高技术产业研发能力与出口高质量发展关系研究
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摘 要：科技创新是引领经济高质量发展的第一动力，是实现质量、效率和动力三种变革的主要力量。未来的国际贸易竞争将逐渐从劳动密集型的传统行业向技术密集型的高技术产业转移。本文基于2010—2019年各省市面板数据，利用Super-SBM-O-V及Super-BCC-O-V模型测算研发效率，之后通过中心化方法进行研发强度及研发效率的无量纲化处理，取其均值作为研发能力的综合评价值。耦合度和协调度测算结果显示，30个省/自治区/直辖市的耦合度及协调度均值均呈稳定的上升态势，研发能力的提高推动了出口质量的提升。因此，本文的研究为探讨我国产业迈向全球价值链中高端提供了新的视角。推动高技术产业高质量发展，既要加大研发投入、提升研发效率和成果转化效率，还需持续扩大新产品出口比例。
关键词：高技术产业；研发能力；出口高质量；耦合协调度
高技术产业作为一国产业结构高端化的重要标志和工业新经济的重要代表，是未来国际竞争的战略“制高点”，已成为推动制造业持续快速增长的主导引擎。2019年我国高技术产业新产品销售率①为37.25%，高技术产业新产品出口销售率②达33.91%。然而，我国高技术产业整体创新效率薄弱，关键性核心技术对外贸易依存度较高，高技术产品的总体竞争优势并不明显。依据我国经济发展现状，如何推进高技术产业迈上全球价值链中高端已成为当前迫切需要解决的问题。十四五规划明确提出，从“整合优化科技资源配置，加强原创性引领性科技攻关，持之以恒加强基础研究，建设重大科技创新平台”四大方面着手，强化国家战略科技力量。高技术产品出口是衡量一国科技实力的重要指标之一，国际竞争日益激烈的形势正倒逼产品出口类型从劳动密集型为主逐步转向高新技术型为主。改革开放40多年，世界留给中国的创新空间日益缩窄，而我国研发投入能够有效创造和积累知识，具有促进技术进步的作用，因此研发及其与出口质量发展的关系受到许多国内外学者的关注。
在研发投入与技术进步之间，Helpman明确提出，自主研究、开发和创新是发展中国家促进技术进步的重要手段。高云虹等使用中国1993—2005年制造业部门13个行业数据, 通过协整检验和向量误差修正模型，分析R&D投入对技术进步的影响。结果表明，R&D投入与技术进步之间存在着长期的均衡关系，R&D投入越多，技术进步越快。徐亚云基于江苏省工业企业数据，将R&D投入划分为两个方面，即资金投入和人力资本投入，提出R&D投入对推动技术进步具有重要贡献，其中资金投入发挥的作用大于人力资本。从资金来源来看，企业自筹、金融机构资金具有正向影响，上级拨款具有负向影响。仇武超基于我国1995年到2011年间高技术产业面板数据，建立个体固定效应模型和多元回归模型，分别从行业和地区层面对高技术产业知识资本投入和出口增长之间的关系进行分析。结果表明，大部分知识资本投入和出口增长之间的相关性较为显著，内部经费支出作用程度最大。
对于研发投入和出口之间的具体关系，目前学术界尚未达成一致意见。高新技术产业是科技创新的核心产业。Sandu以欧盟国家为例，探究创新和高技术产品出口的相关性，他强调科研人员、相关科研机构数量和研发投入（尤其是私人研发投入）可以促进高技术产品的出口。祝树金等发现加大研发投入可以显著提高出口技术水平。牛华等通过指数随机图模型，深入地研究R&D投入对高技术产品出口的作用。各经济体研发投入水平越高，高技术产品出口倾向也越高。
上述文献大多采用研发投入强度指标探讨研发投入与技术进步、高技术产业出口的关系，但研发投入增加未必导致研发产出的同比例增加。Jefferson等研究发现提高自主创新能力不仅需要持续加大研发投入，并且需要不断提高创新资源利用效率。孙道军等研究发现，研发支出和研发人员在各地方创新产出中发挥积极作用，为了提高效率，有必要增加投入强度。施炳展等通过分析发现研发效率和企业出口产品质量之间存在正相关关系，但研发投入对企业出口产品质量的影响不明显。颜婧媛提出不仅要加大研发人员、经费投入，各地区还需深化科技创新，提高研发效率。单纯以资金投入或效益产出衡量研发能力较偏颇，在衡量高技术产业研发能力时应以研发强度和研发效率进行综合评价。研发能力提高，或许能提高行业先进制造水平和创新成果转化能力，最终促进产品出口质量的提升。除此之外，分析通常采用耦合度得出研发与出口质量之间存在的必然内在联系，但无法度量系统或系统内部要素在发展过程中的和谐一致性程度，无法衡量协调程度，因此本文将从耦合度和协调度两个指标来分析研发强度、研发效率与出口高质量的关系。
