产业升级与科技创新能力构建实证分析

靳 强

（安徽金寨技师学院，安徽 金寨 237300）

一、引言

党的十九大报告指出，我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，要着力加快建设实体经济、科技创新、现代金融、人力资源协同发展的产业体系；党的十九届五中全会进一步提出，坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位。如何提高科技创新能力成为我国新发展格局下实现高质量发展的重要议题。

经济高质量发展离不开产业高质量发展，科技创新是驱动产业高质量发展的第一动力。国内外现有研究主要从劳动力转移、竞争优势、技术差异、产业集聚、技术创新和技术创业交互效应、产出供给、研发创新等多角度证明了科技创新对产业升级具有显著的正向促进作用。但产业升级能否促进科技创新水平的提高，尤其是在高质量发展阶段加快转变经济发展方式的要求下，如何在产业升级过程中提升科技创新能力，进而实现两者协同并进等还需进一步研究。

事实上，产业升级内在地要求科技创新能力提高。如图1 所示，产业升级通过三个层面作用于科技创新。

图1 产业升级对科技创新作用路径图

从微观的企业层面看，产业升级能促进消费升级，扩大国内外市场。为占据更大的市场份额，企业必须增加技术研发投入，提高研发能力，并通过组织模式创新等保障科技创新。从中观的区域层面看，产业升级既涉及产业结构的优化调整，也涉及产业部门生产效益的提高。为了促进区域经济的可持续发展，区域将不断增加对战略性新兴产业和高新技术产业的投入。战略性新兴产业和高新技术产业的显著特征是产品科技含量高，两者的发展为科技创新提供了广阔的平台。从宏观的国家层面看，产业发展既要让市场机制发挥决定性作用，也要更好地发挥政府的作用。一国为了应对外部竞争，同时更好地发展本国产业，政府会出台一系列产业发展支持政策。并且国家层面的产业升级也将促进资金、技术等生产要素的国际流动。如外商直接投资不仅提供了产业发展资金，其溢出效应也促进了先进技术、创新知识的转移。长江经济带地跨中国东部、中部、西部三大区域，是关系国家发展全局的重大战略之一。以该区域为研究对象，探讨如何在产业升级中提升科技创新能力，不仅对长江经济带创新驱动发展具有重要的参考价值，而且对东、中、西部地区都能形成良好的示范效应。

二、研究设计

（一）变量选取和数据来源

本文主要研究如何在产业升级过程中提升科技创新能力，因此科技创新为本文的被解释变量，产业升级为本文的解释变量。根据文献分析，本文将开放程度、外商直接投资水平等因素作为控制变量引入。

表1 变量选取与计算方法

1.被解释变量。目前国内外学者测度地区科技创新能力的指标主要有专利申请数、专利授权数、发明专利授权数。但专利申请数只能衡量创新的努力程度而非结果；而授权专利已经获得法律认可，它能反映创新成果，可以衡量创新成就。基于此，本文选取国内专利授权数、发明专利授权数作为衡量科技创新的指标。

2.解释变量。根据产业结构理论，衡量产业升级最直观的指标是产业结构的变化。从产业结构变化历程看，随着产业升级，产业结构一般会经历一二三、二一三、三二一的变化历程。产业升级主要体现为非农产业增加值占地区生产总值比重不断增加。因此，本文选取第二产业增加值和第三产业增加值占地区生产总值的比重作为解释变量。

3.控制变量。（1）开放程度。现有文献多数认为对外开放能够促进创新能力的提升，如安孟的实证研究表明对外直接投资的增加显著提升了中国区域创新效率。我国一直将进出口总额作为衡量地区开放程度的核心指标。但进出口总额是一个绝对性指标，它只能反映规模，却难以反映程度。因此，本文以地区进出口总额占地区生产总值的比重这一相对性指标衡量地区开放程度。

（2）外商直接投资水平。外商投资通过国外知识溢出和技术转移影响一个地区的自主创新能力。李金永等利用2005—2016 年我国286 个城市面板数据的实证研究表明外商直接投资对区域创新积极影响显著。本文选取外商直接投资额占地区生产总值的比重衡量地区外商直接投资水平。

