高專利密集度產業實現綠色轉型升級的路徑研究
——基于組態分析視角

陳會英，于璐，周衍平

（山東科技大學 經濟管理學院，山東 青島 266590）

0 引言

積極推動“雙碳”目標實現與加快“建立健全綠色低碳循環發展經濟體系”的部署為新時代中國經濟高質量發展指明了方向，為產業轉型升級提出了要求。以生產活動中資源消耗最小化、環境損害最低化、社會經濟效益最大化實現產業綠色轉型升級是中國經濟由高速增長轉向高質量發展的關鍵舉措。

2020年全國專利密集型產業增加值為121 289億元，比上年增長5.8%，占GDP比重11.97%。《知識產權強國建設綱要（2021—2035年）》指出到2025年中國專利密集型產業增加值占GDP比重將達到13%，以自主知識產權為核心驅動力的專利密集型產業已成為推動我國經濟發展的新引擎。其中高于行業人均發明專利擁有量的高專利密集度產業憑借技術依賴度更強、研發資源更充裕的優勢成為深入實施創新驅動發展戰略、有效推進我國產業轉型升級的重要載體。但當前高專利密集度產業整體表現出技術創新與綠色生產“脫鉤”的粗放型發展模式，同經濟高質量發展的需求相違背，尚未發揮出先導產業的帶頭作用。為此，分析我國高專利密集度產業應如何打破技術創新與綠色發展的不協調狀態、挖掘加速高專利密集度產業綠色轉型升級的有效路徑，對于我國經濟健康、可持續和高質量發展具有重要參考價值和現實意義。

2012年美國發布《知識產權與美國經濟：產業聚焦》綜合報告，首次明確專利密集型產業以單位從業人員擁有的專利數高于全行業平均水平為界定標準。國外學者較多采用知識密集Knowledge?intensive或者技術密集Technology?intensive等表述，研究主要涉及知識密集制藥產業、互聯網以及信息技術、芯片等高新技術產業，近幾年則更多關注知識密集型創新企業主體行為研究。國內學者也逐步探索出適合中國國情的專利密集型產業界定體系，對專利密集型產業的研究方向也延伸到經濟貢獻測算、影響因素研究、創新績效評價等。

技術創新與產業結構升級是助推經濟發展的兩大關鍵要素。隨著綠色發展理念不斷深化，技術創新與綠色生產的融合催生了人們對產業綠色轉型升級的思考。新發展階段綠色經濟轉型是應對環境氣候變化、提高資源效率的有效途徑。市場經濟條件下，綠色轉型升級是市場優化資源配置的內生過程，生產主體將邁向資源利用集約、污染物排放減少、環境影響降低、勞動生產率提高、可持續發展能力增強的過程，以資源節約和環境友好為導向，更加注重環境效益與經濟效益的協調統一。孫海波等發現環境規制能夠正向影響清潔技術創新對工業產業綠色轉型的作用效果；張弘瀅等指出中國綠色創新環境與工業轉型升級的耦合度整體有提升，但協調度較低，并在地域上呈現出由東向西遞減的態勢。

綜合以上發現，學者們普遍從環境約束、技術升級視角關注產業的綠色轉型，這進一步肯定了環境指標在研究過程中的重要意義。但探索視角過于單一，研究對象多為傳統工業產業。盡管侯建等將技術創新的綠色轉型績效與中國實際國情下高專利密集度制造業面臨的生態轉型挑戰相結合，探討了環境與能源雙約束下影響專利密集型制造產業綠色轉型的主要因素。但是，現實中各類復雜的社會經濟因素往往相互影響，孤立地分析影響因素與績效的關系將忽視變量間的協同效應，組態思維則彌補了這一缺陷。少有學者從組態分析的視角考慮高專利密集度產業實現綠色轉型升級的路徑問題。因此本文在績效測算的基礎上，借助模糊集定性比較分析方法，以產業內外部環境理論為支撐，旨在揭示各類條件變量間的復雜互動以及實現綠色轉型績效激勵的現實路徑，以充分發揮知識導向型生產制造主體自身優勢，在新發展階段抓住機遇完成高效的綠色轉型。

1 理論構建

結合構型理論可知，生產活動的復雜性特征表明產業的轉型升級是多重因素耦合作用的結果，產業內外的社會、經濟、政治、技術環境牽動著相關產業當期與未來發展，僅考察單一變量或少數變量的簡單交互不能全面反映高專利密集度產業的綠色轉型之路。參考Rajagopalan等在理性視角中強調外部環境與內部環境相互匹配的重要觀點，本文篩選出五個前因條件，分別討論選擇各個前因（也即條件變量）的依據及其對高專利密集度產業綠色轉型績效的影響機制。

