自动驾驶技术、国际贸易与FDI检验

□文/张婉婷

（上海大学 上海）

［提要］本文利用理论分析，检验一项仍处于初级发展阶段的冲击性技术——自动驾驶技术为国际贸易和外国直接投资带来的可能影响。首先讨论技术革新对贸易的作用机制，而后用产品生命周期理论建立理论模型，分析认为全球汽车行业中自动驾驶技术在一国的最终普及会削弱汽车零部件行业的国际贸易和FDI模式，进而威胁到出口导向型低收入国家未来的工业化战略。

一、引言

自动驾驶技术，又称无人驾驶技术，它突破了传统燃料汽车对驾驶员人为操控的需求，由此带来的新技术正在逐渐改变汽车行业的生产和贸易模式。尽管世界上对自动驾驶技术的最早研发起步也仅仅是在十余年前，但乘着人工智能发展的东风，这项技术发展得相当迅速。基于自动驾驶技术“智能移动终端”的落地应用模式，传统汽油燃料汽车已经难以完成将自动驾驶所需的动力驱动系统网络和车载设备集成于车辆的自动化控制系统和管理系统从而实现数字化控制车辆这一任务。相比之下，以电能为能源供给模式的电动汽车（新能源汽车）是自动驾驶技术落地商用的最佳载体。

目前，关于自动驾驶技术与贸易和FDI的相关文献研究并不多，暂未形成成熟的管理和完善体系，大多从终端应用角度分析自动驾驶技术是否为车企和大众所接受，且大多以研究报告形式仅从定性角度进行简要评述，而关于自动驾驶技术在贸易流动和对外投资的理论分析和定量实证较少。Yantao Huang、Kara M.Kockelman（2019）应用嵌套Logit模型的实证研究表明，自动驾驶（卡车）的普及会对美国公路和铁路的贸易模式带来改变，因为自动驾驶技术减少了运输成本，假设卡车运输成本降低25%（每交付吨公里），以吨英里为单位的卡车流量值预计将上升11%，而铁路流量值则下降4.8%。

相比而言，一项新技术的落地应用是检验市场反馈的最直接手段，其深层次的机制分析和趋势走向通常建立在实践结果的基础上。随着这项技术的蒸蒸日上，更多的实际数据可以为行业研究提供更加详实的分析和更有说服力的预测。

二、技术影响贸易的作用机制

生产技术的改进和发展会提高贸易产品的竞争优势，改进国际贸易产品结构，进而直接影响国际贸易。对于自动驾驶这一领域，新的制造技术使一些传统汽车零部件的生产和制造退出历史舞台，具有更高技术要求、更高附加值的新零件取而代之，从而改变了汽车行业的国际贸易产品结构，提升了贸易竞争力。此外，产品结构的改变也会冲击该部件上下游的供应链和价值链，影响这一链条上的原料供应、生产、装配等等，甚至最终波及到劳动力市场。自动驾驶技术预计会从以下几个方面改变汽车行业的生产和贸易过程：

（一）电动汽车所需零部件更少。传统的汽车由30，000多个零件组成，而电动汽车只需要10，000多个零件，这会从根本上带来汽车零件行业贸易量的大幅减少。亚洲市场是各大汽车零部件跨国公司竞争的焦点，中国是其中的主要参与者，电动汽车在亚洲国家的发展无疑会给汽车零件行业带来较大的需求冲击。

（二）电动汽车具有较为简单的车辆结构。这意味着电动汽车的装配和维护会变得更加容易，汽车制造业的准入门槛大幅降低，电动汽车的现存和潜在从业者可以不需要很多的技术和资本积累即可建厂生产，并借由其地理优势满足本地市场的电动汽车需求量，电动汽车的跨国贸易需求也就会随之减少。

三、理论模型

汽车零部件行业与汽车整车制造行业分属于一条供应链的上下端，两个行业之间密不可分。按照生命周期理论，从自动驾驶技术的引进、接纳、替代三个阶段入手，从理论模型角度分析自动驾驶技术对一国汽车零部件行业贸易和FDI的影响。

（一）技术引入。为探讨自动驾驶技术对汽车整车制造和汽车零部件行业国际贸易和FDI的潜在影响，我们将自动驾驶技术引入到由Helpman和Melitz在2004年提出的新贸易理论模型。该模型中包含了企业的异质性，而汽车零部件行业的产品范围较广，产品种类可满足模型中对不同部门生产异质性产品的需求。

设世界上有N个国家的H+1个部门。此处将模型中唯一的自变量生产率θ（i）定义为在国家i生产一单位产品所需的劳动力数量ai，即θ（i）=1/ai。每个部门生产同质产品，不同部门之间生产差异化产品，产品产出只需单一的劳动投入，引入可累积物质资本作为另一种生产要素意味着向长期稳定状态的过渡阶段，此处简化起见暂不引入。国家i的工资率为wi。设生产一单位产品所需劳动力数量为ai，单位劳动力的工资率为wi且产品为单一劳动投入，即单位产品成本为aiwi。根据Dixit和Stiglitz（1977）、Melitz（2003）的研究结果，企业的利润最大化定价策略是在边际成本基础上加价（1-α）%，也即单位产品的最终售价为：

