业产业集聚程度的提升和创新水平的提升均能直接促进我国制造业在全球价值链中的地位。这一结论验证了前文所提出的假设二和假设三。在逐渐加入控制变量的过程中，产业集聚和创新水平的回归系数始终显著为正，说明该回归结果较为可信。

根据前文对中介效应模型的介绍及上述回归结果，本文进一步对中介效应进行测算。其中，方程(1)中的产业集聚(CR)的回归系数α1表示的是制造业集聚水平对全球价值链地位影响的总效应。方程(2)中β1与方程(3)中γ2的乘积即为创新中介效应，方程(3)中γ1表示直接效应，制造业集聚对价值链地位影响的总效应等于制造业集聚对价值链地位影响的直接效应与基于创新的中介效应之和，因此应存在关系α1=β1γ2+γ1。由表6、表7、表8可以发现，回归系数α1、β1、γ2全部显著，可由此确认创新中介效应一定存在。回归系数γ1也是显著的，这说明创新中介效应是部分中介效应，其大小可以由公式β1γ2/(β1γ2+γ1)计算。根据实证结果，计算的中介效应如表9所示。

表8 方程(3)的实证结果

表9 中介效应计算结果

从表9中可以看出，各个模型下总效应均等于中介效应与直接效应之和，符合前文所述。另外，五个模型下中介效应占总效应的比例均较高。其中，第一个模型占比达到57.5%，达到比直接效应更高的水平；另有四个模型的这一占比超过了40%。这说明，产业集聚对制造业全球价值链地位的作用有很大一部分是通过创新中介效应实现的。这一结果证实了前文所提出的假设四。

(四)稳健性检验

本文的稳健性检验对核心被解释变量和核心解释变量做出指标替换，再分别回归。其中，前者的代理指标替换为国内增加值率(出口中的国内增加值除以总出口)，后者的代理指标替换为CR5(各制造业细分行业就业人数最多的五个省份占该行业全国总就业人数的比例)，数据分别来源于TiVA数据库和历年《中国劳动统计年鉴》。回归结果如表10所示。

表10 稳健性检验

从表10中可以看出，无论是更换核心解释变量的代理指标，还是更换被解释变量的代理指标，核心变量和控制变量仍然都显著，且与之前的正负号完全保持一致。根据该回归结果进一步算出，更换被解释变量和更换核心解释变量代理指标之后的中介效应占总效应的比例分别为33%和52%，与之前的测度结果相差不大，均能说明创新是产业集聚影响价值链地位的主要路径。

四、结论及政策建议

本文得出四个研究结论：第一，产业集聚对制造业在全球价值链中的地位有显著正向影响；第二，产业集聚能显著促进制造业创新水平提升；第三，创新水平提升能显著促进制造业在全球价值链中地位改善；第四，产业集聚在影响全球价值链地位过程中存在创新中介效应，即产业集聚能够通过促进创新，进而提升在全球价值链中的地位。经过测算，产业集聚对全球价值链地位的影响中有41.1%是通过创新中介效应实现的，创新是这种影响得以产生的一条重要路径。

因此，要实现我国制造业在全球价值链中的地位攀升，一是要适度引导制造业集聚发展，这有利于加强企业间的信息交流，提高信息流通效率，实现知识和技术正向溢出，有利于加强企业间的竞争和合作，最终促进企业创新水平提升；二是要注重发展产业集聚区内的创新网络，提升产业集聚区的技术溢出效率，以利于提升我国制造业在全球价值链中的分工地位。要想实现上述目标，可采取如下措施：首先，政府可以在聚集区引入高校、研究院、研究所等科研机构，可以设立创新基金，引导创新资源更多地流入产业集聚区内。其次，为产业集聚区内的上下游关联企业、高校、研究所、研究院等搭建桥梁，帮助他们构建联合创新平台，共享创新资源，分担创新的成本与风险，这将有利于提高产业集聚区内的创新效率，促进企业提升创新水平。最后，要加强知识产权的保护，完善相关法律，降低企业维权成本，这有利于激发企业创新的意愿，提升我国制造业的创新水平。