1.1 理论介绍
高技术产业具有高知识密集型、高报酬、高外溢性等特点，具有更强创新能力。本文在衡量高技术产业研发能力时以研发强度和研发效率进行综合评价。目前效率测度方法主要有随机前沿生产函数法（SFA）以及数据包络分析方法（DEA）。DEA模型无需设定具体生产函数形式，运用线性规划方法来评价各决策单元（DMU）的相对效率。DEA模型测算结果经常会出现多个DMU效率值为1的情况（即有效状态），尤其在投入产出变量较多时，DMU效率值为1的情况也会较多，此时无法进一步区分有效DMU的效率值高低。因超效率模型可能存在无解的情况，本文在测量我国高技术产业研发效率时，选取产出导向可变规模报酬（VRS）最大距离超效率模型（Super-SBM-O-V）及产出导向VRS径向超效率模型（Super-BCC-O-V）。选取产出导向原因是常规研究中以研发强度作为创新能力评价高低，这主要考虑的资金投入视角，而本研究将测算相对产出能力强弱来评价创新能力高低。两模型如下：
1.2 研发效率测算
本文选择的高技术产业研发效率投入指标为R&D经费支出、R&D人员全时当量，产出指标为新产品销售收入（2017年数据缺失，用2016年和2018年平均值代替），相关数据来源于《中国科技统计年鉴》。R&D经费支出用R&D经费价格指数进行平减，朱平芳等设定R&D资本存量价格指数为：R&D价格指数=0.55×消费价格指数+0.45×固定资产价格指数，本文也这样处理。新产品销售收入用工业生产者出厂价格指数平减。居民消费价格指数、固定资产投资价格指数、工业生产者出厂价格指数均以2009年为基准年，将各年的价格指数累积相乘得到各年的价格水平值，再对变量进行平减。三个价格指数数据取自国家统计局官网。
本文运用DEA Solver Pro 13软件测算2010—2019年期间30省/自治区/直辖市高技术产业R&D效率，表1为各省/自治区/直辖市高技术产业R&D强度均值、SBM效率（研发效率1）均值、径向效率（研发效率2）均值，图1为高技术产业R&D强度、研发效率时间趋势图。R&D强度方面，陕西、黑龙江、宁夏、浙江、湖北、贵州、北京、广东、新疆、海南、福建、辽宁、山东13省/自治区/直辖市超过全国平均值0.019，广西、吉林、山西、河南、青海均低于0.010。两种模型测算出的研发效率值几乎一致（SBM模型测算出的2011年青海效率值无解，BCC模型测算出的2010、2011年效率值无解，在此用其余年份均值分别替代），表示模型选取较好，结果较稳健。江苏、广东高技术产业研发效率值超过0.800，其次为河南（0.725）、天津（0.637）、北京（0.607）、重庆（0.569），较低的为海南（0.069）、黑龙江（0.089）、陕西（0.111）、贵州（0.133）、云南（0.177）、河北（0.195），均低于0.2，地区差异较大，东部沿海及中西部强省研发产出效率较高，科技创新能力较强。研发效率与研发强度相关性较弱，线性R2只有0.0832，表明研发资金投入多的省/自治区/直辖市，其相对研发产出未必较高。因此以往研究单纯以资金投入或效益产出衡量研发能力较偏颇。从时间趋势角度看，研发强度整体上呈现波动上升的态势。两种模型效率均值除2010年有差异外，其余年份均一致，且从2012年开始大幅增长，但增长率逐渐下降，近几年效率值趋于稳定。
1.3 研发能力评价
由于研发强度与研发效率指标具有不同的量纲和数量级，为克服由指标的量纲不同对评价结果带来的影响，需对数据进行标准化处理。本文通过中心化方法（以2010—2019年30个省/自治区/直辖市共300个数据样本均值为标准）进行研发强度及研发效率（两种模型研发效率均值）的无量纲化处理，研发能力综合评价值为经过标准化处理后的研发强度与研发效率均值，结果见表2。广东研发能力最强，达到1.729。广东作为外向型经济强省，拥有腾讯、华为、大疆、比亚迪等诸多知名领军高技术企业，其研发投入产出价值较高，引领科技创新发展壮大；其次为北京、江苏、浙江，均超过1.400。研发能力评价值超过1的多为东部沿海城市及中西部强省，这些地区具有极其重要的区位优势和重要的地缘价值，拥有较为优质的资源禀赋，其高技术产业发展迅速，且不断重视技术研发投入，以此推动产业变革、提升效率，促进出口高质量转变。