国内销售的交易成本可以忽略不计，由国家i到国家j对外出口的运输成本为τij，其中τij>1。所以，国内市场生产的固定成本为cfD，对外出口产品市场的生产固定成本为cfX，FDI的固定投资成本为cfI。根据Helpman et al（2004），各成本之间满足：

本文中对外出口和FDI可通过两种技术表现，即传统燃油汽车零件制造技术和自动驾驶所需的电动汽车零件制造技术。因此，对外出口和FDI都可以以两种不同的形式出现，如表1所示。（表1）

综合引入在本国建立利用了自动驾驶技术的公司的固定成本cfXE和在外国投资建设利用了自动驾驶技术的公司的FDI成本cfIE。设利用对外FDI的成本最大，对外出口次之，在国内生产并销售的固定成本最小，得如下固定成本不等式：

上述不等式满足式（2）、式（3）。

然而，林运娘家属却坚持其对林场划为公益林的情况事先并不知情。苏碧辉解释道，由于政府鼓励造林，承包山地还能领到一定的补助，所以当时大家积极性都很高。除伯公科这一片林地外，他们还开垦了另外几块林地。前些年虽然的确领到过公益林的补偿金，但一直以为是另外一片松树林的，因为在经营伯公科经济林的20多年间，其从未听说过这片山林变更为了生态林，也没有收到政府下发的任何相关通知。

消费端的模型设定如下：令消费者的消费偏好满足CES效用函数，该函数拥有不变的替代弹性。根据Helpman（2006），每个品种的产品需求函数为：

xi为商品i的需求量，pi是商品市场售价，Ai为模型外生变量，表示由家庭收入决定的每个家庭的商品需求水平。

自动驾驶是一种可以显著降低汽车生产成本的生产技术。新型电动汽车所需的零件数量约为传统燃油汽车零件的1/3，且单位成本无明显上升。我们通过假设生产每辆汽车的生产率提高了ξ，用于模拟拥有自动驾驶技术的汽车相对于传统燃油汽车的优势，代表了自动驾驶技术带来的生产效率的提高，降低了汽车生产成本。

结合产品售价式（1）、商品需求式（4）并减去每种模式的固定成本并代入整理，使用传统技术在本国生产并销售的利润πD、使用传统技术对外出口产生的利润πX、使用自动驾驶技术生产产品对外出口产生的利润πXE，用传统技术FDI产生的利润πI、使用自动驾驶技术FDI产生的利润πIE的表达式如下：

其中，Bi为需求常数，且有

图1 自动驾驶技术对FDI和贸易的影响（技术引入阶段）图

πD线和πI线的斜率相同，因为在国外的直接投资只是在另一个经济体中复现了与国内相同的传统汽车零部件制造技术。而πX线的斜率低于πD，因为运输成本降低了每单位运输的利润。右边红线代表通过自动驾驶技术进行FDI带来的利润πIE，这种模式具有最高的固定成本。而使用自动驾驶技术对外出口产品的利润πXE曲线，其斜率高于πD但低于πXE曲线，这是因为使用传统驾驶技术对外出口的利润获取能力足以覆盖其运输成本，每单位运输可以比国内生产销售获取更高利润，但与使用自动驾驶技术在国外直接投资建厂相比确实存在运输成本使其单位利润低于FDI的利润。综上，在这项技术刚刚引入到一个国家时，只有最具生产力的公司选择使用自动驾驶技术在国外建立子公司，生产能力略低于对外FDI的水平但高于的国内生产率时，企业会选择使用自动驾驶技术生产并对外出口。

（二）技术接纳。在技术接纳阶段，假设技术进步不仅在生产过程中提高了生产效率，更降低了自动驾驶技术的固定成本。图2中描述了这种情况（接纳阶段），其中cfXE和cfIE都被减少，使用自动驾驶技术对外出口和使用自动驾驶技术的对外直接投资的利润曲线红线均上移。一方面固定成本降低使得使用自动驾驶技术对外出口替代本国生产的生产率水平θXE下降，使用传统技术在本国生产被进一步地替代了；另一方面依赖传统技术的对外直接投资逐渐被依赖自动驾驶技术的外国直接投资所取代，取代临界值的生产率水平下降至θIE。在这种情况下，国际贸易仍然不受自动驾驶技术进一步普及的影响。原因在于，自动驾驶技术的高生产效率所节约的可变成本足以与传统技术下的对外直接投资竞争，后者的固定成本大于出口的固定成本，但其所节省的可变成本仍然不足以与那些只面临较低固定出口成本的公司竞争。（图2）

图2 自动驾驶技术对FDI和贸易的影响（技术接纳阶段）图

在这一阶段，汽车零部件市场的供给与需求都发生了变化。一方面厂商不再被使用自动驾驶技术所需的高生产率水平所限制，使用这项技术在本国生产并出口或是在国外投资建厂都变得更加容易；另一方面汽车零部件市场上的供给水平有上升动机，但市场的需求量却减少。