1.1 知識產權保護

依據內生增長理論和創新理論，技術效率改善的根本動力是技術創新。知識產權制度作為激勵技術創新、優化資源配置的重要制度安排，對創新效率存在顯著影響。適當加強知識產權保護有利于優化創新要素配置，加速產品質量與生產技術升級，實現產業結構優化。同時，可以減少技術輸出國的技術被侵權風險，從而開拓國際市場，激發外商投資活力，并對國內技術升級形成有效倒逼。但過分嚴格的知識產權保護易引致技術壟斷、弱化市場競爭及研發活力，技術模仿與技術擴散受阻。故知識產權保護強度不僅需要考慮政策實施環境的異質性，也應與其他創新驅動因素相互適應。

1.2 環境規制

已有研究已經充分探討了環保政策對產業綠色技術創新的影響，作為政府干預生產主體環境行為的重要政策工具，環境規制以其獨有的穩定性和強制力特征約束生產過程的耗能及排污行為，督促產業內各企業進行綠色技術創新。有效的環境政策能倒逼企業實現技術創新，抵消因環境規制引發的額外成本并提高環境運行的經濟績效。但環境規制的效果因規制類型、產業耗能水平、成本轉嫁難易程度等不同而有所差異，其對綠色轉型績效的影響在不同內因、外因的調節下呈現出多種可能。

1.3 技術吸收、消化與轉化

在開放經濟系統中，產業內部研發的技術積累和對外來技術溢出的吸收、消化、再創新共同作用于研發活動。吸收與利用外部知識的能力是組織創新能力的一個關鍵組成部分，由于引進的技術已較為成熟，企業可以通過直接學習、優化引進的技術實現創新，技術創新的方向也更加明確，技術引進可以通過在短期內降低成本、提高技術創新質量來提升自主創新績效。也有學者認為技術引進會顯著增加生產主體創新投入，但這對創新產出的正向影響卻是不確定的，甚至過度引進會對技術創新產生抑制作用。所以生產主體應在有益的外資引進政策下把握好技術擴散效應，立足技術消化吸收及轉化后的再創新環節，避免“路徑依賴”陷阱。

1.4 外商直接投資（FDI）

外商直接投資（Foreign Direct Investment，FDI）在激發市場活力的同時通過技術溢出為國內帶來先進的生產技術，但對創新能力的提升效果受限于知識產權保護強度、生產主體自身的技術消化吸收能力等一系列內在外在因素。中國經濟尚處于轉型期，過高的知識產權保護水平在很大程度上不利于發揮FDI流入對技術創新的提升效應。因此，需綜合考察知識產權保護強度與FDI的交互影響，以充分保障其對綠色技術創新的驅動效果。與此同時，環境規制政策的實施將有助于規避FDI的“污染避難所”效應，并能引導其加強對清潔技術的運用及污染治理，進而實現綠色轉型。

1.5 產業規模

一方面產業規模的擴大帶來能源與資源消耗的陡增從而沖抵規模效益，使得綠色技術創新績效下降。另一方面資源依賴理論認為隨著產業規模的擴大，產業內企業數量不斷增加，競爭者的迅速涌入迫使單個企業提升創新績效以獲取競爭力，從而推動整個產業綠色創新效率的不斷提高。因此獨立考察產業規模因素是否激勵綠色轉型績效提升存在不確定性。

基于上述理論分析，構建前因變量在多重交互下影響綠色轉型績效的傳導模型（見圖1），進一步明晰了上述五個條件變量貫穿于生產活動始終，并相互聯動影響投入產出以及最終的綠色轉型績效水平。

圖1 前因條件影響綠色轉型績效的傳導模型

2 研究設計

2.1 模糊集定性比較分析（fsQCA）

傳統的定量分析在研究單一變量的凈效應時常面臨交互效應解釋力受限等問題，較難揭示復雜變量間多重并發性因果關系。定性比較分析法（Qualitative Comparative Analysis，QCA）融合定性分析與定量分析優勢的同時又能彌補二者不足，更適合管理學實踐研究。其中基于集合論的適合處理連續數據的模糊集定性比較分析 （fuzzy set Qualitative Comparative Analysis，fsQCA）方法旨在識別不同條件、不同條件形成的組態與結果之間的充分或必要的子集關系，能夠揭示知識產權保護強度、環境規制、產業規模、FDI、技術吸收消化轉化能力等前因條件交互構成的組態影響高專利密集度產業綠色轉型績效的因果機制，識別多條激勵或抑制綠色轉型的路徑。fsQCA的另一突出優勢在于其對樣本數量和數據來源要求較低，擅長處理中小樣本，本文選取的樣本數據符合這一特征。

