R&D投入強度的演變規律及預測研究

許大英，田曉琴

（貴州省科學技術情報研究所，貴州貴陽 550004）

隨著自然資源日趨枯竭，資本和勞動等生產要素投入的邊際報酬逐步遞減，我國經濟已由過去拼資源、拼資本、拼勞動力為主的要素驅動，轉向拼創新、拼科技、拼人才為主的創新驅動。創新驅動成為國家命運所系、世界大勢所趨、發展形勢所迫，為此，黨中央、國務院明確提出到2020年使我國進入創新型國家行列，到2030年使我國進入創新型國家前列，到新中國成立100年時使我國成為世界科技強國。創新型國家建設既是推動經濟發展在新常態下順利跨越轉變發展方式、優化經濟結構、轉換增長動力關口的戰略舉措,也是全面建設社會主義現代化國家的重要內容、戰略支撐。R&D投入強度作為衡量創新型國家建設的一項核心指標，隨著工業化進程的發展，呈現出一定的演變規律，科學合理地分析R&D投入強度的演變態勢，預測發展趨勢，對預判2030年我國創新型國家建設程度和水平具有重要的借鑒意義。

1 國際R&D投入強度的一般演變規律

根據美國經濟學家H·錢納里對工業化進程的劃分，結合相關文獻［1-3］對部分發達國家研發投入強度和經濟發展階段的研究表明，在國民經濟和社會發展正常運行的情況下，隨著國家工業化進程的推進，R&D投入強度的發展軌跡呈現出一條S型曲線，亦稱邏輯斯蒂曲線：按2000年美元匯率計算，當人均GDP在1 240～2 480美元時，該經濟體處于工業化發展的初級階段，研發投入強度處于緩慢增長階段，一般不超過1%；當人均GDP在2 480～4 960美元時，該經濟體處于工業化中級階段，研發投入強度處于快速增長階段，一般約為1%～2.15%；當人均GDP在4 960～9 300美元時，該經濟體處于工業化高級階段，研發投入強度將保持緩慢或波動式增長，一般大于2.15%；當人均GDP超過9 300美元時，該經濟體則進入發達經濟發展階段。從總的趨勢看，第一個拐點大約是R&D強度為1%,第二個拐點大約為2.15%，因此，可以把R&D投入強度變化的總過程大致劃分為3個階段，即緩慢增長階段、快速增長階段、緩慢或波動增長階段（見圖1）。

圖1 部分發達國家研發投入強度演變規律

R&D投入強度的S形增長曲線，也被稱為“國際R&D強度增長一般規律”，是技術進步與經濟增長規律相互作用的結果。偏離這個規律，R&D投入過高，超出國民經濟增長的承受能力，將會導致研發活動不可維系；R&D投入過低，不能有力支撐經濟發展對技術進步的要求，將會導致產業競爭力下降［4］。

有學者擬合出中國R&D投入強度的邏輯斯蒂曲線拐點為1.5%，位于轉折點 1.0%～2.5%之間，認為符合國際R&D強度增長一般規律，R&D強度處于快速增長階段，未來將較快達到3%［5］。

2 我國各省（市）工業化程度與R&D投入強度分析

各?。ㄊ校┰谕七M經濟高質量發展的大潮中，逐步形成了“中心引領”“縱橫帶動”“多點支撐”的多層次區域創新格局，工業化進程和R&D投入強度水平也呈現出不同特征。

首先，將全國31個地區（不包括港澳臺，下同）2018年生產總值換算成2000年可比價GDP，再根據2000年年末常住人口計算出2000年可比價的人均GDP，并換算成以2000年美元為基的人均GDP（見表1）。

表1 全國31個地區2018年以2000年匯率換算的人均GDP

表1（續）

其次，根據H·錢納里對工業化進程的劃分標準，考察表1中全國31個地區2000年可比價人均GDP對應的工業化進程。

最后，根據31個地區目前工業化水平，對比2018年的R&D投入強度，分析每個地區R&D投入強度是否達到相應水平（見表2）。

表2 全國31個地區2018年R&D投入強度與工業化程度對應情況

由此可見，我國處于發達經濟發展階段的?。▍^、市）共有8個，除福建外，其余?。▍^、市）R&D投入強度均達到或超過2.15%；處于工業化高級階段的地區共有22個，但R&D投入強度超過2.15%的地區僅有2個、1%～2.15%有11個、低于1%有9個；處于工業化中級階段的地區共有1個，即甘肅省，其R&D投入強度超過1%。說明我國基本進入工業化高級階段，但有2/3的地區研發投入強度滯后于當前工業化程度，R&D投入強度未達到相應水平，嚴重偏離了研發投入強度的演變規律。