（三）技术普及及应用阶段。在技术普及和应用阶段，更加成熟而完备的技术研发进一步降低了自动驾驶技术的应用成本，自动驾驶技术的可变成本节省足以使这些公司开始与出口商竞争。在高于θXE的生产率水平下，一国选择用自动驾驶技术生产零部件并出口，这个阶段的θXE比初入阶段的θXE减少很多；又因为θIE<θI，所有的FDI都基于自动驾驶技术，固定成本的进一步削减将逐步取代本国生产的国际贸易；后期当自动驾驶技术已经在一国被广泛使用时，在本国生产的国际贸易逐渐被完全取代。（图3）

图3 自动驾驶技术对FDI和贸易的影响（技术普及及应用阶段）图

四、特征化事实

1885年，德国人卡尔·本兹制成了世界上第一辆汽车，极大地改变了工业生产的形式，带领全人类走向了汽车时代。虽然汽车工业的发展至今已逾百年，但自动驾驶技术却是一项非常年轻的技术。

自动驾驶技术的兴起可从专利申请数据中可见一斑。根据欧洲专利局数据库提供的世界上90余个国家或地区的专利申请数据可知，涉及自动驾驶技术的专利正如雨后春笋般问世，飞速地推动着这一领域的进步。截至2021年6月23日，以“Autonomous Driving”为搜索关键词，可从Espacenet官网上查询到约2，244项已经批准落地的专利，只有前500条开放下载。在这500项最新问世的专利中，百度独占84项，占16.8%，是第二名丰田专利数目的两倍多，凸显了百度这样一个互联网巨头将商业触角伸向自动驾驶领域的强大实力和野心。自动驾驶领域并非仅为传统车企的转型舞台，也是许多科技巨头谋求转型合作的一片新领地。除了一些老牌车企如丰田、韩国现代等正积极投身于转型技术研发获得了一定数量的专利外，一些老牌科技巨头如LG、INTEL、IBM也与传统车企达成了研发合作，大力推动汽车行业的数字化。一些自动驾驶领域的初创企业也势头颇猛，STRADVISION INC、PLUSAI CORP分别拥有24个、10个专利。

而将专利数据按照国别划分可发现，韩国和美国所申请获得的专利数量占有绝对优势，分别为176个和103个；中国和日本位居其后，各拥有40余个专利。四国累计拥有专利量占最近申请获得专利量的72.8%。韩国的汽车产业起步于20世纪50年代，以坚持独立自主研发为导向，其全球市场销量在2014年达到顶峰，时至今日韩国的汽车工业发展在全球范围内依然处于领先位置。根据Markline统计的2017年汽车生产量排名，现代起亚汽车集团位列世界第五大汽车制造商。美国是全球最庞大的单一汽车市场，也是全球汽车工业的最早发源地，具有雄厚的汽车工业基础。中国的汽车工业基础起步较晚、发展较为缓慢，早期依赖外来技术得以发展民族汽车工业，但在技术革新上仍比不上美、日、韩等发达国家。世界各国在自动驾驶领域的专利申请数据，一定程度上反映了各国对于自动驾驶技术的利好前景和技术攻坚的积极态度。

下面我们再以汽车零部件贸易数据为窗口观察自动驾驶技术的兴起趋势。以HS编码为8708（Motor vehicles；parts and accessories）为统计变量，我们统计了近30年来汽车零部件行业的出口贸易额趋势。2004年之前，美国是世界上汽车零部件出口价值最高的国家，但在2004年后却被德国大幅超越，德国一跃成为世界上汽车零部件行业出口价值最高的国家，直至今日。中国在这一行业的爆炸式发展则以2010年为转折点，2010年前中国的出口贸易额虽然逐年上升，但位于五国之末，2010年后出口贸易价值超过了法国并继续稳步上扬，预计甚至可能很快会超越日本。亚洲虽然是汽车零部件的主要世界市场，但大多扮演着低端制造的角色，从中获得的贸易附加值并不大。如若自动驾驶技术在亚洲市场得以率先开拓并落地应用，势必会对全球汽车零部件行业乃至汽车行业的贸易模式带来非常大的改变。正如上文分析，当自动驾驶技术被彻底引入到一个国家和地区时，它带来的汽车装配行业门槛降低会使得FDI减少，更加倾向于本国生产，这从根本上减少了跨国贸易。

自动驾驶技术将首先在高收入和高运输成本的国家引入，使新技术取代更传统的生产技术。理论模型模拟结果表明，GDP较高、运输成本较高的国家确实在进、出口更多的电动汽车，地理距离是贸易往来的最大阻碍。而更多的假设则只能依靠案例分析和未来的行业发展得出答案。自动驾驶技术有许多值得深挖的研究方向，如分析自动驾驶技术与劳动力市场之间的关系，以及对工资不平等的影响。自动驾驶技术的普及会带来汽车零部件贸易量的减少，这会减少对低端装配劳动力的需求，从而加剧工资不平等。