制造業集聚對區域創新能力的影響研究
——基于行業異質性的視角

宋帥邦

（1.深圳大學 中國經濟特區研究中心，廣東 深圳 518061；2.中共深圳市委黨校寶安分校，廣東 深圳 518100）

隨著經濟全球化和區域經濟一體化進程加快，國際專業化分工與協作、國家和地區間貿易及FDI 進一步發展，產業集聚也如火如荼。產業集聚能夠降低企業交易成本并獲得經濟外部支持，促使企業創新，提升區域競爭力。從世界經濟發展歷程來看，世界經濟的焦點轉移過程為：地中海岸—歐洲中西部—英國—美國—日韓等亞洲新興國家和地區，創新也在這條路線上轉移，說明產業集聚的地區能夠為創新帶來便利條件，使其具有創新方面的優勢。

制造業是國民經濟的主導部門，制造業發達與否是一個國家綜合國力強弱的衡量標準之一。改革開放以來，中國經濟取得的成績令世界矚目，經濟總量世界占比從1978 年的1.8%提升到2019 年的16%，居世界第二。其中，制造業增加值占同期GDP 的30%以上；在全國社會物質總產品中，制造業產品年均占比超過50%。2013 年，中國制造業產值世界占比為20.8%，成為主要的世界制造業“工廠”，“中國制造”深入人心。2019 年，中國制造業增加值達26.9 萬億元，全球占比達28.1%，連續十年蟬聯全球第一制造大國。

一、文獻綜述

最早涉及產業集聚與創新關系的是馬歇爾經典集聚理論，認為產業集聚區內企業的外溢效應對企業創新有重要推動作用。熊彼特關于創新的研究一開始就與產業集聚緊密相連。他認為，產業集聚與創新是互利的，創新來自于企業聚集時產生的競爭與合作，而非企業的孤立行為。近年來，學者們從理論和實證上對產業集聚與區域創新的關系進行了大量研究。

1.產業集聚對區域創新的影響機制研究概述

產業集聚不僅能為創新提供更加專業化的勞動力和中間投入品等創新要素，更能帶來技術和知識的溢出，為企業創造一個良好的創新環境(Duranton&Puga，2001)，同時，產業集聚能夠加劇集聚區內企業之間的競爭與交流合作，為企業搭建良好的創新平臺（王永進、張國峰，2016），從而對企業技術創新起到激勵和促進作用。國內學者通過不同的視角分析了產業集聚對區域創新產生的影響，如蔡寧、吳結兵(2005)以結構功能主義為分析框架，構建模型分析了產業集聚中學習、知識和網絡式創新能力間的互動關系。董曉芳、袁燕(2014)從生命周期角度探討了產業集聚不同周期的變化對創新的不同影響。

2.產業集聚與區域創新關系的實證研究概述

目前學術界普遍認為產業集聚能夠促進區域創新能力提升(Storper&Venables，2004)。然而，有研究表明產業集聚對區域創新的影響并非線性的，Flath(2011)以日本1961—1990 年74個行業為對象研究產業集聚與區域創新的關系，發現集聚與創新之間呈現倒“U”型關系。另外，產業集聚對區域創新的影響也隨著地區與行業的不同而不同，地區層面，中國東部地區產業集聚對區域創新的促進作用明顯高于中西部地區（趙婷婷、許夢博，2020）；行業層面，高技術產業集聚能降低技術學習成本，對技術創新起到促進作用（李駿等，2018），服務業集聚會對區域創新產生負面影響（楊坤等，2020），傳統產業如制造業集聚會促進區域創新能力的提升（張萃，2012）。最后，有研究認為產業集聚對創新的影響并不顯著（張杰等，2007），甚至當集聚的企業數量超過地區承載力時就會發生“擁擠效應”，不利于區域創新能力的提升(Bruelhart&Mathys，2008)。

從現有文獻來看，關于產業集聚與區域創新的研究較多，但既有研究主要針對特定產業，缺乏研究的代表性和成果的推廣，應用價值比較有限且缺乏現實指導意義。而文章關心的是，在中國這種影響在行業間有什么差異？不同要素密集型制造業集聚對區域創新能力的影響是否是線性的？目前中國多數地區正在從生產型區域轉向創新型區域，這些研究可為建設創新型區域及保持區域經濟穩定增長提供參考。

