高技术企业技术创新效率实证研究
——基于两阶段DEA模型

范作冰，孙怡明，武 健

(杭州电子科技大学 管理学院，浙江 杭州 310018)

随着我国经济进入到高质量发展阶段，高技术企业作为推动我国技术创新与产业结构升级的主要力量，在建立科技创新体系与助力经济增长的过程中占有重要地位。然而，我国高技术企业仍存在投入多、产出少的现象。因此，研发过程中资源投入是否合理、产出与收益是否高效等问题备受学者关注。针对以上问题，本文运用两阶段DEA模型对我国六大高技术产业的企业技术创新效率进行分析并提出相应对策，旨在为企业制定创新战略和管理决策时提供参考。

一、文献综述

目前关于高技术企业技术创新效率的相关文献中，DEA及其延伸模型作为主要方法，被广泛应用于国内外学者的研究中。Raab和Kotamraju(2006)利用单阶段DEA模型，以美国各州的高技术企业为研究对象，发现统治地位与创新表现存在显著差异[1]；Kontolaimou(2016)等采用引导DEA模型，对欧洲创新领导小组中的7个国家进行研究发现，发展中国家的平均技术差距是发达经济体的两倍[2]；杨佳伟等(2017)以我国29个省市的高技术企业为研究对象，采用共享投入两阶段DEA模型，发现各省市效率发展水平差距较大[3]；陈元志和朱瑞博(2018)利用Bootstrap-DEA分析法，对我国不同所有制的高技术企业进行研究得出，国有制企业的发展速度优于其他企业[4]；王莹(2019)采用两阶段DEA模型对26个省份进行研究，从各省份的整体表现来看，企业技术创新效率的发展处于先降后升的状态[5]。

综上可知，现有研究成果已从省市、国家以及所有制层面对高技术企业技术创新效率进行了评价，但对于各产业技术创新效率发展情况的研究较少。因此，本文选择六大高技术产业的企业为研究对象，对各产业技术创新效率的发展现状进行分析与评价。

二、研究设计

(一)数据来源

按照《高技术产业(制造业)分类(2017)》的划分标准，我国高技术产业分为六大产业类型，分别是医药制造业，航空、航天器及设备制造业，电子及通信设备制造业，计算机及办公设备制造业，医疗仪器设备及仪器仪表制造业以及信息化学品制造业[6]。本文的主要数据来源为《中国高技术产业统计年鉴》、《中国科技统计年鉴》和《中国统计年鉴》，以全国31个省市的3万多家高技术企业为研究对象，选取了2014-2018年的统计数据。

(二)模型构建

高技术产业的生产收益情况在一定程度上与经典的边际收益递减规律不相符，导致产业创新活动获取的边际收益情况不确定[7]，所以本文选择可以在规模报酬不确定的情况下进行测算的BCC模型。在研发投入阶段采用以投入为导向的BCC模型；在成果转化阶段采用以产出为导向的BCC模型。

鉴于两个阶段都存在产出滞后的情况，把研发投入与成果转化阶段的投入与产出时间差设置为1年。研究模型如图1所示。

图1 技术创新效率的两阶段DEA模型

(三)研究方法

DEA模型对创新效率的评价原理是通过与最优权重标准进行对比，从而得出决策单元的相对效率水平。其中基于投入导向的BCC模型如公式(1)所示，产出导向的BCC模型如公式(2)所示。

(1)

(2)

DMUj(j=1，2，…，n)代表j个决策单元，即本文中的六大产业；各单元的投入变量集为Xj=(x1j，x2j，…，xmj)，m为投入指标个数，各单元的产出变量集为Yj=(y1j，y2j，…，ysj)，s为产出指标个数，从而得到各个决策单元的效率计算模型。本文对传统模型进行了改进，加入了产出滞后的时间变量k。

通过DEA模型可以得出三种效率，分别为综合效率，纯技术效率与规模效率，三者的关系为：综合效率=纯技术效率*规模效率。当综合效率为1时，达到DEA有效，但当综合效率小于1时，该决策单元未实现DEA有效；当纯技术效率为1时，说明该决策单元达到了技术有效，但当结果小于1时，则技术无效；当规模效率为1时，说明该决策单元达到了规模有效，但当结果小于1时，说明规模无效。