2.1 主要国家高技术产业出口现状
我国高技术产业出口发展迅速，2010年出口值为4745.21亿美元，2018年出口值达7318.9亿美元，增幅达54.2%，但高技术产业出口占制造业比重一直稳定在30.0%左右。表3和图2为主要国家高技术产业出口值（2010—2018年均值）及占制造业出口比重（2010—2018年均值），数据来自《中国高技术产业统计年鉴2020》。中国高技术产业年均出口值最高达6168亿美元；德国、美国、韩国、新加坡、日本、法国年均出口值在1000亿~2100亿美元之间，不到或刚到中国的1/3；同为“金砖”国家的邻国印度年均出口值仅为155亿美元，仅为中国的2.5%，与中国差距显著。新加坡高技术产业出口占制造业比重为51.1%，其次为韩国31.0%、中国30.9%，土耳其、葡萄牙、西班牙、意大利、印度、波兰高技术产业出口占比均低于10.0%，分别为2.4%、4.9%、7.5%、8.0%、8.1%、9.4%。
2.2 我国高技术产业出口质量评价
中国已不再是过去的全球产业链中以加工贸易为主的低端制造国家，中国的高技术产业迅猛发展，其新产品更代表着行业先进制造水平和创新成果转化能力，因此本文用高技术产业新产品中销售收入/主营业务收入的比重来评价我国高技术产业出口质量，结果见表4。
从2010—2019年均值来看，河南、天津、广东、福建、江苏、重庆、浙江高技术产业出口质量较高，评价值分别为0.285、0.188、0.173、0.160、0.127、0.109、0.103，它们均为东部沿海省市及中西部强省；青海、海南高技术产业的新产品出口销售收入占比最低，几乎为0；2010—2019期间，各省/自治区/直辖市高技术产业出口质量虽受国际经济环境影响有小幅波动，但总体呈稳步上升态势。
3.1 理论介绍
耦合是两个（或以上）系统或运动形式通过各种相互作用而彼此影响的现象。高技术产业研发系统与出口高质量发展之间存在内在联系，图3展示了各省/自治区/直辖市2010—2019年研发能力均值与出口高质量指标均值，散点图的拟合优度达43.7%，效果较好。研发能力高，必然推动出口质量提升，外贸出口结构优，必然吸引外资进入，通过技术外溢促进高技术产业增强创新动能，进而循环往复，形成协调发展的有机体。
借助物理学中容量耦合概念及其容量耦合系数模型，得到两个系统的相互作用耦合度C=[U1U2/(U1+U2)]1/2，U1、U2分别为两个子系统的综合功效，C为耦合度，界于0~1之间。当C=0时，耦合度极小，系统内部要素之间处于无关状态；当C=1时，耦合度极大。协调是指系统演变过程内部各要素相互和谐一致的属性，其计算公式为D=CT，T= αU1βU2，D为协调度，C为耦合度，T为两个系统的综合协调指数，反映高技术产业研发能力与出口质量整体协同的效应或贡献。由于两者同等重要，故取α=β=5，U1、U2为研发与出口系统的综合功效，D值也在0~1之间。根据中值分段法，可将耦合度（协调度）分为4种类型：0<c(d)≦0.3为低度耦合（协调），0.3<c(d)≦0.5为中度耦合（协调），0.5<c(d)≦0.8为高度耦合（协调），0.8<c(d)≦1为极度耦合和协调。
3.2 实证分析结果
首先进行高技术产业研发能力与出口高质量发展两指标的无量纲化处理（中心化法），通过excel计算出耦合度和协调度，结果见图4、图5、图6。河南、天津、广东、福建、江苏、浙江、北京、甘肃、重庆耦合度在0.3~0.5之间，为中度耦合，其余省份均为低度耦合状态；河南、广东、天津、福建、江苏协调度在0.3~0.5之间，为中度协调，其余省份均为低度协调状态；河南、天津、广东、福建、江苏均为中度耦合协调，浙江、北京、甘肃、重庆均为中度耦合低度协调，其余省份为低度耦合协调。总而言之，河南、天津、广东、福建、江苏高技术产业研发能力与出口高质量发展之间已形成中度的系统内生影响与一致发展均衡关系，而其余省份研发创新与出口之间融合度还未深化。2010—2019年期间，30省/自治区/直辖市耦合度及协调度均值均呈稳定的上升态势，但总体上仍处于低度耦合协调状态，我国高技术产业在加大研发投入产出成果转化同时，需积极推动新产品出口，向全球产业链条中高端加工贸易前进。