二、制造業集聚對區域創新能力影響的實證分析

1.模型設定

（1）基礎模型

一般來講，考察要素對經濟增長貢獻程度采用柯布－道格拉斯生產函數，對于創新的研究也可采取知識生產函數：

其中，i 為地區，t 為時間，Y 為地區經濟指標，K 為資本要素，L 為勞動要素，A 為技術水平，α 和β 為彈性系數。

影響區域創新能力的因素很多，文章在考察產業集聚對區域創新能力影響的同時，考慮了R&D 投入、經濟發展水平以及經濟開放度等變量，因此，公式(1)可以修正為：

A 為技術進步率函數。經濟地理外部性的貨幣外部性和技術外部性會影響技術進步率（章韜，2013），因此，引入技術外部性（產業集聚）和貨幣外部性（市場潛能）作為技術進步率的影響因素，并借鑒毛其淋、盛斌(2011)的思想，設定技術進步率函數A 是產業集聚(B)和市場潛能(Mp)的函數，即假定其滿足：

其中，Ai0為初始技術水平，θ 為外生技術變遷，?、ψ 為彈性系數。

因此，綜合式(2)和(3)，文章最終模型可寫為：

其中，Yit為區域創新能力，Kit為R&D 經費投入，Lit為R&D 人員投入，Bit為產業集聚度，GDPit為經濟發展水平，FDIit為外商直接投資，Mpit為市場潛能。

（2）門檻模型

胡佛認為產業集聚有一個最佳規模，當集聚未達到最佳規模時，集聚效應無法全部發揮；當集聚超過了最佳規模，則會產生擁擠，削弱集聚效應。因此，文章認為產業集聚的正外部效應和擁擠帶來的負外部效應間的制衡決定了產業集聚對區域創新能力的影響為非線性，區域創新能力不會隨著產業集聚程度的提升而提升，而是在到達一個最高點后會下降。因此產業集聚度并不是越高越好，而是要達到最佳規模以完全發揮其對區域創新能力的促進作用。

Hansen 的門檻效應模型能有效解決靜止狀態下可能出現的非線性問題。根據門檻效應模型的設立方式，文章以制造業集聚水平作為門檻變量來檢驗制造業集聚和區域創新能力之間的關系，設定門檻模型為：

其中，i 為區域，t 為年份，Y 為區域創新能力，B 為制造業集聚水平，γ 為待估計的門檻值，Z 為指示性函數，K 為研發經費，L 為研發人員，GDP 為經濟發展水平，FDI 為外商直接投資，Mp 為市場潛能，β1、β2及αj為各變量系數，εit為擾動項。

2.指標選取和變量說明

（1）被解釋變量

文章的被解釋變量為區域創新能力(Y)。區域創新能力是區域利用自身資源將知識轉化成為新產品、新工藝、新服務并實現其商業價值的能力。文章的區域創新能力選取宋帥邦(2020)對中國省級地區區域創新能力的測算數據。

（2）解釋變量

文章的核心解釋變量為產業集聚(B)。產業集聚使企業產生地理集中，對創新有很好的促進作用。文章的產業集聚采用宋帥邦(2019)的測算數據。

另外，文章的控制變量包括R&D 投入（R&D 經費投入和R&D 人員投入）、經濟發展水平、外商直接投資以及市場潛能。

第一，R&D 投入。創新活動最基礎的投入來源便是R&D投入，R&D 投入主要分為R&D 經費投入(K)和R&D 人員投入(L)兩個方面，文章選取R&D 經費內部支出表征R&D 經費投入，選取R&D 人員全時當量表征R&D 人員投入。

第二，經濟發展水平。一般來講，經濟發展水平高的地區會有相對較高的財政收入水平，在創新資源投入方面也會有較多的積累，同時，經濟發展水平高的地區會有較高的經濟開放度和人才水平，其市場競爭程度也會更為激烈，能夠創造出良好的創新環境，激勵企業創新。文章選取人均GDP 表征地區經濟發展水平。

第三，外商直接投資(FDI)。從現有研究來看，FDI 對區域創新的影響具有兩面性。一是正效應，由于知識溢出存在和地理上的臨近性，FDI 對引入地區企業會帶來技術溢出，對這些企業的創新有重要促進作用。同時，外資企業進入會強化競爭，迫使本土企業提高自身創新積極性；二是負效應，本土企業在與外資企業進行競爭，尤其是人才競爭時會處于劣勢，因此引進外資可能使本地優秀人才流入外資企業，喪失了人才這一創新基礎，本地企業的創新能力會大大受限。一般來講，FDI 的兩種效應是共存的，至于哪一種效應更強，取決于二者間的權衡。因此文章選取外商直接投資(FDI)作為區域創新能力的一個影響因素，同時，由于FDI 對創新的雙向影響，將FDI2納入控制變量。

第四，市場潛能。新經濟地理學理論認為市場潛能越大，周邊地區對本地區的市場需求越高，制造業企業容易集聚于此，就越有利于推動區域創新。文章采用“市場潛能函數”計算市場潛能，計算公式為：。其中，GDP為地區生產總值，dij為地區i 到地區j 的歐式直線距離，省級地區間距離采用省會距離來代表，dii為地區內部距離，用地區半徑的2/3 來表示，即，areai為各省級地區面積。

