我国政府R&D投入、市场竞争与自主创新关系研究

樊 琦，韩民春

（1.武汉工业学院经济与管理学院，湖北 武汉 430023；2.华中科技大学经济学院，湖北 武汉 430074）

我国政府R&D投入、市场竞争与自主创新关系研究

樊 琦1，韩民春2

（1.武汉工业学院经济与管理学院，湖北 武汉 430023；2.华中科技大学经济学院，湖北 武汉 430074）

本文基于中国制造业行业企业层面的面板数据，对我国政府R&D投入、市场竞争和企业自主创新之间的关系进行了实证研究。结论显示：（1）市场竞争与我国企业自主创新之间存在倒U字形关系；（2）我国政府科技R&D投入政策可以显著促进企业自主创新，但当市场竞争水平超过倒U字形顶部的临界值时，政府科技R&D投入政策在促进企业创新中的作用将不断下降，随着补贴强度加大，下降速度也越快。（3）在任意市场竞争程度下，我国政府科技R&D投入政策总能够促进我国制造业企业自主创新。

R&D投入；市场竞争；自主创新；制造业

1 文献评析

有关竞争与技术创新之间的相关关系研究主要可以分为理论和实证研究。关于竞争与技术创新之间关系的理论研究中，Budd，Harris和Vickers研究发现市场竞争结构的变化取决于各自厂商的努力层度［1］；而后Aghion et al在此基础上又构造了一个“STEP-BY-STEP”的两厂商动态竞争模型，给出了一个关于产品竞争与技术创新之间的倒U字形理论模型［2］。

关于竞争与技术创新之间的关系在实证研究的文献史中还没有得出过一致的结论。早期的实证文献中，如Horowitz发现竞争对企业技术创新存在负面作用［3］。此外，研究发现竞争对企业技术创新存在负面影响的实证文献还有 Hamberg、Mansfield、Kraft、Crepon和Blundell等［4-8］。研究发现竞争与企业技术创新之间存在正向关系的文献也比较多，主要的文献有 Geroski和Nickell等［9-10］。其中还有研究发现竞争与企业技术创新之间存在非线性关系，如Scherer、Scott、levin发现竞争与技术创新之间存在倒U字形关系［11-13］。Aghion et al在此基础上把这两种效应综合到一个相互联系理论当中，得出了竞争与创新存在倒U字形关系的结论［14］。

在此之后，Kilponen在Aghion et al的基础上开始把政府对R&D人员工资补贴引入到模型中，来考察政府对R&D人员工资进行补贴投入、市场竞争以及技术创新之间的关系。Kilponen假定对R&D人员工资进行补贴能同比例降低企业自主创新成本，同时又可以改变事后创新与事前创新的收益。在此理论分析的基础上Kilponen还利用芬兰企业1990—2001年的数据对此进行了实证研究，研究发现在任意竞争环境下对R&D人员工资进行补贴总能够促进企业技术创新，但这种效应会随着竞争的加强而减弱。其主要是由于存在替代效应的结果，研究还发现随着竞争变得越激烈，这种战略替代效应也会越强烈，这表现在倒U字形变得越陡峭［15］。

从以上相关研究文献的结论比较分析，我们认为竞争与技术创新之间的相关关系为简单的线性关系的研究结论是不符合现实情况的，竞争与技术创新之间大多表现为一种非线性的相关关系。

2 数据与变量说明

为检验以上模型推断结论，本文使用2000—2006年间中国制造业行业28个两位数行业的非平衡面板数据进行实证检验。度量市场竞争度的行业平均利润数据和各行业民营企业产值占总产值的比重工具变量数据来源于中华人民共和国国家统计局，度量自主创新强度的专利数量和政府科技R&D投入强度的数据来源于 《中国科技统计年鉴》（2001—2007）。

2.1 市场竞争度的度量

产品市场竞争主要是通过不同水平的收益来影响技术创新结果。关于产品市场竞争度的度量指标国际上主要使用经济学家Lerner提出的Lerner指数［16］。Nickell（1996）和Aghion et al（2001）采用了产业水平的Lerner指数，该指数很好的度量了企业的边际价格成本。他在理论上比市场份额以及市场集中度等指标更稳健。该指标为净利润与销售收入的比例：