3 各地區R&D投入強度的變化態勢

根據我國31個?。▍^、市）2006—2018年R&D投入強度呈現出的變化態勢，可將31個?。▍^、市）分成四類。

3.1 R&D投入強度低于1%的地區

2006—2018年R&D投入強度始終低于1%的地區有7個，分別是內蒙古、廣西、海南、貴州、西藏、青海和新疆，主要集中在西部地區。2006—2018年這7個地區中，平均增幅為0.24個百分點，增幅最高達0.41個百分點（內蒙古），最低為0.08個百分點（青海和西藏）；平均增速為4.73%，增速最高達8.96%（海南），最低為1.20%（青海）。（見圖2）

圖2 R&D投入強度長期低于1%的地區

由此可見，這7個地區R&D投入強度處于緩慢增長階段，符合“國際R&D強度增長一般規律”，說明R&D投入強度從無到有直至增長到1%時是一個較為漫長的過程。

從工業化進程的角度看，這些地區均處于工業化高級發展階段，但R&D投入強度投入低于1%，滯后于當前工業化程度，不能有力支撐經濟社會發展對技術進步的要求，必然導致產業競爭力的下降。

3.2 R&D投入強度超過1%低于2.15%的地區

2006—2018年R&D投入強度超過1% 低于2.15%的地區有12個，分別是福建、山東、江西、湖北、湖南、河南、安徽、河北、四川、重慶、云南和寧夏。由圖3可見，這12個地區2006—2018年R&D投入強度總體呈上升趨勢，但非均衡非線性增長，說明不同階段增速不一致。

圖3 R&D投入強度高于1%低于2.15%的地區

以12個地區R&D投入強度首次出現1%的時間節點為拐點，到達拐點之前的階段，8個地區（山東、湖北、四川、重慶2006年R&D投入強度已經超過1%）的平均增幅為0.33個百分點，平均增速為7.74%；到達拐點之后的階段，11個地區（云南2018年R&D投入強度才超過1%）的平均增幅為0.65個百分點，平均增速為6.25%。說明R&D投入強度超過1%之后增幅有了較大提升，但增速反而下降，并沒有進入快速增長階段。（見表3）

表3 12個地區R&D投入強度在1%拐點前后的增幅和增速對比

表3（續）

從每個地區的具體情況看，福建、湖南和安徽R&D投入強度的增幅在拐點后有較大提升，但增速略有下降；江西和寧夏的增速在拐點后增長較快，但增幅變化不明顯；河南在拐點后增幅和增速均出現下降；河北在拐點前后的增速和增速趨同；山東、湖北、重慶和四川在拐點后的增幅均在1.1個百分點以內，增速不超過7%。說明這些地區R&D投入強度超過1%之后，并沒有進入快速增長的階段，不符合“國際R&D強度增長一般規律”。

從工業化進程的角度看，10個地區處于工業化高級發展階段，2個地區處于發達經濟發展階段，但R&D投入強度投入均低于2.15%，滯后于當前工業化程度，不能有力支撐經濟社會發展對技術進步的要求。

3.3 R&D投入強度超過2.15%的地區

2006—2018年R&D投入強度超過2.15%的地區有6個，分別是北京、上海、天津、江蘇、廣東、浙江，主要集中在東部地區。由圖4可見，除天津出現下滑外，其余地區曲線平緩上升，說明R&D投入強度進入緩慢增長或穩定增長階段。

圖4 R&D投入強度超過2.15%的地區

根據R&D投入強度歷程變化和發展趨勢，以每個?。▍^、市）首次出現2.15%的時間節點為拐點。（見表4）

表4 6個地區R&D投入強度在2.15%拐點前后的增幅和增速對比

從每個地區的具體情況看，北京市2006—2018年R&D投入強度在5%～6%之間徘徊，平均增速為0.96%，呈現出緩慢增長的趨勢，進入穩定增長階段；上海、浙江、江蘇和廣東平均增速均大于3%，呈現出中速增長趨勢，但江蘇、浙江和廣東R&D投入強度的增幅、增速在拐點后均出現下降，尤其是增速下降明顯，說明這些地區R&D投入強度超過2.15%之后，由快速增長階段進入中低速增長階段；天津在拐點后的增幅不足0.5個百分點以下，增速不超過2%，在后期甚至出現略微下降，說明天津R&D投入強度在2.15%之后，進入緩慢增長階段。

從工業化進程的角度看，6個地區均處于發達經濟發展階段，R&D投入強度均高于2.15%，符合“國際R&D強度增長一般規律”，科技與經濟已經進入協調發展階段。說明R&D投入強度有理論增長界限，一定的經濟體不可能支撐無限量的科技發展，達到極值后R&D投入強度趨于穩定。