（3）高等教育水平。科技创新能力的本质是凝结在人身上的知识创造能力，人是科技创新得以实现的载体。高校不仅有浓厚的创新氛围、强大的科研团队，其培养的学生更是我国创新的主体之一。因此，本文以普通高校在校学生数占地区人口总数的比重衡量地区高等教育水平。

（4）政府介入经济程度。政府行为会影响地区自主创新水平。李蕊、周平等从供给和需求角度实证分析了政府直接投入和政府采购对我国自主创新有显著的促进作用。因此，本文以地区政府消费额占地区生产总值比重反映政府对经济的介入程度。

（5）投资增长速度。当前投资依然是推动我国经济增长的重要动力源。而经济增长能刺激需求增长，需求增长要求生产扩张，生产扩张需要科技创新支撑生产力的发展。按照文献通常做法，本文以（地区当年固定资产投资额/地区上年固定资产投资额-1）衡量地区投资增长速度。

（二）研究方法

根据本文的研究目的，提出用模型（1）和模型（2）来验证产业升级与科技创新之间的关系。

其中，、是被解释变量，分别表示地区国内专利授权数、地区国内发明专利授权数。表示地区第二产业比重，表示地区第三产业比重。代表开放程度、外商投资水平、高等教育水平、政府介入经济程度、投资增长速度等一系列控制变量。 ν表示固定效应模型下不随时间变化的量。在随机效应模型下没有ν， δ是残差项。下标和分别代表长江经济带第个省份和第年。

三、实证分析

本文选取长江经济带11 个省（直辖市）2011—2020 年的面板数据，考察产业升级对科技创新的作用。由于长江经济带横贯我国东、中、西三大区域，区域内经济发展不均衡导致产业结构存在较大差异性。为了更好地分析产业升级对科技创新的作用，根据我国典型的东、中、西区域划分法，本文将长江经济带划分为东段（上海、江苏、浙江）、中段（安徽、江西、湖北、湖南）和西段（重庆、四川、贵州、云南）分别加以考察。利用stata14.0 软件进行面板固定效应模型和随机效应模型估计，结果见表2 和表3。其中表2为长江经济带固定效应模型和随机效应模型估计结果；表3 为长江经济带东、中、西段固定效应模型估计结果。方程1 和方程2 分别表示被解释变量为国内专利授权数、发明专利授权数。

表2 长江经济带回归结果

（一）长江经济带结果及其分析

表2 列出了长江经济带2011—2020 年整体数据的固定效应模型和随机效应模型估计结果。

1.从解释变量看，方程1 和方程2 的固定效应模型估计结果显示，解释变量第二产业比重（）和第三产业比重（）系数均为正数，且均达1%显著性水平；随机效应模型估计结果同样显示两个解释变量系数为正，且均在1%显著水平上显著。这说明向第二产业、第三产业升级能有效促进地区国内专利授权数和发明专利授权数的增加，即产业升级有效带动了科技创新能力的提高。从第二、三产业比重系数对比看，固定效应模型和随机效应模型4 个方程结果均显示第三产业比重系数高于第二产业比重系数。这说明相较于第二产业，提高第三产业占地区生产总值比重更能促进科技创新能力的提升。

2.从控制变量看：（1）开放程度（）系数在固定效应模型和随机效应模型下均为负数，但只有方程2 在固定效应模型下达到了10%显著性水平。这说明开放程度与科技创新虽呈负向关系，但未通过统计显著性检验。理论上，开放程度与科技创新呈正向关系，但对比其他学者的研究成果可知本文结果又具有合理性。首先，经济发展初期或者工业化初期，进出口有利于地区引进、吸收外来知识与技术，进而提高科技创新能力。改革开放后，我国科技创新水平显著提高即是典型的实例。但随着经济发展水平的提高，尤其是工业化阶段不断向更高层次演进，进出口对科技创新水平提高的边际贡献不断递减。根据中国社会科学院工业经济研究所2017 年发布的 《工业化蓝皮书：中国工业化进程报告》显示，2015年长江经济带已处于工业化后期的后半阶段，进出口已难以提高长江经济带科技创新能力。其次，我国经济增长长期依赖出口拉动，出口增加虽能接触更多国外先进科学技术，但长期依赖引进国外技术以提高自身科技创新能力会在一定程度上形成路径依赖，进而抑制本土自主科技创新能力的提升。最后，在出口企业技术水平不断提高的情况下，出口国可以生产更多产品替代进口国国内产品，这将导致贸易双方竞争加剧，产生频繁的贸易摩擦。近年来我国企业出口产品遭到频繁调查、处罚等即是印证。这种情况一方面会导致我国企业出口成本快速上升，挤压科技创新投入；另一方面也会导致科技领先国采取一系列措施限制技术输出，让我国科技创新失去良好的外部环境，增加科技创新的难度。

