研發投入結構對高質量創新的影響
——兼論有為政府和有效市場的協同效應

趙玉林，劉 超，谷軍健

(1.武漢理工大學經濟學院，湖北 武漢 430070；2.湖北省科技創新與經濟發展研究中心，湖北 武漢 430070；3.清華大學五道口金融學院，北京 100083)

0 引言

中國經濟要進入創新驅動的高質量發展階段，迫切需要創新戰略從模仿性和追趕式的數量型創新轉向高質量創新。2018年研發經費支出已達到19657億元，研發強度為2.18%，2019年中國創新指數升至全球第14位，是唯一進入前20的中等收入經濟體。但值得注意的是，中國與美國TFP仍有較大差距，2014年制造業和高技術產業TFP僅為美國的39.89%和37.6%[1]。從研發投入結構視角看，中國基礎研究經費在2018年投入為1118億元，分別占研發經費總支出和國內生產總值的5.7%和0.1%，而與發達國家這兩項占比15%和0.4%相比較，仍然存在較大差距。

基礎研究是科學理論和知識的源頭，當與技術前沿國的差距越小時，如果在基礎研究上沒有重大進展，創新就難以突破[2]。實現高質量發展的前提是實現高質量創新，中國研發經費投入位居世界第二，但研發資源配置效率還有待提高，特別是研發結構存在 “重試驗發展、輕應用基礎”的問題。自 “中美貿易戰”以來，華為、中興等本土企業在核心技術領域屢屢受限，可以看出掌握核心技術是搶占市場的重要推動力，核心技術突破不僅是保障國家安全和增強國家競爭實力的重要基石，更是支撐引領高質量發展的源動力[3]。

那么，不同研發投入類型對高質量創新有何影響？政府和市場在研發投入結構和高質量創新的關系中扮演何種角色？對這些問題的探討，不僅有利于加快中國經濟向高質量發展階段轉變的進程，還可為創新驅動發展戰略順利實施提供政策啟示。基于此，本文在理論上探討不同研發投入對高質量創新的影響，以及政府支持和市場化在兩者關系中的調節作用，并依據中國現階段不同區域的國際 “專利合作條約” (PCT)申請數據，實證考察基礎研究、應用研究、試驗發展3類研發投入對高質量創新的影響，從而為實現高質量創新促進經濟高質量發展提供理論借鑒和政策啟示。

1 文獻綜述

中國現階段經濟轉型的關鍵是實現從要素驅動向創新驅動轉換。熊彼特指出技術創新是經濟增長的內驅力；羅默在此基礎上將知識與技術引入到經濟增長的分析范式中，提出技術進步源于知識的積累，正是通過知識積累提升了創新能力，帶來了經濟增長[4]。研發投入是國家核心競爭力的重要指標，是知識積累的主要來源，相關研究表明，加大對研發的投入有助于提高創新能力[5]。

研究與開發活動廣義上被分為基礎研究、應用研究和試驗發展。基礎研究是了解某種現象和試驗的基礎，強調對科學原理的探索，其具有公共物品屬性，成果帶有很強的外溢效應，是實現突破性創新的關鍵[6-7]，基礎研究可分為純基礎研究和戰略性基礎研究，主要追求純知識進步和為未來提供知識庫的作用[8]；應用研究是為了解決現實中的具體問題，將某種目標應用到具體產品上，基礎研究是其知識的主要來源；試驗發展則是為了改善新材料或現有材料、新產品以及系統服務性能等，利用了基礎研究和應用研究中產生的知識[9]。從研發經費投入類型角度，有學者認為基礎研究對經濟增長的作用更大[10]，也有學者認為應用研究貢獻更大[11]，還有從3種研發類型之間關系入手進行研究，發現對基礎研究和試驗發展的經費投入能夠帶動應用研究經費投入，而試驗發展經費投入卻擠占了基礎研究經費投入[12]。