产品市场竞争度的衡量指标为行业内各个企业Lerner指数的平均数，

其中i代表企业，j代表行业，t代表时间，Njt代表行业j在t时期的企业数目。关于度量市场行业市场竞争度的方法还有民营企业的市场份额、行业平均利润率和市场集中度等。考虑到中国资本市场上的市场回报率不能较好地反映中国制造业的资本实际成本，以及真实回报率的可获得性，并结合我国的实际情况，本文选取行业平均利润能更好地来度量行业市场竞争程度，平新乔同样采用了这一指标来度量竞争强度，认为在我国使用平均利润指标要优于市场集中度等指标［17］。当行业接近完全竞争，由于行业进入门槛较低企业面临的竞争较激烈，产品价格越接近生产成本，行业平均利润率越低。垄断行业，行业进入门槛较高企业面临的行业竞争较小，产品销售价格要大大高于生产成本，行业平均利润率较高。

2.2 自主创新强度的度量

度量企业自主创新能力的指标比较多，比较常用的有企业专利、R&D投入资金和企业生产效率（TFP）。研发投入资金可以很好地衡量企业技术创新情况，但由于数据的可获得性原因难以采用。因此，本文根据Aghion et al（2001）的方法，使用制造业行业企业专利数做为技术创新的主要创新活动指标。其中专利数据为国家专利技术局以授权的技术发明专利数量。

2.3 政府科技R&D投入强度的度量

在一般情况下政府干预市场的目的是为了消除市场的不完全性。同样政府的R&D投入也是为了弥补市场中企业R&D投入的不足。政府R&D投入能够促进企业技术创新和提高产业国际竞争力。直接的政府R&D投入可以降低企业的创新成本。为了准确区分政府R&D投入的效应，本文对R&D投入的度量数据为企业R&D中直接来自政府的R&D投入资金金额。

2.4 工具变量说明

企业的技术创新会影响到企业的竞争格局。同时企业技术创新能力越强，可能更能垄断该个行业，随之降低了行业竞争度。变量之间存在反向的因果关系，即内生新问题，由此估计的实证结论不再可靠，估计系数也有偏差。为了消除这一疑虑，首先将选取的解释变量滞后一期，同时选取工具变量法来消除模型中的内生性问题。根据市场竞争原则，行业进入门槛和行业竞争度有很大的关系，而企业专利数量不会产生影响，根据我国的客观经验表明民营企业比重越高的行业，表明进入门槛越低，竞争越激烈。因此根据工具变量的选取原则本文选取各行业民营企业产值占总产值的比重作为衡量竞争强度的替代工具变量。

3 模型设定

模型设定以Aghion et al的半参数非线性模型理论为基础。根据该理论假定技术创新过程为非连续的随机变量 x，x服从泊松分布，即满足 x=g（c）。则期望的企业专利数量满足 Ε［p｜c］=exp（g（c）），其中C为行业竞争强度，g为未知函数。η为行业固定效应变量，τ其为时间虚拟变量效应，模型如下：

式（1）中i表示厂商，j表示产业，t表示时间。为保证时间恒定及一致性，根据Blundell，Griffith和Van Reenen（1995）的方法本文使用专利数量的滞后值进行控制。xi为企业技术专利及企业规模的协变量。在这种情况下，固定效应估计能够得到专利数量的一致估计量，但通常情况下专利数量为发散的不平稳序列，因此由此得到的估计量的方差和协方差是有偏差的，根据Wooldrige、Allison和Waterman所使用GLM标准误估计方法可以得到一致的方差协方差矩阵［18－19］。由 Aghion et al（2001）的估计模型我们可以得到函数g（c）的形式，该函数为二次型函数形式。关于竞争强度指标的内生性问题，即误差项的形式为 ln（εijt）=θυijt+μijt，其中 υ为一阶段关于竞争强度估计方程中的残差项，在此本文使用工具变量Ζjt作为cjt的代理变量。假定μijt独立于υijt和Ζjt。则式（1）可以写为：

Wooldrige证明了模型可以通过Hausman，Hall and Griliches（1984）标准固定效应估计方法得到一致估计，同时还提供了模型强健标准误差的估计方法［20］。式（2）中 υijt是无法观测到的，于是可以使用一阶段估计中得到的预测值υijt来代替。为了消除估计可能发生的偏误，模型使用了其滞后值，仅当θ为0时，cjt为外生变量。