（2）外商直接投资（）系数在固定效应模型和随机效应模型四个方程中均为负值，且均达1%显著性水平，这说明外商直接投资与科技创新能力提升显著负相关。这似乎也与理论相违背。但联系其他学者的研究成果可知，虽然外商直接投资能在一定程度上促进资本输入国或输入地区的科技进步，但随着外商市场占有率的不断提高，资本输入国或输入地区以市场换技术的策略往往难以成功，因为核心技术依然掌握在资本输出国或输出地区。钟昌标等以中国制造业面板数据为例，实证发现外商直接投资超过一定阈值引发的竞争加剧不仅没有激发国内企业的创新动力，反而因吞噬后者的市场空间而打击了它们的创新积极性。

（3）高等教育水平（）系数在固定效应模型和随机效应模型4 个方程中均为正数，且均达1%显著性水平，这说明提高高等教育水平能有效促进科技创新能力的提升。高等教育水平提高能显著提升一个国家或地区人力资本水平，而人力资本水平是科技创新得以实现的根本保障。这也符合理论认知与经验判断。

（4）政府介入经济程度（）系数均为正，但在4 个方程中均不显著，这说明政府介入经济程度与科技创新无显著相关关系。事实上，政府消费如果能在科技创新发展方向上起到引导作用，将促进科技创新的实现。但政府消费过多会占用过多的财政资源，进而减少财政科技支出，即机会成本增加。尤其如果政府过度作为，介入经济程度过深，会抑制科技创新的实现。因此，政府介入经济程度对科技创新影响要辩证对待。

（5）投资增长速度（）系数在4 个方程中均为负值，且均达1%显著性水平，这表明投资增长速度与科技创新显著负相关。投资作为促进经济增长的重要驱动力历来受到各地政府的重视。经济增长能扩大需求，进而刺激生产，而生产扩大又需要科技创新提高生产力加以支撑，所以理论上投资增长与科技创新应显著正相关。要素和投资是长期推动我国经济增长的动力源已经被理论和实践所证实，但这会导致严重的路径依赖后果，即经济下行或遭遇风险时习惯性地依靠大量投资保持经济增长。而通过提高科技创新能力以促进经济发展、带动发展方式转变的努力因为收效过慢而被不断推迟，投资增长很可能挤压了科技创新的增长空间。

（二）长江经济带东、中、西段结果及其分析

表3 为长江经济带东、中、西段2011—2020年面板数据固定效应模型估计结果，由于Hausman检验显示结果均支持固定效应模型，所以仅列出固定效应模型结果。

表3 长江经济带东、中、西段回归结果

1.从解释变量看，第二产业比重系数和第三产业比重系数在长江经济带中段和西段的4 个方程中均为正数，且均达1%显著性水平，这表明长江经济带中段和西段的产业升级对科技创新有显著正向促进作用。而东段地区第二产业比重系数为负数，第三产业比重系数为正数，但都未达统计显著性要求，这说明东段地区产业升级与科技创新无显著相关关系。深入分析可知，第一，2011—2020 年东段地区中的上海、江苏、浙江第二产业比重一直呈下降趋势，分别从2011年的40.83%、51.66%、51.08%下降到了2020年的26.33%、43.41%、40.75%。理论上，第二产业比重增加能促进科技创新水平的提升，相应地第二产业比重持续下降可能对科技创新产生负面影响。虽然本文东部地区第二产业比重系数为负，但并不显著。原因是科技创新能力提升不仅与产业结构变动相关，还与产业内部价值链提升相关。第二，2011—2020 年东段地区中的上海、江苏、浙江第三产业比重一直呈上升趋势，分别从2011 年的58.54%、42.38%、44.10%上升到了2020 年的73.39%、52.17%、55.90%。理论上，第三产业比重增加有利于科技创新能力提高。本文东段地区第三产业比重系数虽为正数，但未达统计显著性要求。原因是东段地区是我国经济最发达的地区，其科技创新已进入强调原始创新阶段，而不像中段和西段地区还处于引进、模仿、消化、吸收创新阶段。产业结构高级化达到一定水平后，对科技创新的边际贡献递减，即第三产业比重增加未能显著促进科技创新水平的提高。在第三产业比重达到一定比例后，产业内部价值链提高更能促进科技创新实现。长江经济带东段地区虽是我国经济最发达的地区，但长期要素驱动和投资驱动带来的粗放式发展惯性并未彻底扭转，产业内部价值链难以在短期内实现质的突破，相应地仅仅增加第三产业比重并不能显著促进科技创新水平的提高。