創新質量是新時代研究的新課題。現有研究成果主要集中在3個方面：①關于創新質量的概念界定。創新質量最早由Haner[13]提出，他認為創新質量涉及產品服務、生產過程和企業運營3個方面，是所有創新的結果，具有特殊動態性；②關于創新質量的衡量標準。現有研究中多用專利數量和專利引用次數來衡量[14-15]；③關于高質量創新的影響因素。魏浩等[16]研究發現進口競爭有助于內資企業高質量創新產出增加，許昊等[17]則發現風險投資對高質量創新產出的提升有時滯效應。可見，現有文獻對高質量創新的概念以及衡量標準還沒有統一界定，少數研究中將發明專利視為高質量創新，并沒有給出高質量創新的定義。

通過梳理相關文獻，發現已有研究存在以下不足：①對高質量創新的內涵沒有明確界定；②研發結構對高質量創新影響的文獻缺乏，相關研究涉及研發結構對TFP的影響，但TFP只能作為高質量發展的考量指標，而且是多方面作用的結果[18]，不能代表研發投入結構對高質量創新的貢獻程度；③忽視了研發人員投入結構。基于此，通過理論分析和實證檢驗，深入揭示研發投入結構對高質量創新的作用。

本文的貢獻在于：①界定了高質量創新的內涵，拓展了創新驅動發展的相關研究；②區分了不同研發類型在高質量創新活動中的作用差異，為創新戰略由 “重應用”向 “重基礎”轉變提供依據；③探討研發投入結構與高質量創新關系中政府支持和市場化改革的作用，為地區創新驅動發展中有為政府和有效市場的作用發揮提供經驗支持。

2 理論分析與研究假設

2.1 高質量創新的內涵

按照熊彼特的觀點[19]，創新是建立一種新的生產函數，將一種從來沒有出現過的生產要素和生產條件組合引入生產系統，是研發成果首次實現商業化應用的全過程。驅動經濟高質量發展的創新也應實現從創新數量轉變為創新質量，所謂高質量創新就是關鍵核心技術實現應用并獲取高商業價值的創新。這一概念界定包含3個要點：①高質量創新是先進技術、引領技術創新，不是模仿技術、追趕技術創新；②高質量創新是產業核心技術、關鍵技術創新，不是產業邊緣技術、輔助技術創新；③高質量創新是具有應用價值且高經濟收益的創新，不是弱專利、沉睡專利創新。

專利作為研發投入的產出，在創新的衡量上被廣泛認可[20]。中國專利申請數近年來增長飛快，但專利申請數并不一定代表創新能力提升。張杰等[21]指出，政府的專利資助政策使企業申請專利的動力發生扭曲，產生很多低質量專利，而高質量專利意味著高溢出效應和運用價值[22]。近年來，PCT專利受到廣泛重視，PCT 申請具有技術含量高、申報成本高和審查程序嚴等特點[23]，專利國際化有效提升了對專利的保護，能夠達到吸引外資并刺激國內研發，增加國內福利的目的，抵消并超過專利本身帶來的福利削弱。因此，專利國際化被認為能提升社會效益[24]，PCT專利也被認為是衡量國家技術地位的重要指標，標志著一國在知識產權領域話語權，代表高質量的創新[25]。因此本文選取各省PCT專利申請數作為衡量高質量創新的指標。

2.2 研發結構對高質量創新的影響機理

(1)研發經費結構對高質量創新的影響機理。已有研究已證實[5]，研發投入是促進創新實力提升的重要因素之一。研發投入分為3類，不同類型研發投入對高質量創新的影響機理是不同的，因此深入了解不同研發類型在高質量創新過程中的作用機理，有助于提出更加針對的政策建議。