文章數據來源于宋帥邦(2020、2019)以及2007—2019 年《中國統計年鑒》 《中國科技統計年鑒》和各省統計年鑒。變量描述性統計見表1。

表1 變量描述性統計

3.估計結果分析

（1）制造業集聚對區域創新能力影響的基礎模型分析

通過Hausman 檢驗顯示，文章數據適合固定效應模型(FE)，因此利用固定效應模型對制造業全樣本、勞動密集型、資本密集型和技術密集型制造業集聚對區域創新能力的影響進行估計。

由表2 可見，制造業集聚全樣本、勞動密集型制造業集聚、資本密集型制造業集聚和技術密集型制造業集聚的回歸系數都為正，且都在1%顯著性水平下顯著，說明中國制造業集聚對區域創新能力有顯著正效應。在集聚區內，制造業集聚效應使各組成部分有機聯系在一起，形成一個對自身發展有利的互補性網絡，使區內黏性知識和緘默知識以該網絡為媒介進行傳播，加強了產業間的技術和知識溢出，提升了區域創新能力。分行業來看，勞動密集型制造業集聚為區域帶來了大量熟練工人與豐富的勞動經驗，這些勞動經驗會在生產中通過“干中學”與“取精去糟”提升區域勞動生產率并實現工藝創新，提升區域創新能力。資本密集型制造業集聚會加劇企業競爭，激勵企業創新，提升區域創新能力。同時，創新活動需要大量資金支持，資本密集型制造業集聚區雄厚的資本，能夠為創新活動所需的實驗設備、精密儀器和計算機投入大量資金，對創新活動中這些固定資產的投資不僅能夠提高均衡利潤流來刺激創新，更能在新技術設備的投資中獲得技術進步，從而提升生產率和區域創新效率，進而鼓勵更多的資本密集型制造業進入集聚，在循環累積作用下大大提高區域創新能力。技術密集型制造業集聚對區域創新能力的促進作用最大，說明其帶來的技術外溢對區域創新能力具有最大的推動作用。技術進步是創新最直接的推動力，技術密集型制造業集聚能夠推動企業之間進行信息交流和傳播，加速集聚區內部技術知識溢出，推動技術進步，提高區域創新能力。

表2 制造業集聚對區域創新能力影響的估計結果

在控制變量當中，R&D 投入的回歸系數為正，回歸不顯著，但從系數來看R&D 投入對區域創新能力具有正向作用。究其原因，首先，創新需要依靠人的主觀能動性來實現，因此科技人員投入會對創新產生促進作用；其次，創新活動需要大量資金來購買所需實驗設備、精密儀器和計算機等物質材料，經費高投入可以滿足創新活動的這些需求，有利于加快創新進程。FDI 的回歸系數不顯著或顯著為負，而FDI2的回歸系數顯著為正，說明FDI 對中國區域創新能力的影響呈“U”型，結合FDI 的回歸系數來看，FDI 對中國區域創新能力的影響應該尚處于“U”型的谷底或者左邊，因此當前階段FDI 對中國區域創新能力沒有明顯影響，甚至存在一定抑制作用。經濟發展水平（人均GDP）的回歸系數有正有負，均不顯著，說明經濟發展水平對中國區域創新能力影響不大，原因可能是中國現階段經濟增長方式仍較粗放，科技對經濟促進作用不強，經濟對科技的反哺作用亦不明顯，科技與經濟存在“兩張皮”現象。市場潛能的回歸系數為負，且不顯著，說明市場潛能對中國區域創新能力影響不大，這不符合新經濟地理學的預期，很可能跟中國的市場化程度不高有關系，且從《中國區域創新能力報告》來看，中國政府與市場的關系得分并不高，只有江蘇省最高在10 分以上，政府與市場的關系改善程度除西藏與天津之外均為負，這可能也是市場潛能對中國區域創新能力影響不大的原因。

考慮到胡佛的最佳規模理論，產業集聚對區域創新能力可能不是簡單的線性影響，因此文章對模型進行門檻回歸分析。

（2）制造業集聚對區域創新能力影響的門檻效應分析

門檻模型求解的一個關鍵步驟是門檻效應檢驗，檢驗文中所設模型是線性還是非線性的。文章選擇“自助抽樣法”（Bootstrap）來對模型依次進行單一門檻、雙重門檻、三重門檻檢驗，結果見表3。

表3 制造業集聚對區域創新能力影響的門檻檢驗

由表3 可見，制造業集聚全樣本、勞動密集型制造業集聚、資本密集型制造業集聚、技術密集型制造業集聚的單一門檻均在1%顯著性水平下顯著，雙重門檻不顯著，也就是說，模型不存在雙重門檻。所以制造業集聚不同樣本對區域創新能力的影響均存在單一門檻效應。