从东、中、西段解释变量系数对比看，仅东段地区第三产业比重系数高于第二产业比重系数，中、西段均是第二产业比重系数高于第三产业比重系数。这表明第二产业和第三产业升级对科技创新影响存在区域差异性。具体而言，在经济相对欠发达的中、西段地区，第二产业比重增加更有利于提升科技创新能力，在经济较为发达的东段地区第三产业比重增加更有利于提升科技创新能力。进一步可以总结得出，随着经济发展水平的提高，产业升级对科技创新的促进作用也会呈现第二产业比重高于第三产业比重向第三产业比重高于第二产业比重的转变。

2.从控制变量看，在经济发展不平衡的东、中、西段，各控制变量对科技创新的作用也存在差异性。

（1）对外开放程度系数在东、中、西段皆为正数，但仅在中段的方程1 和西段达到统计显著性要求。原因是东段地区已处于后工业化阶段，其科技创新能力的提升更多依靠自主创新来支撑。而开放程度仅仅有可能在整体上促进一个地区科技创新能力的提高，但对于事关核心创新能力的关键技术，科技领先国家不仅不会输出，甚至会实施封锁政策。因此，现阶段东段地区提升科技创新能力，尤其是关键技术方面的突破，只能更多地依靠自主创新能力提升。开放程度对中段地区专利授权数有显著正向作用，而与发明专利授权数无显著相关关系，也再一次验证了开放程度仅仅可能从整体上提升一个地区的科技创新能力。而发明专利更能反映一个地区核心创新能力，寄希望于外部是难以提升的。西段地区由于经济发展水平落后于东、中段，其本身科技创新水平不高，当前还处于引进、模仿、消化、吸收创新阶段，科技创新内生动力不足，需要借助外部力量促进科技创新能力的提升。虽然核心创新能力依赖于自身综合实力的提升，但核心创新能力以基础性创新能力提升为前提，因此在西段地区基础创新能力还未达到相应水平时，扩大开放程度不仅有利于基础创新能力提升，也会通过基础创新能力提升作用于核心创新能力提升。不过从西段地区方程1 和方程2 对比看，发明专利授权量系数不仅低于专利授权量系数，显著性也仅达10%水平。这也再次印证了开放程度对经济欠发达地区基础科技创新能力提升有显著正向促进作用，而对经济发展水平高的地区的核心科技创新能力提升无显著正向促进作用。

（2）外商直接投资系数在东段地区为负值，且达1%显著水平。在中段地区一正一负，但都未达统计显著性要求。在西段地区皆为正数，且分别达1%、5%显著水平。刘建丽认为外商直接投资是以要素驱动为主要发展方式经济体的主要创新源，外资利用质量的提升可以促进地区科技创新能力提升。长江经济带东、中、西段发展差异较大，当前东段地区已率先由要素驱动型向创新驱动型转变。因此，外商直接投资不仅不能促进东段地区科技创新能力的提升，还会因市场占有率的提高而压缩本土科技创新能力的提升。中段地区已处于要素驱动向创新驱动转变的过渡阶段，因此外商直接投资与科技创新能力提升无显著相关关系。而西段地区由于发展起步晚于东、中段地区，目前要素驱动作用依然显著，因此外商直接投资增加有利于地区科技创新能力提升。