2.2 樣本選取

以發明專利密集度高于國民經濟全部產業平均水平的產業為標準，依據《國民經濟行業分類》（GB／T 4754-2017）對41種工業行業2006—2018年的發明專利密集度進行計算，對其中不屬于戰略型新興產業、高技術制造業以及對本文研究不具有顯著價值的產業進行剔除，最終選取煙草制品業，醫藥制造業，化學原料和化學制品制造業，專用設備制造業，通用設備制造業，交通運輸設備制造業，計算機、通信和其他電子設備制造業，儀器儀表制造業，電氣機械和器材制造業作為研究對象。

2.3 變量測量與校準

2.3.1 結果變量

此處選用高專利密集度產業綠色轉型績效值（）作為結果變量，通過建立評價指標體系、代入數據包絡模型計算的一般性方法獲得。為更好地細化分析，掌握我國高專利密集度產業綠色轉型的動態演化，參考黃萬華等使用的包含非期望產出的超效率EBM（Super?EBM）模型測算了我國2006—2018年的高專利密集度產業綠色轉型績效值，該方法兼顧了生產過程中的環境污染、資源消耗等非期望產出，從而保證測得的結果更符合綠色發展的內涵。考慮到樣本產業的知識產權導向型特征，故在非期望產出中加入專利申請失敗率作為技術創新損耗的表征，最終圍繞“經濟-創新-資源-環境”4個子系統建立了績效評價指標體系（表1），并獲得結果變量的量化值（表2）。

表1 高專利密集度產業綠色轉型績效評價指標體系

表2 高專利密集度產業綠色轉型績效量化結果

為更直觀分析，根據測算結果繪制績效走向如圖2，其中2013年受到數據統計口徑變動的影響存在明顯谷值，故將其剔除。從圖2可知，不同產業間綠色轉型績效的差距較大，異質性特征明顯。從產業總體趨勢來看，“十一五”至“十三五”期間高專利密集度產業的綠色轉型績效得到提升，但在使用超效率模型（績效值允許大于1）的前提下，整個行業的績效均值（圖2陰影部分）仍未超過1，且多個產業的綠色轉型績效水平落在陰影范圍內，說明其技術創新資源與綠色轉型需求未實現良好匹配，真正實現依靠高專利密集度產業優勢帶動經濟高質量發展的目標仍是任重而道遠。為此，通過fsQCA方法獲取高專利密集度產業綠色轉型的激勵路徑，使其充分發揮經濟高質量發展新引擎的作用，將更具研究與實踐價值。

圖2 高專利密集度產業綠色轉型績效走向

2.3.2 條件變量

知識產權保護強度（）。僅考慮宏觀環境下的知識產權制度設計難以細化不同產業對知識產權保護的依賴程度，因此本文基于產業間異質性，首先在指數的基礎上引入執法水平指數計算宏觀層面知識產權實際保護水平（IPR），使用產業相對研發密度（REDR）計算具體產業的知識產權保護需求程度，公式為：

式中RD為第年產業的研發密度，計算方法為產業研發支出產業工業總產值，RD為第年產業研發密度的均值。本文選用宏觀層面的知識產權實際保護水平（IPR）與產業相對研發密度（REDR）的乘積量化某一具體產業的知識產權保護強度。

環境規制強度（）。生產主體需通過提高污染治理費用等方式應對環保政策約束，當產業污染治理費用越高時，可以理解為當期環境規制強度越大。本文以單位污染排放的治理支出衡量環境規制強度，可表示為：

其中，、、分別指代產業、污染物、時期，Cost與Discharge分別對應第年產業類污染物的治理支出費用和污染排放量，ERG即為第年產業類污染物的環境規制強度。同時為了消除資金規模效應帶來的偏誤，采用如下無量綱化處理方法，式（3）代表時期產業污染物的治理費用相對于同期所有產業同類污染物的治理費用的相對水平。

外商直接投資（）。本文采用外商與港澳臺商投資該產業工業產值占其工業總產值的比重表示外商直接投資水平。

產業規模（）。產業規模擴張往往伴隨能源消耗與污染排放的增加，間接沖抵了規模效益，而過小的產業規模使得生產資源配置無法滿足市場整體發展的要求。本文采用產業內企業數量與該產業工業總產值之比量化產業規模水平。