對門檻進行檢驗后要估計制造業集聚的門檻值(r)，文章利用stata13.1 軟件求得制造業集聚全樣本、勞動密集型制造業集聚、資本密集型制造業集聚和技術密集型制造業集聚對區域創新能力影響的單一門檻值分別為-0.105、-0.777、-0.105 和-0.654，對應的在95%顯著性水平上的置信區間分別為[-0.12-0.09]、[-0.88 -0.76]、[-0.15 -0.09]、[-0.75 -0.63]，因此可將每組樣本分為兩部分進行分析，分別是低制造業集聚度(lnB＜r)和高制造業集聚度(lnB>r)。門檻變量與似然比之間的關系可以通過似然比函數圖（圖1）來觀察，當似然比(Likelihood Ratio)取值為0 時，門檻變量的取值就是門檻值。門檻效應回歸分析結果見表4。

圖1 制造業集聚對區域創新能力影響的門檻檢驗

由表4 可見，制造業集聚全樣本、勞動密集型制造業集聚、資本密集型制造業集聚和技術密集型制造業集聚水平低于門檻值0.90(lnB=-0.105，B=0.90)、0.46(lnB=-0.777，B=0.46)、0.90(lnB=-0.105，B=0.90)和0.60(lnB=-0.654，B=0.60)時，對區域創新能力的影響系數大于集聚水平超過門檻值時對區域創新能力的影響系數。說明，在制造業集聚初期，集聚效應占主導地位，對區域創新能力促進作用較強；當制造業集聚繼續發展，集聚度超過門檻值時，表現為過度集聚，擁擠效應大于集聚效應，對區域創新能力的促進作用有所下降。從中國制造業集聚全樣本原始數據來看，重慶、甘肅等地制造業集聚度尚未超過門檻值，需增強制造業集聚度，提升其對區域創新能力的促進作用，其他地區均超過門檻值，應注意產業合理布局。分行業來看，各省勞動密集型制造業集聚度均超過門檻值，說明中國勞動密集型制造業處于“過度集聚”，應當合理控制其空間布局，而勞動密集型制造業對區域創新能力影響的門檻值較小，可能是因為勞動密集型制造業集聚屬于勞動力的匯集，集聚機制比較容易建立。黑龍江、貴州等地資本密集型制造業集聚度尚未超過門檻值，需增強資本密集型制造業集聚度，提升其對區域創新能力的促進作用；其他地區均超過門檻值，應注意產業合理布局。較多的地區技術密集型制造業集聚度未達到門檻值，因此應當努力發展技術密集型制造業，提升其集聚水平，增強對區域創新能力的促進作用。

表4 制造業集聚對區域創新能力影響的門檻效應回歸

三、主要結論和政策啟示

文章分析制造業集聚對區域創新能力的影響，考慮行業異質性，得出以下結論：首先，制造業集聚全樣本、勞動密集型制造業集聚、資本密集型制造業集聚、技術密集型制造業集聚對區域創新能力具有顯著促進作用，且具有單一門檻效應，集聚度在門檻值之下促進作用大于集聚度在門檻值之上的促進作用，技術密集型制造業集聚對區域創新能力促進作用最大；其次，從控制變量來看，R&D 投入會促進區域創新。FDI 對區域創新能力的影響呈“U”型，且目前處于“U”型的谷底或左邊，因此在當前階段FDI 對中國區域創新能力沒有明顯影響，甚至存在一定抑制作用。經濟發展水平對區域創新能力影響不大，科技與經濟存在“兩張皮”現象。市場潛能對區域創新能力影響也不大。根據文章研究結論，得到以下政策啟示：

首先，要提升制造業集聚效應。產業集聚效應是市場配置資源長期優化的結果，但是政府對其進行適度的宏觀調控也會起到一定促進作用。一是政府當對制造業集聚區進行政策扶持，對制造業集聚區的公共物品進行投資，完善相關基礎設施建設，以產業鏈為基礎進行招商，引進具有強力帶動作用和關聯作用的企業；二是在制造業集聚區建立中介服務體系，建立股權投資和風險投資等金融機構與企業之間的合作交流平臺以及人才培訓機構，為制造業集聚區的發展提供資金和人力保障。三是政府要對產業集聚加以引導，對集聚度較高的集聚區加以疏導，避免產業過度集聚帶來的擁擠效應抑制區域創新。

其次，R&D 投入方面，政府應加強教育和科研方面的投入，為創新提供資金支持，同時要建立規范的人員激勵機制和經費使用體系，保證“人盡其用，資盡其效”。經濟發展方面，深化創新驅動，轉變經濟發展方式，實現經濟與科技的互補促進。在FDI 方面，FDI 對中國區域創新能力的影響呈“U”型，且目前處在左半邊，應當制定合理的外資引進政策，鼓勵本土企業與外資企業進行合作，學習外來的先進技術，提升自身創新能力。