空间集聚效应对于高新技术企业研发的实证研究

贲顺琦 瞿 茜

( 上海交通大学 安泰经济管理学院，上海 200030)

本文研究上海高新技术企业间的溢出效应。朱平芳、徐伟明(2003)运用随机前沿分析(SFA)来估算上海高新技术产业的技术效率，实证结果表明上海市政府的科技激励政策对大中型工业企业自筹研发投入及其专利产出有影响。政府的产业激励政策主要依靠补贴以及税收减免，以上两种政策对大中型企业增加研发投入存在促进作用，企业自筹的研发投入对专利产出有显著促进作用。

本文采用空间随机前沿分析(SSFA)来估计上海工业生态系统的空间溢出效应。

本文认为相同产品市场内企业增加研发投入可能会对企业的知识产品研发产生影响，影响的方向取决于企业间知识产品的战略相互作用。若企业间的知识产品为战略互补，则相同产品市场内的企业增加研发投入将会间接促进企业的知识产品生产。由于企业间地理距离的减少产生的空间集聚，将导致企业的研发人员以及销售人员间接触成本下降，从而增加技术溢出发生的概率。

本文根据企业所处行业建立了空间权重矩阵用以研究企业间的技术溢出效应。关于技术溢出的实证研究主要采用的方法是构建外部研发度量：溢出池。溢出池可以理解为其他企业研究人员数量的加权总和，权重是衡量每家企业技术接近程度的指标。在后续研究中，Bloom等人(2007)使用技术近似“接触”的指数以发现企业之间的相关性。本文利用有关行业、细分市场、研发产品的企业层面数据建立技术邻近度。

高新技术企业分属于不同技术领域，由于具备较强的技术研发能力，规模较大的高新技术企业可能会对同一技术领域的其他企业产生较大的技术溢出效应。基于这一概念，可以利用企业的不同行业细分及其主要产品划分来构建空间权重矩阵。本文的数据集包含企业规模数据，因此在本文中同样考虑不同规模企业在专利生产上的差异。由于高新技术企业可能根据其他企业的决策更改自身行为，企业知识产品间存在不同的战略相互作用，因此建立包含技术溢出效应的模型衡量企业在高科技行业的研发绩效。

实证结果表明高新技术企业的不同类型的知识产品存在不同的战略相互作用，企业的专利类的知识产品是战略互补的，而代表企业实质创新能力的发明类专利是战略替代的。由于高新技术企业不同的知识产品的战略相互作用不同，企业可能选择加大专利类知识产品的研发投入，挤出发明类知识产品的研发投入，因此企业的实质创新能力降低。实证结果同时表明上海高新技术企业的专利生产呈现地域性，不利于区域整合。

本文创新点如下：(1)首次使用了上海企业层级的高新技术企业数据研究了高新技术企业间的技术溢出效应以及作用机制；(2)根据上海高新技术企业所处行业分布以及全时人员投入数据，构建企业在技术领域的空间权重矩阵；(3)评估了上海高新技术企业的技术溢出效应，并证明了企业不同形式的知识产品战略相互作用的差异——高新技术企业的发明性专利是战略替代，而其他形式的知识产品是战略互补。

本文的其余部分组织如下：第1部分讨论基于数据构建空间权重矩阵的数据和方法的主要特征；第2部分介绍数据以及构建空间权重矩阵的方式；第3部分介绍计量模型以及核心实证研究结果，对不同空间分布下的空间权重矩阵的空间技术溢出效应进行了比较；第4部分阐明论文的主要结论并提出意见以及相关政策建议。

1 技术溢出的微观模型

假设企业存在一个两阶段博弈，企业确定研发投入的支出，产生可用于第二阶段的知识产品Ki，技术溢出可能发生在这一期；第二期企业将根据知识水平竞争可观察的指标，如产品数量、商品价格，表示为x。本文的关键在于找出不同企业的专利竞争中存在的战略相互作用，因此假设在特定的技术空间和产品市场中有三家以上的企业，市场中的每家企业都必须面对两种企业：同一技术领域的企业τ和生产市场的企业m。