技術吸收消化與轉化水平（）。一般認為，高水平的技術消化吸收投入通常能夠幫助企業更好地學習和掌握外來新技術，因而對技術吸收、消化、改造的支出越多，越有可能在已有科研水平和技術專利的基礎上實現突破式創新。本文采用高專利密集度產業滯后一期的專利授權量及當期技術引進、改造、消化三項費用支出數據，利用因子分析法將四項數據量化以衡量產業對引進技術的消化吸收水平。

本研究采用直接校準法把變量校準為模糊集，將上述5個條件變量和1個結果變量的完全隸屬、轉折點和完全不隸屬三個定性錨點分別設定為90%、50%和10%分位數值。各變量校準詳見表3。

表3 變量校準及數據來源

3 組態分析

3.1 單一變量必要條件分析

進行組態分析前需對各個條件變量進行必要性檢驗，即檢驗結果變量集合是否為條件變量集合的子集，其判定依據為該條件的一致性水平保持在0.9以上。檢驗結果如表4所示，所有前因條件及其非集的一致性水平均低于0.9，說明沒有任何單獨一個產業環境要素是影響高專利密集度產業綠色轉型績效的必要條件，需進一步開展條件組態分析。

表4 單一變量必要條件檢驗

為保證檢驗結果的準確性與穩定性，本文引入必要條件分析方法（Necessary Condition Analysis，NCA）對上述結果進行驗證。NCA不僅可以識別特定條件是否是某一結果的必要條件，還可以分析必要條件的效應量（范圍在0到1之間）。表5報告了NCA分析結果，包括采用CR（ceiling regression，上限回歸）和CE（ceiling envelopment，上限包絡）兩種不同估計方法得出的效應量。當效應量大于等于0.1，且蒙特卡洛仿真置換檢驗顯示效應量的值顯著，則可以認定該條件為結果變量的必要條件。選擇以精確度更高的CE結果為依據進一步分析，知識產權保護強度值顯著，但效應量（＝0.019）太小。環境規制強度（＝0.671），外商直接投資（＝0.613），行業規模（＝0.268），技術消化吸收轉化水平（＝0.548）的檢驗結果不符合顯著性要求，顯然這些單一的前因條件均不是影響高專利密集度產業綠色轉型的必要條件，這與前文檢驗結果一致。

表5 單一變量必要條件穩健性檢驗

3.2 條件組態充分性分析

本文旨在探尋不同環境條件組合下推動高專利密集度產業實現綠色轉型的激勵路徑，因此在條件組態的分析中不再探討“非”邏輯關系下的抑制路徑。采用fsQCA3.0軟件，將原始一致性閾值設定為0.8，案例頻數閾值設定為1，以排除不符合要求的邏輯組合。在標準分析過程中會獲得復雜解、中間解和簡單解，通過中間解與簡單解的嵌套關系對比，可以識別每個解的核心條件：同時存在于中間解和簡單解的條件為該解的核心條件，只在中間解中出現的條件為邊緣條件。fsQCA分析結果見表6。

表6 實現高專利密集度產業綠色轉型激勵的組態

就單個組態而言，三種組態的一致性值分別為0.93、0.93和1.00，均高于普遍接受的一致性標準0.80。從總體上來看，三種組態的總體一致性為0.96，同樣高于可接受的一致性水平0.80，結果具有科學性和解釋性。總體覆蓋度約為0.62，滿足有效解的標準。三種組態的具體內容如下：

3.2.1 組態1——強化引進型

該組態表明，產業規模效應較弱時，高專利密集度產業應積極推進“引進來”吸引優質外商直接投資，同時生產主體應增強自身學習能力，提高對外來技術的消化吸收水平，從而形成“引進-吸收-轉化-自主創新”的良性學習路徑，最大限度地發揮技術引進對于自主研發和創新能力增長的互補效應，防止對外技術依賴。同時，大量涌入的外資需要輔以收緊的環境規制政策以提防“污染避難所”的情況發生。此時不必過分加大知識產權保護力度，應依照產業的外資吸納量以及實際科研水平進行適度調節。該路徑在張弛有度的外部政策環境下實現，因此更加傾向于在支持“引進來”的大環境下以政府為主導的激勵過程。