3.4 波動較大的地區

由圖5可見，陜西、山西、遼寧、吉林、黑龍江和甘肅6個地區2006—2018年R&D投入強度波動較大，主要集中在東北和西部地區。山西、吉林R&D強度達到1%后，未能進入快速增長階段，長期在1%左右徘徊；甘肅、遼寧和黑龍江R&D強度雖然超過1%，也未能進入快速增長階段，在1%～2%之間不斷波動；陜西作為科研強省，2006年R&D強度就超過2.15%，但未能進入穩定增長階段，長期在2%左右波動，2018年甚至低于2006年的水平，出現下滑的還有黑龍江和吉林。

圖5 R&D投入強度波動較大的地區

從工業化進程的角度看，除甘肅外其余5個地區均處于工業化高級發展階段，但R&D投入強度沒有達到相應水平，這是因為這些地區沒有擺脫原有重型工業化路徑依賴，科技創新與產業發展融合度不夠，企業對技術創新的重要性認識不足、高校的研究成果產業化水平較低、科研機構不重視產業技術研究、開放型經濟水平低等，導致這些地區R&D投入強度不斷波動，達到1%后未能順利進入快速增長階段，甚至呈階梯式下行，因此必須要解決體制機制僵化和結構性矛盾，營造企業為主體的政務環境，激發市場活力。

4 各地區R&D投入強度預測

4.1 預測方法

指標預測方法主要有德爾菲法、回歸分析法、趨勢外推法、移動平滑法、平穩時間序列預測法、灰色預測法、景氣預測法等。根據我國31個地區2006—2018年R&D投入強度非線性變化的歷史曲線，綜合考慮是否預先估計參數、簡化運算等各方面因素，采用趨勢外推法進行預測。

趨勢外推法又稱為趨勢延伸法，該方法首先由R.賴恩（Rhyne）用于科技預測，是中長期預測中常用的一種方法。在對研究對象過去和現在的發展作了全面分析之后，利用某種模型描述某一參數的變化規律，然后以此規律進行外推。本文利用各地區R&D投入強度的演變規律作為預測依據，把未來視為“過去歷史的延伸”，運用多項式、指數、冪等方法對此前R&D投入強度進行非線性擬合，建立擬合方程，預測未來發展趨勢。

4.2 預測步驟

（1）確定預測目標。預測未來10年我國31個地區的R&D投入強度。

（2）整理數據。收集、整理2006—2018年我國31個地區R&D投入強度的數據。

（3）建立預測模型。在散點圖上繪制31個地區2006年—2018年R&D投入強度的歷史數據，根據數據變化趨勢，分別運用多項式、指數、冪等方法進行R&D投入強度-時間非線性擬合，建立預測模型，選擇R2最大的模型呈現。

（4）計算預測值。根據預測模型確定函數式，并將x的值代入函數式，得出y值為對應年份R&D投入強度的測算值。

例如：根據河北省2006—2018年R&D投入強度的數據擬合出圖6中的趨勢線，該曲線為指數函數曲線，擬合優度為R2=0.979 1。

圖6 河北省R&D投入強度趨勢線

根據函數式y=0.577e0.066x，式中x取值與年份對應，即2006年時x=1,2007年時x=2……,當2029年時x=24，2030年時x=25，將x的值代入函數式，得出相應年份R&D投入強度的預測值。同時通過對整體數據的閾值分析，部分地區前后回歸系數呈現出不同的情況，提示這些地區的數據呈現分段效應，應該用分段函數表示。

4.3 預測結果

根據上述方法，得到31個地區2030年的預測值（見表5）。

表5 31個地區2030年R&D投入強度的預測值

由表5可見，預計2030年全國R&D投入強度低于1%的地區有2個，分別是新疆和西藏；1%～2.15%之間的地區有11個；超過2.15%的地區有18個，其中達到2.8%的地區有13個。

5 結論

衡量創新型國家的定量指標有四項，其中第一項就是“創新投入高，國家的研發投入即R&D（研究與開發）支出占GDP的比例一般在2%以上”，我國在《國家創新驅動發展戰略綱要》中明確提出“2030年躋身創新型國家前列，研究與試驗發展（R&D）經費支出占國內生產總值比重達到2.8%”，將其作為一項戰略目標。當前時期，中國創新型國家建設已進入決勝階段。研究結果表明，如果我們繼續保持戰略定力，充分發揮科技創新和體制機制改革“雙輪驅動”效應，強化國家戰略科技力量，加快提升創新成果質量和創新效率，推動我國科技創新向高質量發展轉變，繼續加大研發經費投入，預計2030年有13個地區R&D投入強度將超過2.8%，可以更好地支撐和服務創新型國家和世界科技強國建設。