在此基础上本文还将考虑产品竞争与政府R&D投入之间的关系，同时引入了竞争cjt，R&D补贴ρ之间的乘积项及其二次型形式（Kilponen，2007）。由此模型设定如下：

式（3）中 xijt－1为协变量，包括可能影响企业自主创新的其他因素，如企业的当期技术水平，企业的规模和企业规模协变量。

市场竞争与自主创新之间存在倒U字形关系，意味着模型中二次型的系数β1必需显著为正，β2的系数必须是显著为负，同时还得满足条件2×β2＞β1，同时β3也必为正［15］，也就是说当政府R&D投入增加时会使得倒U字形更加朝上。市场竞争与企业自主创新的倒U字形关系变化则取决于互动项的系数β4和二次型系数β5。

4 模型估计

4.1 我国制造业企业市场竞争与自主创新之间相关关系研究

表1是市场竞争与企业自主创新之间关系的估计结果，第I列是在没有考虑模型中内生性问题的标准固定效应泊松估计结果，模型中表示竞争的一次项系数 cjt－1与二次项系数 cjt－12估计结果在 5%的显著性水平下均表现显著。结论表明在中国制造业行业市场竞争与自主创新之间也存在倒U字形关系。

第II列是除模型内生性后的标准固定效应泊松估计结果，在此使用GLM估计方法纠正了由于专利数据经常表现为发散数据引起的估计中方差协方差的偏误问题。同时表示竞争的一次项系数cjt－1与二次项系数cjt－12估计结果在5%的显著性水平下表现显著。估计结果再次证实了在中国制造业行业市场竞争与自主创新之间存在倒U字形关系。比较两列估计结果，我们可以发现与第I列没有考虑内生性及专利数据经常为发散数据问题估计结论不同的是在第II列估计结论中的系数有所变小，标准误差也有所增大。

4.2 引入政府R&D投入变量后模型估计

估计结果见表2，第I列是固定效应泊松估计结果。表2中第I列中表示竞争的一次项系数cjt－1与二次项系数cjt－12均在5%的显著性水平下均表现显著，这与表1中得出的结论相同，即中国制造业行业市场竞争与自主创新之间存在倒U字形关系。同时政府R&D投入变量的系数在显著性水平为5%时也显著为正，这表明政府R&D投入对促进行业自主创新存在着显著正的促进作用。线性市场竞争变量与政府R&D投入的互动项在显著性水平为5%时显著为负，二次项系数为正。由此很难判断随着政府R&D投入水平的变化是否会导致竞争与技术创新的倒U字形更加陡峭。

表2中的第II列为剔除模型内生性影响后的固定效应泊松估计结果，利用GLM估计方法纠正了由于专利数据经常表现为发散数据引起的估计中方差协方差的偏误问题。在模型式（8）中互动项此时也为内生变量，所以在表2中有4个通过工具变量解决内生性问题的一阶段估计结果。从第II列中第二阶段估计的结果来看，模型中表示市场竞争的一次项系数cjt－1和二次项系数cjt－12估计结果也都在显著性水平为5%时显著，估计结论再次表明在中国制造业行业市场竞争与自主创新之间存在倒U字形关系。政府科技创新R&D投入变量的系数同样在显著性水平为5%时显著为正。此时市场竞争与政府科技R&D投入的线性互动项的系数要明显大于二次项互动项的系数，且由于 0＜cjt－1＜1，cjt－1×ρijt－1始终要大于 cjt－12×ρijt－1，所以可以得出随着政府科技 R&D 投入的增加必然会导致市场竞争与自主创新的倒U字形更加陡峭的结论。

5 结论及政策启示

实证研究显示：（1）市场竞争与我国企业自主创新之间存在倒U字形关系；（2）我国政府R&D投入政策可以显著促进企业技术创新，但当市场竞争水平超过倒U字形顶部的临界值时，政府R&D投入在促进企业创新中的作用将不断下降，随着补贴强度加大，下降速度也越快。（3）在任意市场竞争程度下，我国政府R&D投入政策总能够促进我国制造业企业自主创新。针对以上研究结论本文得出了以下两点政策启示：