基礎研究作為知識的源頭，對高質量創新的影響主要體現在提升技術消化吸收能力和為實現突破性創新提供長期知識庫的作用，其對高質量創新的影響具有長期性和持續性的特征。首先，基礎研究作為一種準公共物品，能為應用研究和試驗發展提供知識基礎，同時對應用研究投入產生激勵效應，提升其對創新促進的閾值水平[2]；其次，基礎研究是實現突破性創新的關鍵，對基礎研究的積累能刺激產生原始創新成果，引起技術革命[26]。應用研究是將基礎研究階段的知識繼續拓展，為解決現實問題提供科學依據，具有應用性強、投資回報期較短的特點，通過對現有技術的模仿改造，能在較短的時間獲得創新成果，應用研究是成果轉化的重要階段，日、韓等國在戰后通過加大應用研究投入，實現了技術騰飛[27]。試驗發展是通過利用基礎研究和應用研究階段產生的知識，對產品進一步改進和設計使其能適應市場，其經費投入風險最小、投資回報期更短，對高質量創新的影響最為直接，但葉祥松等[28]認為該階段存在消費的國際示范效應，抑制創新產生。總體來說，應用研究和試驗發展受到基礎研究階段知識廣度和深度的限制，如果基礎研究階段投入不夠，將會抑制高質量創新產出。基于此，提出假設H1：基礎研究經費投入對高質量創新具有顯著正效應且影響最大。

(2)研發人員結構對高質量創新的影響機理。創新驅動的實質就是人才驅動，研發人員作為異質性人力資本，具有稀缺性、創造性、主導性等特征[29]，是知識創新主體和研發的技術支持人員[30]，已有研究指出發達國家能夠走在世界前列的重要原因就是最大限度地發揮人才的主觀能動性[31]，Koroglu等[32]指出高級人力資本是企業實現競爭優勢的關鍵資源，人力資本水平越高意味著學習能力越強，能有效促進創新活動。

人力資本結構的差異決定了對技術吸收和轉化能力的強弱，也導致了各國在全球價值鏈分工地位的差異[33-34]，Ha等[35]在研究中提出基礎研究應配備高技能勞動者，中等技能勞動者應從事應用研究，低技能勞動者從事開發活動，因此，要實現技術密集的自主創新活動，在基礎研究階段需匹配高技能勞動者。這是因為：①高技能勞動者有更強的知識創造能力，能夠通過不斷探索積累實現核心技術的突破；②高技能勞動者擁有更強的消化吸收能力，能夠通過對引進技術的改造，實現二次創新；③高技能勞動者有很強的外部性，通過教育培訓能夠提高中低技能勞動者的知識水平，促進高質量創新的產生。應用研究人員作為中技能勞動者，在創新過程中通過運用基礎和應用研究階段的知識，根據市場需求產生新創意，通過不斷完善使其進入生產階段[36]，應用研究人員在高質量創新過程中承擔基礎研究知識利用并傳遞到試驗發展階段的作用，既可以通過技術創新也可以模仿改造實現對高質量創新的影響。試驗發展人員的技能水平低于前兩者，主要承擔將研發成果物化成產品，同時發現問題并通過提出問題使產品不斷完善，進而為高質量創新貢獻力量，但受限于知識水平，其對高質量創新的影響很有限，劉智勇等[37]指出，低技能人力資本對技術進步的貢獻很小，甚至會有阻礙作用。基于此，提出假設H2：基礎研究人員作為高技能勞動者對高質量創新具有顯著正效應，對高質量創新的影響高于應用研究和試驗發展人員。

2.3 基于有為政府和有效市場的調節作用

基于有為政府視角。基礎研究具有資金投入多、收益期長的特點，帶有公共物品屬性且成果易被模仿，由于存在很大不確定性，導致很多科研院所、企業不愿意從事基礎研究，如果任由市場配置基礎研究資源，易造成基礎研究資源配置低效率。政府作為基礎研究投入主體要發揮作用以彌補市場運行機制不足，運用 “看得見的手”合理配置基礎研究資源，通過不斷積累促使高質量創新成果產生。應用研究和試驗發展相比基礎研究，投資少收益快，科研機構和企業更愿意將資金和人力投入到這兩者中，應用研究和試驗發展同樣面臨市場機制不健全的風險，要素市場扭曲使企業減少研發創新行為[38]，而政府調控，通過完善市場制度建設，起到規范研發要素在市場中有序流動的作用，進而提升配置效率，但葉祥松等[28]同樣認為政府支持創新的效率較低，過度干預會降低企業從事技術開發效率。基于此，提出假設H3：在政府支持下，相對于應用研究和試驗發展，基礎研究能更好發揮對高質量創新的作用。