3.2.2 組態2——自主創新型

該組態表明，隨著產業規模效應的擴大，高專利密集度產業將前期積累的外部知識內化為產業自身的技術研發能力，自主創新水平不斷加強。對知識產權保護制度的優化應隨著產業自主研發水平和發明專利擁有量的提高而加強，從而激勵產業繼續開展創新活動、保持創新活力。外商直接投資不再是核心激勵要素時，本土企業獲得更多成長空間與機遇。此時采取適當的環境規制能對產業規模型耗能與排污進行約束調控，技術創新與綠色可持續發展得以實現有效耦合。

3.2.3 組態3——穩固優化型

該組態強調持續穩固地優化組織內、外部環境是產業實現綠色轉型升級的保障。政府適度強化知識產權保護用以吸引外資，根據內生增長理論，企業內部需通過增加對外來技術的消化吸收支出實現技術溢出效益的最大化，最終作用于產業整體技術創新績效的進步。在綠色可持續發展的必然要求下，政府應加強環境管制以減少環境污染與資源消耗的非期望產出，進一步激發生產主體開展綠色技術創新。各項環境因素的穩固優化與相互聯動共同激勵了高專利密集度產業實現綠色轉型。

通過上述分析，本研究分別探討了高專利密集度產業實現綠色轉型績效激勵的三種條件組態，如圖3所示。在圖中，條件變量落在外圈表示該變量較強，落在內圈則表示該變量較弱。綜合分析結果不難看出，知識產權保護強度、環境規制強度與外商直接投資等外部因素在不同路徑下扮演著核心條件變量的角色，其中環境規制強度條件在所有路徑中出現，這說明在市場化推進的過程中以及在“雙碳”目標的激勵下，政策工具仍然且將長期發揮著重要的引導作用。

圖3 實現綠色轉型績效激勵的條件組態

4 研究結論與啟示

4.1 研究結論

基于我國高專利密集度產業2006—2018年數據對其綠色轉型績效值進行測算，掌握其橫向演化趨勢與發展現狀；使用模糊集定性比較分析fsQCA方法，基于產業環境理論，綜合討論知識產權保護強度、環境規制強度、外商直接投資、產業規模、技術吸收消化與轉化水平作為前因條件在交互作用下影響產業綠色轉型升級績效的路徑。研究結論如下：

（1）我國各高專利密集度產業綠色轉型績效總體有提升但質量有待提高。不同產業之間的綠色轉型績效存在較大差異，顯著的異質性會弱化綠色科技創新與生態環境間的耦合協調水平。過大的差距不利于產業的整體進步，高專利密集度產業實現技術創新、綠色生產的目標仍然任重而道遠。

（2）模糊集定性比較分析結果表明存在三種組態，即三條不同的路徑有效激勵我國高專利密集度產業實現綠色轉型升級，分別為強化引進型、自主創新型、穩固優化型，不同路徑代表綠色轉型績效激勵的多重實現形式，應結合產業發展狀況與內外部環境的協調狀態選擇最優發展路徑。

（3）知識產權保護、環境規制強度與外商直接投資等外部因素作為核心條件變量存在于多條績效激勵路徑中。表明現階段我國高專利密集度產業加快實現綠色轉型的重要依托仍是良好的外部政策環境與適宜的環保政策約束。

4.2 政策啟示

本文的研究結論對我國高專利密集度產業實現綠色轉型升級具有如下政策啟示：

（1）因“業”制宜，充分考慮產業間的異質性特征。不同高專利密集度產業的綠色轉型績效之間存在較大差距，應充分考察產業規模大小、外商投資質量、產業自主研發能力等因素，有的放矢地實施差異化的節能減排目標，避免“一刀切”式管理加大生產性投資壓力；鼓勵產業間合作，強化高績效產業的先進示范性與帶動作用，更好地規避“木桶效應”短板，為高專利密集度產業實現整體綠色轉型升級提供持續的激勵與引導。

（2）科學統籌，保證施策的靈活性與適用性。具體而言，產業規模效應不顯著時，應抓住開展綠色創新的機遇，積極引進低污染、高技術的優質外商投資，充分利用FDI的技術溢出加快綠色轉型；產業規模效應擴大時應注重培育生產主體的自主創新能力，擴大綠色技術創新的資金支持和人才培養，同時加強知識產權市場化建設，適當降低專利轉化和交易成本，進一步提振產業后發優勢。

（3）政策協同，搭建全面優化的外部政策環境。穩步有序地推進能源消費結構改革，提高清潔能源占比，合理設計稅收獎懲；完善外商投資準入門檻，堅持“引進來”與“高標準”并行；完善綠色技術創新配套制度，建立健全綠色專利的知識產權司法和行政保護；協調各項政策工具，使其在推動高專利密集度產業綠色轉型升級中發揮最大合力。