（3）高等教育系数在东、中、西段皆为正数，且均达1%或10%显著性水平，这与表2 长江经济带回归结果一致，既符合经验判断也契合理论分析，在此不再赘述。

（4）政府介入经济程度系数在东段地区一正一负，但都未达显著性要求。在中段地区均为正，但也未达显著性要求。在西段地区皆为正，且均达5%或10%显著性要求。差异的解释是政府和市场都是一个地区经济社会发展不可或缺的力量，但随着地区市场经济的成熟，应让市场机制发挥决定性作用，同时更好地发挥政府作用。东段地区由于经济发展水平较高，市场经济发展更为成熟，其科技创新更多依赖于市场机制作用，而政府主要是发挥服务作用。相应地，政府直接干预越少，越能促进东段地区科技创新能力的提升。中段地区政府介入程度虽然都为正数，但均未达显著性要求。这说明中段地区科技创新也已向市场机制起决定性作用转变，但依然离不开政府的适度介入。西段地区由于市场机制成熟度相对不高，还在一定程度上依赖政府在科技创新中的介入，政府适度的干预反而能促进地区科技创新能力提升。

（5）投资增长速度系数在东、中、西段皆为负数，这与表2 中长江经济带回归结果一致，原因参照上文阐述，在此不再赘述。

四、结论与建议

在全球新一轮科技革命和产业变革背景下，以“科技创新”为核心的创新驱动发展和产业转型升级成为我国经济社会高质量发展的战略抉择。科技创新能促进产业升级，产业升级能否促进科技创新，进而实现两者协同并进，这成为建设创新型国家的核心问题。基于此，本文以长江经济带2011—2020 年面板数据为例，实证分析产业升级对科技创新的作用。具体结论与建议如下：

（一）产业升级对科技创新能力提升有显著正向促进作用

伴随着经济发展水平的提高和工业化发展阶段的演进，产业升级对科技创新的正向促进效应会呈现第二产业作用程度高于第三产业向第三产业作用程度高于第二产业的转变。并且当宏观的第二、三产业占比达到一定数值后，产业内部价值链的提升更能促进科技创新能力的提升。因此，长江经济带一要加快产业转型升级，促进科技创新能力的提升。二要注重地区发展差异，因地制宜选择区域产业升级促进科技创新能力提升的路径。具体而言，长江经济带东段地区不仅要继续促进宏观产业结构优化升级，而且要促进产业内部价值链提升，重点发展科技含量高、前景广阔的战略性新兴产业，如生物医药、人工智能、新能源、高端装备制造等，积极促进产业向全球价值链中高端迈进，以更好地发挥产业升级对科技创新的正向促进作用。中、西段地区由于向第二产业升级带动科技创新能力提升效应高于第三产业，因此要注重协调处理好二三产业升级的关系。在继续保持第二产业升级的同时，有计划、有步骤地开发第三产业升级的潜力。同时，积极承接东段地区发展前景好、具有一定科技含量的产业转移，并抓住国家发展战略性新兴产业的机遇，结合自身区位优势，发展先进结构材料、轨道交通、智能制造等战略性新兴产业。

（二）科技创新能力的提升不仅受到产业升级拉动效应的影响，还受到其他因素的影响

长江经济带在实施创新驱动型产业升级战略的过程中，形成产业升级与科技创新良性循环、互促发展的同时，也要注重其它因素的正向作用，以更好地发挥综合促进效应。具体而言，长江经济带应大力发展教育，提高人力资本水平。坚持科教兴国、人才强国战略，推动区域科技创新能力整体提升。转变经济发展方式，从依靠要素和投资驱动向依靠创新驱动转变。同时要兼顾区域差异，采取差异化政策。对于东段地区，要提高对外开放质量，促进企业早日迈进全球价值链中高端；引进具有高技术含量的外资，发挥外资的正向促进效应；坚持市场化改革，提高政府服务水平。对于中、西段地区，要继续扩大开放范围，提高开放水平，注重外资引进量与质并重，实现外部知识、技术溢出效应和内部自身努力相结合，协同推进科技创新能力提升。政府在适度介入经济的同时，要注重加快政府转变职能，提高服务水平。要引导地区通过法律、法规等完善市场经济体制，让市场机制发挥决定性作用。