(四)变量选取

1.研发投入阶段的投入指标

参照相关学者评价体系指标的设置，本文将研发投入阶段的投入指标确定为R&D人员全时当量[8]、R&D经费内部支出[9]。上述两个指标已经过众多学者认可并应用于研究中，具有可靠性和客观性。

2.研发投入阶段的产出指标

本文选择专利申请数、新产品开发项目数作为研发投入阶段的产出指标。由于专利授权数会被审查机构影响，所以存在不确定性和时滞性，因此专利申请数更能反映产出情况；新产品开发项目数则反映了创新成果的生产情况，对研发产出内容进行补充。

3.成果转化阶段的投入指标

本文选取专利申请数、新产品开发项目数与新产品开发支出作为成果转化阶段的投入指标。显而易见，新产品想要在市场中占据份额必然要通过前期的资金投入才能实现，进而获取利益。

4.成果转化阶段的产出指标

本文选取新产品销售收入和新产品出口额作为成果转化阶段的产出指标。前者可以体现新产品获取经济回报与资金回收的能力；后者作为竞争性产出，可以用来衡量产品竞争力强度，从而全面反映产出水平。

本文所涉及的评价指标如表1所示。

表1 技术创新效率的评价指标

三、实证分析

(一)研发投入阶段

基于对研发投入阶段投入产出情况的分析，得出该阶段的技术创新效率如表2所示。

表2 研发投入阶段的技术创新效率

由表2可知：从总体来看，2015-2017年高技术企业的综合效率均值处于0.803～0.896之间，说明技术创新效率处于中等偏上水平，呈缓慢上升趋势但并不稳定；纯技术效率均值处于0.932～1.000之间，存在缓慢下降趋势；规模效率均值处于0.809～0.927之间，呈倒U型上升趋势，说明对投入资源的转化与利用情况有所提升，但技术产出能力在达到最优状态之后，出现了创新力不足的现象，导致纯技术与综合效率出现了下滑。

从各产业的情况来看，三种产业的技术创新效率水平有所下降，具体如下：(1)医药制造业的综合效率有一定下滑趋势，可能是由于规模效率降低导致的，纯技术效率在三年中均达到技术有效，但规模效率存在降低现象，导致综合效率下滑。规模报酬一直保持递减状态，表明该产业的投入与生产情况存在不均衡的问题，需要通过合理配置资源，完善生产投入模式来提升规模效率。(2)电子及通信设备制造业的综合效率呈波动下滑趋势，纯技术效率保持在技术有效状态，规模效率与综合效率变化状态一致，符合三者之间的关系。规模收益呈递减状态，说明该产业应减少投入，寻求当前技术创新能力下的最佳投入水平。(3)医疗仪器设备及仪器仪表制造业的纯技术效率保持在1.000，达到了技术有效。但其他两种效率均处于产业末位，主要原因是该产业所包含的细分产业规模较小与发展水平较低，同时该产业的规模效率处于递减状态，说明投入多但产出少，导致创新效率较低。

以下两种产业的技术创新效率水平有所上升，具体为：(1)航空、航天器及设备制造业的综合效率与规模效率处于波动增长状态，且规模报酬最后保持在规模边际效益递增的较高水平，表明该产业对于各项投入指标的利用情况较为理想，可以继续增加新产品相关投入来促进技术产出。但纯技术效率在2017年出现剧烈下跌的现象，由1.000降为0.593，可能是由于该产业的研发周期与产出周期都较长，导致一段时期内技术产出成果较少。(2)计算机及办公设备制造业的综合效率和规模效率呈增长状态，纯技术效率有所波动，但最终三种效率均达到有效状态。2016年该产业的纯技术效率由1.000降低为0.809，但综合效率仍保持上升趋势，说明规模效率的提高是创新综合效率提高的主要原因。同时规模效率在2015和2016年处于增长状态，2017年达到了规模有效，说明该产业在资源配置方面有较大的升级与优化。

除此之外，医疗仪器设备及仪器仪表制造业的三种效率在研究年限的结果均为1.000，达到DEA有效，纯技术有效与规模有效，表明该产业的技术创新效率保持在较高水平，且技术创新产出与资源利用情况在各产业中都具有较强的竞争力。