在第一期，创新绩效Ki是一家企业在研发方面支出的函数，由于同一技术领域内的企业间存在技术溢出，企业创新绩效也可能受到其他企业研发支出的影响。假设生产函数有如下形式：Ki=Ki(ri,rτ)，其中K(·)是企业知识生成函数。为方便研究，我们假设所有企业的知识生产函数存在相同形式，对于函数变量都是非递减和凸函数。

企业在这一两期模型中存在最优问题有以下几种形式：

(1)

上述最优问题的一阶条件为Π1·K1-1=0，其中下标单独表示对相应变量的偏导数。根据隐函数定理，同一技术领域企业R&D支出转移的战略相互作用结果具有以下形式：

(2)

企业的知识生产函数取决于自身以及相同技术领域的企业的研发投入，企业知识生产函数对于每个变量都是非递减函数，且为凹函数。也即

(3)

(4)

在相同产品的市场的不同企业的知识产品间存在战略相互作用，产品市场内的企业间接影响企业在第一阶段知识产品的生产。和相同技术领域内的企业通过技术人员交流导致技术溢出相似，相同产品市场内的企业通过销售人员交流导致企业的市场溢出效应。企业间空间距离的改变导致企业技术人员以及销售人员的交流成本变化，因此可以认为高新技术企业技术在地理空间尺度的溢出效应是企业技术溢出效应和市场溢出效应的叠加。

2 数据和空间权重矩阵构建

2.1 数据描述

数据来源于上海市经济和信息化委员会，数据指标包括机构代码、专利及其他知识产权数、要素使用、地理位置等高新技术企业经营信息以及业绩数据、行业信息、企业所有权结构。本文选取1951家高新技术企业作为样本。

企业的知识产品被选为模型的因变量，通常包括企业专利和其他形式的知识产权(包括集成电路布图设计登记数、软件著作权登记数)，企业在第一阶段知识生产环节需要投入研发资金，因此将企业全年科研经费投入作为自变量，对其取对数：Ki；使用本年度从事科技活动的专职人员数量记录为企业的劳动要素投入作为被解释变量li；由于数据标注了企业是否被评定为“国家级高新技术企业”，因此设置虚拟变量hi。

根据企业所有制差异，分别设置虚拟变量Dstate，Df-fund，Dstock，Dprivate，Ff-corp以辨别有限责任企业与国有企业、外资企业、股份合作企业、私营企业和外资合作企业之间在研发能力上的差异，同时将企业规模纳入控制变量中。根据中国的行业规模分类标准，分别设置大型企业、中型企业、小型企业的虚拟变量Dl、Dm、Ds以区分和微型企业在研发能力上的差异。

2.2 空间权重矩阵

本文通过行业信息构建上海高新技术企业基于技术邻近度的空间权重矩阵。企业知识扩散需从两个方面考虑：第一，知识在相似行业内传递；第二，不同研发实力的企业产生的知识溢出效应不同。由于在企业技术溢出过程中，知识通过研发人员的交流进行传递，同行业企业之间的知识转移成为可能。知识的专业性表明其传播和传播过程的门槛，研发人员的贡献只能被同一领域的其他研究人员学习，同一行业的研发人员可能会以一定的概率相互联系。如果研究人员从属于不同的行业或领域，那么彼此接触的概率几乎等于0。基于以上微观原理，我们将构建如下模型:

假设有J家企业，并且任意企业i都拥有规模为ni的研发团队，隶属于不同行业τi，子行业为νi，研发主要产品或服务ωi。任意两家企业的技术接近程度可以决定企业之间知识传递发生的概率。企业分别处于不同行业，如果企业间发生知识传递的概率为0。