基于有效市場視角。市場化程度較高的地區，要素市場發育程度高，從事創新活動的環境更好，要素市場能夠通過 “看不見的手”將創新要素從低效率部門配置到高效率部門，進而提升配置效率和創新績效水平，既能促進技術擴散，又能激勵企業從事研發活動[39]。從基礎研究角度看，在市場化程度較高的地區，知識產權市場建設更完善，能夠為科研機構和企業提供良好的市場環境，企業作為研發投入的主體，也更愿意將資金投入到基礎研究中，促進高質量創新成果的轉化，通過高質量創新成果帶來的高收益，進一步刺激企業加大基礎研究投入。良好的市場環境同樣能促進應用研究和試驗發展要素流動，使企業最大限度利用研發資源，為高質量創新做貢獻。基于此，提出假設H4：市場化程度較高的地區能夠促進不同類型研發要素發揮對高質量創新的積極影響，尤其是對基礎研究的作用更顯著。

3 研究設計

3.1 模型設定

根據上述理論分析，本文在實證環節中，被解釋變量高質量創新以PCT專利申請數衡量，核心解釋變量包括基礎研究、應用研究、試驗發展經費和人員投入，以此檢驗相關假設。同時，根據已有文獻，將人均GDP[2]、政府支持力度[28]、市場化水平[40]、外貿依存度和外商投資[23]作為控制變量放入模型，為了消除模型可能存在的異方差，所有變量均取對數，建立模型如下。

研發經費結構方程可表示為：

lnpctit=a0+a1lnbait+a2lnapit+a3lndeit+a4ln∑controlit+mit+eit

(1)

研發人員結構方程可表示為：

lnpctit=a0+a1lnbapit+a2lnappit+a3lndepit+a4ln∑controlit+mit+eit

(2)

式中，pct表征高質量創新指標，ba、ap、de表征基礎研究、應用研究、試驗發展經費投入，bap、app、dep為基礎研究、應用研究、試驗發展人員投入，i和t分別代表省份和時間，m代表地區效應，e為誤差項。

本文將關注在政府支持和市場化水平視角下，是否有利于不同研發類型投入對高質量創新發揮積極作用，因此在基礎模型的基礎上加入交互項，模型 (3) (4)為檢驗有為政府視角下不同研發類型對高質量創新的作用，模型 (5) (6)為檢驗有效市場視角下不同研發類型對高質量創新的作用。

lnpctit=a0+a1lnbait+a2lnapit+a3lndeit+a4lnbait×lngovit+a5lnapit×lngovit+a6lndeit×

lngovit+a7ln∑controlit+mit+eit

(3)

lnpctit=a0+a1lnbapit+a2lnappit+a3lndepit+a4lnbapit×lngovit+a5lnappit×lngovit+a6lndepit×

lngovit+a7ln∑controlit+mit+eit

(4)

lnpctit=a0+a1lnbait+a2lnapit+a3lndeit+a4lnbait×lnmarit+a5lnapit×lnmarit+a6lndeit×

lnmarit+a7ln∑controlit+mit+eit

(5)

lnpctit=a0+a1lnbapit+a2lnappit+a3lndepit+a4lnbapit×lnmarit+a5lnappit×lnmarit+a6lndepit×

lnmarit+a7ln∑controlit+mit+eit

(6)

3.2 變量衡量

被解釋變量：選取省級PCT專利申請量作為衡量高質量創新的指標。PCT國際專利代表高質量的創新成果，能帶來廣泛的社會效益[24-25]，相對常規類型專利更具說服力。隨著開放程度不斷加深，國際專利更能代表中國在國際知識產權領域的地位，也更能體現中國創新實力。

核心解釋變量：基礎研究經費、應用研究經費、試驗發展經費均運用永續盤存法計算存量，即RDSit=RDSit-1(1-δ)+RDit，基年研究經費存量計算方法為RDSi2009=RDi2009/ (gi+δ)，RDit為i省t年的研發經費投入數量，gi為研發支出增長率，δ為折舊率取20%，上述經費指標均采用朱平芳等學者提出的方法，將固定資產投資價格指數和消費價格指數加總，形成研發支出價格指數[41]，以2009年為基期做平減。