(二)成果转化阶段

基于对成果转化阶段投入产出情况的分析，得出该阶段的技术创新效率如表3所示。

表3 成果转化阶段的技术创新效率

由表3可知：从总体来看，2016—2018年高技术企业的综合效率均值处于0.689～0.749之间，技术创新效率水平持续增长。但较研发投入阶段来看，创新效率水平偏低，说明该阶段新产品出口和销售上的转化效果欠佳。纯技术效率均值处于0.835～0.865之间，在研究年限内出现了下降趋势。规模效率均值处于0.795～0.905之间，在研究年限内持续增长，表明当前管理措施与组织手段对经济转化的促进作用不理想，但与新产品相关的资源配置情况有所改善。

从各产业来看，两种产业技术创新效率水平有所下降，具体情况如下：(1)航空、航天器及设备制造业的综合效率呈倒U型下降趋势；纯技术效率大幅下降，规模效率大幅提升。其中综合效率在2017年显著上升，但2018年又大幅降低，前者是由于规模效率的大幅提高所导致的，后者是由于纯技术效率的显著下滑所导致的，可能是由于市场对航空、航天器及设备制造业产品的接受时间长于产品销售成交的时间，所以产品推广成效与收益获取情况出现了时间上的分离。(2)信息化学品制造业的综合效率和规模效率发生了大幅度的降低，但纯技术效率一直保持在技术有效状态。其中，2017和2018年出现了规模效率大幅下降的情况，说明该产业没有进行足够多的产品资金与项目投入，除此之外该产业未得到大力发展，带动经济发展的贡献能力一般[10]，所以规模效率较低。

以下三种产业技术创新效率水平有所上升，具体情况如下：(1)医药制造业的综合效率和规模效率在近期呈逐年上升趋势，纯技术效率呈U型上升趋势，虽然2017年该产业纯技术效率发生了明显的下降，但综合效率持续增加，说明综合效率的提高是基于规模效率的增长。2016和2017年规模效率递减，但2018年达到规模有效，说明产业进行了投入产出结构的优化升级，且同时达到了DEA有效与技术有效。(2)电子及通信设备制造业的综合效率呈波动增长趋势，纯技术效率在研究年限中均为1.000，技术有效得到了实现。但在2016和2017年，该产业的规模效率有一定程度的减少，从而导致了综合效率的降低。到了2018年该产业的规模效率提高为1.000，达到规模有效，综合效率也得到提高，说明该产业通过调整生产规模和投入情况达到了生产结构最优状态，从而提高了规模效率和综合效率。(3)医疗仪器设备及仪器仪表制造业的综合效率存在增长趋势但整体水平偏低，其中纯技术效率呈U型上升趋势，规模效率也有小幅度增加，并且后者效率水平远高于前者。规模效率处于规模收益递减状态，说明产品市场化和专利产业化的效果并不理想，该产业在成果推向市场时的管理方式以及投入规模都需进一步完善，目前主要通过规模效益来维持经济收益水平，所以商业化成效与其他产业相比逊色一筹。

除此之外，计算机及办公设备制造业在研究年限持续保持在DEA有效状态，说明新产品的经济转化情况较为理想，且该产业成果占据市场的能力强，可以快速获得经济收益并回收资本，在各产业中处于领先地位。

(三)两阶段技术创新效率的比较分析

基于两阶段技术创新效率的分析，对高技术企业总体以及各产业的技术创新效率均值进行比较，详见表4。

表4 两阶段的技术创新效率均值

由表4可知：从总体来看，成果转化阶段的三种效率水平均与研发投入阶段存在一定差距，表明高技术企业的经济转化效率较技术产出效率稍有落后，所以成果转化阶段的纯技术效率与规模效率都需要通过相关手段进行提升，从而提高综合效率。由于成果转化阶段的规模效率水平较纯技术效率有一定优势，规模经济发挥的作用相对较大，因此，还需要不断升级产品推广中的管理模式与技术手段。研发投入阶段与之相反，需在继续保持高效技术输出的条件下适当扩大投入规模。