第一，政府要充分利用好R&D投入政策来推动战略性行业的技术创新。由于企业R&D投入的总体水平总是低于社会所需的最优水平，即存在市场不完全问题，所以政府应该增加R&D投入以来弥补私人和企业的R&D投入不足。

第二，在促进我国战略性行业自主创新的过程中应该要准确把握竞争与技术创新的关系。由于竞争与技术创新之间存在着非线性的倒U字形关系，如果市场竞争水平在倒U字形临界拐点靠左侧则政府应采取措施适度提高行业企业竞争水平（如降低行业进入门槛，引入或增加民营资本进入比重等措施），这样可以充分发挥市场竞争对自主创新的激励作用；但如果市场竞争水平在U字形临界点右侧后，为避免过度竞争对行业技术创新产生负面影响，则政府应采取与之相反的措施。

［1］Budd C.，Harris C.，Vickers J..A model of the evolution of duopoly:does the asymmetry between firms tend to increase or decrease? ［J］.Review of Economic Studies 1993，60:543-573.

［2］Aghion P.Harris C.Howitt P.Vickers J..Competition，imitation and growth with step-by-step innovation ［J］.Review of Economic Studies，2001，68（3）:467-492.

［3］Horowitz I.Firm size and Research Activity［J］.Southern Economic Journal，1962，28:298-301.

［4］Hamberg D..Size of Firm，oligopoly and research:the evidence ［J］.Canadian Journal of Economics and Political Science，1964，30:62-75.

［5］Mansfield E..Industrial Research and Technological Innovation:an Econometric Analysis［M］.New York:Norton.1986.

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［7］Crepon G..Research，Innovation and Productivity:an Econometric Analysis at the Firm Level.NBER Working Paper Series，1998，NO.6696.

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［9］Geroski P..Market Structure，Corporate Performance and Innovative Activity［M］.Oxford:Oxford University Press，1995.

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［12］Scott J.T..Firm Versus Industry Variability in R&D Intensity.R&D，Patents，and Productivity ［M］.Chicago:University of Chicago Press，1984.

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［14］Aghion，P.Harris，C.Howitt，P.Vickers，J.Competition，Imitation and Growth with Step-by-Step Innovation ［J］.Review of Economic Studies，2001，68（3）:467-492.

［15］Kilponen，Torsten Santavirta.When do R&D Subsidies boost innovation?Discussion Research Papers of the Bank of Finland，2007.

［16］Lerner A.P..The concept of monopoly and the measurement of monopoly power ［J］.The Review of Economic Studies，1934，1（3）:157–175.

［17］平新乔,周艺艺.产品市场竞争对企业研发的影响——基于中国制造业的实证分析［J］.产业经济研究，2007，（5）：1-10.

［18］Wooldridge J..Econometric Analysis of Cross Section and Panel Data［M］.Cambridge，MA:MIT Press，2002.

［19］Allison P.,R.Waterman.Fixed-effects negative binomial regression models［J］.Sociological Methodology，2002，（32）:247-265.

［20］Wooldridge J..Distribution-free estimation of some nonlinear panel data models［J］.Journal of Econometrics，1999，90（1）:77-97.

（责任编辑 张九庆）

Our Government R&D Input，Market Competition and Independence Innovation

Fan Qi1，Han Minchun2
（1.School of Economics and Management,Wuhan Polytechnic University,Wuhan 430023,China;2.School of Economics,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,China）

This paper studies the relationship of the government R&D input,market competition and enterprise independence innovation by using the panel data of manufacturing industry.The empirical result shows that:(1)there are an inverted-U relationship between the market competition and the firm level independence innovation;(2)the government R&D input can significantly promote independence innovation.When the market competition exceeds the top critical value in inverted U-shape,the role of government R&D input in promoting of the enterprise innovation will decline.More input,the effect will decline more quickly;(3)In any degree of market competition,the science policy of Chinese government R&D input can promote the independent innovation of China’s manufacturing enterprises.

R&D input； market competition； independence innovation； inverted-U relationship

G301，F204

A

国家社科基金“基于自主创新的战略性贸易政策与我国对外贸易结构优化的研究”课题（项目编号：08BGJ011）。

2010-06-07

樊琦（1981-），男，湖北江陵人，武汉工业学院经济与管理学院教师，华中科技大学经济学博士；研究方向：技术创新与国际经济。