控制變量：人均GDP (rgdp)和外商投資額 (fdi)分別采用消費價格指數和固定資產投資價格指數，以2009年為基期做平減；市場化水平 (mar)參照樊綱等提出的市場化指數；政府支持力度 (gov)為研發經費投入中來源于政府的比重；外貿依存度 (tra)使用地方進出口額與生產總值的比值來表征。

3.3 數據來源

運用2009—2017年中國30個省級區域的面板數據進行實證分析。其中，PCT專利申請數據來源于國家知識產權局官網，研發投入相關數據來源于 《中國科技統計年鑒》，人均GDP、外商投資額、外貿依存度等數據來源于 《中國統計年鑒》，市場化指數來自 《中國分省份市場化指數報告 (2018)》。相關變量描述性統計見表1。

表1 變量描述性統計

4 實證結果分析

4.1 模型回歸結果分析

面板數據中包含了時間序列成分，為了防止 “偽回歸”對回歸結果造成干擾，首先檢驗各項指標的平穩性。結果顯示：各項指標均拒絕原假設，即可以通過回歸分析變量之間的關系。通過Hausman檢驗，選用固定效應模型對相關假設進行結果估計，見表2。

表2 研發結構回歸實證結果

模型 (1)是研發經費結構方程。回歸結果顯示，基礎研究經費通過了10%的顯著性檢驗，系數為0.276，這表明中國經過多年研發投入產生知識積累，基礎研究經費對高質量創新的作用已經顯現，應用研究經費的系數為0.343，通過了1%的顯著性檢驗，表明對應用研究的經費投入同樣能激勵高質量的創新成果產生，試驗發展經費投入作用不顯著，這可能因為試驗發展主要還是模仿國外創新成果，通過加工改造投入本國技術市場，隨著中國創新能力的提升和發達國家技術封鎖，試驗發展經費投入已經不能滿足高質量創新的需求。基于模型 (1)實證結果，進一步在模型中加入市場化指數、政府支持力度、外貿依存度、外商投資等控制變量后，基礎研究和應用研究經費投入都能顯著促進高質量創新，尤其在模型 (3)中控制了所有可能變動的因素后，基礎研究對高質量創新的影響作用最大，證實了該結果比較穩健。模型 (4)為研發人員結構方程。結果顯示，基礎研究人員和應用研究人員均能對高質量創新有顯著促進作用，試驗發展人員作用不顯著，這可能是因為基礎研究人員和應用研究人員作為技能水平較高的人力資本，其知識結構和技能水平顯著高于試驗發展人員，而基礎研究人員對高質量創新的貢獻低于應用研究人員，這與前文理論分析有偏差，這可能因為基礎研究人員作為高素質人力資本占比還較低，而且存在從事基礎研究的人員為追求利益而從事應用研究，這在一定程度上造成了基礎研究人員的流失，不可否認的是基礎研究人員對高質量創新依然發揮了作用。試驗發展人員作為低技能結構人力資本，對高質量創新的作用有限，依次加入控制變量后，模型 (5) (6)的結果依然穩健，這也證實了前文的分析。

4.2 基于有為政府和有效市場的調節作用

(1)基于有為政府調節的模型結果及分析。為進一步檢驗政府支持視角下，研發投入對高質量創新的作用，將政府與不同類型研發經費和人員投入的交互項加入模型，為了降低模型可能存在的共線性問題，采用 “去中心化”對相關變量進行的處理。主要解釋變量的回歸結果見表3。

表3 基于有為政府的實證結果

模型 (5) (7)為加入政府支持與不同類型研發投入交互項的研發經費和研發人員結構模型。結果顯示，基礎研究經費和人員與政府的交互項均通過顯著性檢驗，表明政府的支持能夠有效發揮基礎研究對高質量創新的積極影響，應用研究經費作用不顯著，應用研究人員雖通過顯著性檢驗但對高質量創新的影響低于基礎研究人員，政府支持不能為試驗發展帶來積極影響，這可能因為基礎研究作為科學的源頭，是核心技術突破的關鍵，政府作為基礎研究投入的主體，能夠通過自身力量使基礎研究資源得到合理配置，這與前文理論分析一致，應用研究和試驗發展投入相比基礎研究投入，能夠更快獲得收益，企業是投入的主體，政府過度干預可能會影響企業研發決策，抑制企業創新效率的提升，這與葉祥松等人的研究結論相一致。在模型 (6) (8)中加入控制變量后，模型結果依舊顯著，證明該結果比較穩健。