从各产业来看，医药制造业，航空、航天器及设备制造业与医疗仪器设备及仪器仪表制造业在研发投入阶段的三种效率水平均大于或等于成果转化阶段，因此，需更加注重成果转化阶段的经济收益情况。其中，医药制造业与航空、航天器及设备制造业在成果转化阶段的规模效率与纯技术效率水平基本一致，可以通过同时提升两种效率来实现综合效率的增长；医疗仪器设备及仪器仪表制造业在成果转化阶段的纯技术效率远小于规模效率，需在维持高水平规模效率的条件下，着力于优化纯技术效率。除此之外，电子及通信设备制造业、计算机及办公设备制造业与信息化学品制造业则需要注重研发投入阶段综合效率的提高，由于三种产业在该阶段的纯技术效率都高于规模效率，且达到技术有效，因此，需在维持高水平纯技术效率的条件下提高规模效率。

四、结论与建议

(一)结论

1.从总体来看，我国高技术产业的技术创新效率整体水平较高，说明我国高技术产业已进入创新发展的高效率阶段。从研发投入与成果转化两阶段来看，具有以下特点：(1)研发投入阶段的三种效率水平均高于成果转化阶段，需要进一步加强技术成果转化为经济收益的能力。(2)研发投入阶段综合效率与纯技术效率有所下降，规模效率有所提升。(3)成果转化阶段的综合效率与规模效率有所上升，纯技术效率有所下降，需更注重对纯技术效率的提高。

2.从各个产业的情况来看，具有如下特点：(1)在研发投入阶段，计算机及办公设备制造业与医疗仪器设备及仪器仪表制造业最终达到了三种效率的有效状态，但前者的各效率均值仍存在上升空间，与航空、航天器及设备制造业与电子及通信设备制造业类似，都需要继续提高纯技术效率与规模效率。其他产业均达到并稳定在技术有效状态，但规模效率仍有上升空间。(2)在成果转化阶段，医药制造业，电子及通信设备制造业与计算机及办公设备制造业最终均达到三种效率的最优状态。但医药制造业各效率均值并未达到有效，与航空、航天器及设备制造业与医疗仪器设备及仪器仪表制造业类似，需继续提高纯技术效率与规模效率，电子及通信设备制造业与信息化学品制造业类似，仅达到并稳定在技术有效状态，需促进规模效率的提升。

(二)对策建议

1.政府层面

(1)审视市场需求，调整政策方向。政府不仅要强调研发投入的重要性，更要重视供给侧向需求侧的转变，引导企业关注市场发展动向，关注民生需求热点，使企业的创新产品获得认可，从而实现产品商业化的转变，促进成果转化阶段的效率提升。

(2)重视人才培养与技术保护，提高企业研发成果产出。加强对高校和科研机构的人才支持力度，推动产学研互助互进，共同提高创新能力[11]；对于知识产权与专利要加强保密保护措施，为企业创新提供技术安全保障，助力研发投入阶段纯技术效率的提升。

(3)优化营商环境，助力研发成果产业化。减少行政审批流程，提高政务服务的便利度，从而降低申请专利以及转让专利等流程的繁琐性；聚焦成果产业化在市场中遇到的主要问题并加大政策扶持力度，从而加快新技术产业化的进程，提高成果转化阶段的纯技术效率。

2.企业层面

(1)精准把握产品市场，提升成果转化效率。首先，企业应提前做好市场调查，选择符合市场需求的产品并制定相应的技术推广策略。其次，时刻关注现有的以及即将发布的法律法规，根据政策调整业务策略。最后，及时收集用户反馈意见[12]，从而促进成果转化阶段技术创新效率的提高。

(2)提高技术与非技术创新能力，促进纯技术效率增长。在研发投入阶段，通过加大研发经费投入、引进人才、产学研合作等多种途径提升纯技术效率。在成果转化阶段，加强组织活动创新、营销方式创新和管理模式创新[13]，从而构建科学合理的成果转化体系，提高该阶段的纯技术效率。

(3)合理协调资源配比，提高规模效率。在研发投入阶段，若规模收益递增，则应扩大研发投入；若规模收益递减则应减少资源投入，提高资金与人才资源的利用率。在成果转化阶段，若规模收益递增，可加大生产量，增加贸易额；若规模收益递减，应减少生产量，将收益控制在最大化状态。