本文运用DEA Solver Pro 13软件测算2010—2019年期间30省/自治区/直辖市高技术产业R&D效率。陕西、黑龙江R&D强度最高，其次为宁夏、浙江、湖北、贵州、北京、广东、新疆、海南、福建、辽宁、山东，均超过全国平均值0.019。利用Super-SBM-O-V及Super-BCC-O-V模型测算研发效率，两种模型测算出的研发效率值几乎一致，表明模型选取较好，结果较稳健。江苏、广东研发效率值最高，超过0.800，其次为河南、天津、北京、重庆，均超过0.500。研发能力综合评价值为经过标准化处理后的研发强度与研发效率均值，广东研发能力最强，达到1.729，其次为北京、江苏、浙江，均超过1.400。在2010—2019年期间，研发强度整体上呈现波动的上升态势；研发效率从2012年开始大幅增长，但增长率逐渐下降，近几年效率值趋于稳定。从高技术产业出口质量来看，河南、天津、广东、福建、江苏、重庆、浙江均超过0.100，它们均为东部沿海省市及中西部强省。在2010—2019年期间，各省/自治区/直辖市高技术产业出口质量虽受国际经济环境影响有小幅波动，但总体呈稳步上升态势。
耦合度和协调度结果显示，河南、天津、广东、福建、江苏均为中度耦合协调，浙江、北京、甘肃、重庆均为中度耦合低度协调，其余省份为低度耦合协调。河南、天津、广东、福建、江苏五省高技术产业研发能力与出口高质量发展之间已形成中度的系统内生影响与一致发展均衡关系，而其余省份研发创新与出口之间融合度还未深化。在2010—2019年期间，30省/自治区/直辖市耦合度及协调度均值均呈稳定的上升态势，但总体上仍处于低度耦合协调状态，我国高技术产业在加大研发投入产出成果转化的同时，需积极推动新产品出口化，向全球产业链条中高端加工贸易前进。
研发投入有效转化为研发产出，才能带来真正意义上的知识价值创造，以此推动产业变革、效率提升，促进出口高质量转变。基于上述研究，本文提出以下对策建议：
（1）政府加大研发投入力度，继续优化高技术产业政策。增加研发投入能够有效提升我国出口产品质量水平，一个经济体的研发投入越多，其高新技术产品的出口能力越强。政府的研发投入往往会提高企业科研投入边际产出，特别是与高新技术产业相关的基础研发对企业研发的影响更为明显。高新技术产业扶持政策作为中国高新技术产业高质量发展的推动力量，其重要性日益突出。建议实行高新技术产品税收奖励制度，刺激企业努力提高自身的投入产出水平；以新型研发机构为重点，落实创新平台和各类科研机构进口科学研究、科教用品免税等政策；为高新技术产业的资金筹集提供便利，譬如在同等条件下赋予规模以上高新技术企业优先上市权，为其多渠道筹集资金；加快发展自主可控的产业核心技术，制定高技术产业优先支持清单。
（2）企业加快关键核心技术攻关，提升高技术产品出口竞争力。企业为加快提高研发能力，应创新对技术人才的引进和培养激励机制，引育高端创新型人才和团队。围绕产业链专项攻关关键核心技术，大力支持龙头企业牵头、协同上下游企业创建技术创新中心，通过加强与高等院校、研发机构之间的交流与合作等手段打造集产、学、研于一体的研发创新联动机制。
（3）深化国际科技精准合作， 提升高技术产业在全球价值链的地位。在新发展格局和后疫情时代下全力打好优化服务组合拳，深化全球科技精准合作，营造有利于创新创业的良好发展环境。建立我国高技术产品重点出口企业清单，梳理国际市场对高技术产品的需求清单，深化全球精准合作。分重点、分领域地在基础研究、前沿技术、竞争前技术和战略性新兴产业等方面布局建设各类国际合作载体。
作者：蒋一琛1，常春梅1，胡丽艳2
1.浙江省科技信息研究院（智江南智库），杭州 310006；
2.上海大学经济学院，上海 201899
来源：《全球科技经济瞭望》
2022年3月第37卷 第3期
文章观点不代表主办机构立场。
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