(2)基于有效市場調節的模型結果及分析。為了進一步檢驗市場化水平調節作用下研發投入對高質量創新的影響，將市場化指數與不同類型研發經費和研發人員的交互項加入模型中，同樣采取了 “去中心化”的方法，降低模型可能存在的多重共線性。主要解釋變量的實證結果見表4。

表4 基于有效市場的實證結果

模型 (9) (11)分別為加入市場化指數與不同類型研發投入交互項的研發經費結構和研發人員結構模型。結果顯示，基礎研究與市場化指數的交互項通過了顯著性檢驗，正向促進高質量創新，即市場化程度越高的地區，基礎研究投入對高質量創新的促進作用越好，這與前文分析一致。而應用研究和試驗發展的交互項對高質量創新沒有貢獻，這可能是因為市場化程度較高的地區，對于應用研究和試驗發展投入的主體企業來說會因為基礎研究周期長、投入大的特點，將研發經費投入以模仿創新為主的應用研究和試驗發展，其產出質量不能達到高質量創新的要求。加入控制變量后，模型 (10) (12)實證結果依舊顯著，證明該結果很穩健。

4.3 穩健性檢驗

由于模型可能存在內生性問題，為了使上述實證結果更穩健，運用兩步系統GMM方法對模型進行回歸，經過檢驗，模型不存在二階序列相關且工具變量選取合理。限于篇幅，僅列出主要解釋變量，結果顯示除研發經費結構中應用研究經費結果與上文有差異，其他回歸結果與上文保持一致，證明本文結果有一定穩健性。

表5 穩健性檢驗結果

5 結論與建議

中國經濟增長要找到新的增長點，實現突破，向高質量發展階段轉變，提高創新質量尤為關鍵。中國目前研發投入規模已位居世界第二，想要更有效率地利用好投入的資源，需要認識到目前研發投入的側重點，本文通過相關實證檢驗，得出以下主要結論：①不論是經費還是人員投入，基礎研究和應用研究都顯著激勵高質量創新成果產生，而試驗發展則沒有作用。②有為政府視角下，基礎研究對高質量創新的影響最顯著，應用研究和試驗發展對高質量創新作用有限。③有效市場視角下，在市場化水平較高的地區，基礎研究能顯著促進高質量創新，而應用研究和試驗發展對高質量創新沒有貢獻。

根據實證結果，提出以下政策建議：①加大基礎研究投入，發揮政府主導作用。隨著中國創新能力的提升，與發達國家差距進一步縮小，想要實現創新驅動轉型，就要改變 “重試驗發展、輕應用基礎”的觀念。實證結果顯示，基礎研究已經成為中國高質量創新的主要驅動力，而目前中國基礎研究強度僅為千分之一，與發達國家存在巨大差距。因此，中國基礎研究還有很大成長空間。政府是基礎研究投入主體，在制定相關科研激勵政策的同時，應注重發揮科研投入導向作用，加大基礎研究的投入，引領高校、科研機構、企業加大對基礎研究的投入。②加強基礎研究人才培養，完善人才引進機制。基礎研究人員已是高質量創新重要影響因素，而中國目前基礎研究人員隊伍建設相對比較薄弱。相關研究表明，人力資本的積累是實現創新的重要因素，因此，要加大對教育投入，注重人力資本存量提高，重視后備人才培養；完善人才引進機制，為相關領域高端人才提供更好政策扶持。③發揮有為政府和有效市場的協同效應。制定合理的市場法律法規，推進要素市場化進程，政府政策要以提升市場活力為主，堅持市場化與制度化并行，制定完備市場運行制度，為高質量創新提供良好制度環境；發揮市場在資源配置中的作用，促進研發要素的自由流動，提高研發要素配置效率，激發創新動力。