我们做出如下假设：(1)研究人员的身份与研究团队之间发生沟通的概率无关，对于任意的i≠j，pij=p;(2)对于每个行业、细分行业，技术扩散的发生概率是对称的。得到企业与研究团队发生交流的概率如下：

(5)

根据来自不同企业的研发团队之间的沟通概率，对知识转移量的期望等于Pijninj，并表示为

SPILLTECHij=Pijninj

(6)

企业间技术邻近度可以被定义为TECHijt=Pijninj，企业i溢出池的规模为

(7)

本文空间权重矩阵由结合技术邻近度的“接触”指标构建。对于两家不同的企业，他们的技术邻近度指标将根据两家企业的行业、细分市场和研发产品项目之间的相似性赋予权重，我们构建知识转移概率的度量：

(8)

其中，pij=pji。

根据先前技术邻近度指标的构造，空间权重矩阵元素为技术邻近度pij与企业的全职研究人员的数量ni的乘积：Wij=pij·ni。 如果i=j，Wij=0。

基于企业行业技术邻近度，本文构造空间权重矩阵W1。由于大多数国家高新技术企业倾向于选择市区或国家工业园区作为其经营地址，这种空间集聚会增加企业技术人员和销售人员的交流概率，同时促进技术领域和产品市场的技术溢出效应，影响企业知识产品的生产。

若同一产品市场内的知识产品是战略互补的，则相同产品市场内的企业增加研发投入将间接促进企业知识产品的生产。我们将使用反地理距离空间权重矩阵W2，使用空间权重矩阵映射上海高新技术企业在技术领域和地理空间的邻近度。

3 模型及实证结果

3.1 计量模型

本文选取的企业的知识产品指标包括专利的申请数以及授权数、发明专利的申请书与授权数。企业专利申请可以大致分为发明类专利、实用新型专利、外观设计类专利。本文设置知识产品指标为被解释变量。专利申请数Patent_applicationi，代表企业研发活动的活跃程度；专利授权数Patent_authorizedi，可以代表企业生产的有效知识产品。企业的发明类专利相对于其他类型研发难度高，因此可以作为高新技术企业实质性创新。本文选择企业发明专利申请数Invent_applicationi和发明专利授权Invent_authorizedi作为被解释变量。

使用空间自回归模型估计高新技术企业的技术溢出效应：

(9)

yi是被解释变量，在本文中为专利数量和发明类专利数量的对数函数；xi是自变量，本文选取企业的研发投入和研发人员投入的对数函数；Di是虚拟变量向量，βi是参数向量；ρ是空间自回归系数，用以衡量经济实体之间空间相互作用的强度。

3.2 实证结果分析

表1的实证结果使用企业专利申请数以及专利授权数作为因变量，衡量企业在专利研发阶段企业间战略相互作用对企业创新绩效的影响。比较列1和列3、列2和列4实证结果的差异，选取企业专利申请数以及专利授权数作为因变量，实证结果稳健。表1的实证结果表明高新技术企业知识产品生产函数取决于企业研发投入 ，在技术邻近度下，企业研发投入 的系数为0.18，显著性水平为1%，高新技术企业每多投入1单位研发，将增加0.18个单位的知识产品；在地理空间邻近度下，企业研发投入 的系数为0.21，显著性水平为1%。实证结果同样表明：虚拟变量“企业是否被认定为国家高新技术企业”的系数为0.31，显著性水平为1%。相对于其他企业，国家高新技术企业能多生产0.31个单位的专利类知识产品。

实证结果表明：基于技术邻近度的企业间空间相关系数ρ为0.64，显著性水平为1%，行业内企业间存在技术溢出；基于空间地理邻近度的空间相关系数 为0.82，高新技术企业在专利产品生产上存在空间溢出效应。高新技术企业专利产品在空间上存在的空间溢出效应可以由两种效应叠加：(1)由于企业间研究人员交流所导致的技术溢出效应；(2)由于企业销售人员交流所导致的市场溢出效应。在空间邻近度下的空间相关系数大于技术邻近度下的空间相关系数。这一差异证明了企业专利类型的知识产品为战略互补，同一产品市场内的企业增加研发投入，将促进企业专利等知识产品的生产。

表1 专利类知识产品技术溢出实证结果

将原有的专利类知识产品修改为发明类专利可得表2的实证结果。比较表2的第2列、第4列可知，基于地理空间邻近度的回归结果是稳健的。实证结果表明：基于地理邻近度，上海高新技术企业的空间相关系数为0.34，显著性水平为1%；企业每增加一个单位的研发投入，会多产生0.1个单位的发明类知识产品；相较于非国家高新技术企业，高新技术企业能多生产0.11个发明类知识产品。

表2实证结果的第1列、第3列的回归结果存在差异，当被解释变量选择专利申请数时，基于技术邻近度的空间相关系数的估计结果为0.42，显著性水平为1%；相同显著性水平下，当被解释变量选择为发明专利授权数时，空间相关系数的回归结果为0.55。企业在代表有效生产的发明专利的生产上呈现出更强的空间相关性。空间相关系数在不同空间邻近度下的估计结果差异说明：企业的发明类知识产品为战略替代，同一产品市场内的企业增加研发投入，将导致企业减少发明专利的生产，减少企业的实质创新。企业知识专利授权数的实证结果显示出更强的战略替代性。

表2 发明类知识产品技术溢出实证结果

由于企业不同知识产品存在不同的战略相互作用，产品市场的技术溢出导致企业改变研发投入。发明类专利产品存在战略替代性，相同产品市场内的企业增加研发投入将最终减少企业发明类专利生产，这是由于企业减少了相关的研发投入；企业增加对专利类知识产品的研发投入，可促进专利类知识产品的生产。企业对发明类专利的研发投入可能被企业对专利类产品的研发投入挤出，降低企业实质创新能力。企业专利类知识产品生产呈现地域性，对于空间相关系数的估计是0.82，显著性水平为1%，因此当前的高新技术企业在当前地理空间的分布上不利于区域融合。

4 结论及政策建议

本文研究了产品市场技术溢出对于企业知识产品生产的间接影响，高新技术企业在技术领域以及产品市场领域的溢出效应。实证结果表明：国家高新技术企业相对于其他类型企业具有更强的研发能力；企业研发投入对于企业各类知识产品生产有积极作用。

本文采取空间自回归模型分别估计上海高新技术企业生产专利和发明类专利两类知识产品的空间相关性。在技术邻近度下，高新技术企业间呈现正向的空间相关性，证明相同技术领域内企业在知识产品的生产环节存在技术溢出效应，加大研发投入将促进企业知识产品生产。

不同空间邻近度下对空间相关系数的估计结果的差异表明，上海高新技术企业不同类型的知识产品存在不同的战略相互作用。实证结果表明：高新技术企业的专利类产品属于战略互补，发明类专利属于战略替代。由于企业的专利类产品为战略互补，增加对专利类知识产品的研发投入能增加企业利润，同时可能挤出发明类专利产品的研发投入，降低企业的实质创新能力。从地理空间尺度来看，企业的专利类产品存在战略互补，增强了高新技术企业专利类产品生产的空间相关性，过强的空间关联度不利于区域整合。

本文给出如下政策建议：第一，增加高新技术企业发明性专利指标在国家高新技术企业认证过程中的权重，确立以专利类知识产品为核心的考核评价体系。第二，由于国家高新技术企业享有国家各级科研经费支持和财政拨款，可能将科研经费用于其他专利的研发投入，挤出对发明类专利的研发投入，因此在高新技术产业的扶持政策中应减少相关补贴政策，通过专项基金扶持高新技术产业，促进企业提升实质创新能力。第三，高新技术企业经营地址的分布上呈现集中在城市中心的空间集聚性。从产业布局来看，应当确立多个中心的发展思路，在上海各区发展各自优势产业，促进区域整合。