创新驱动下我国高新技术产业出口贸易效率研究
——基于DEA-Malmquist指数的数据分析

吕思琦，方 忠

(福建师范大学经济学院，福建福州 350117)

出口贸易作为拉动国家经济增长的三架马车之一，其效率水平对国家经济高质量发展至关重要。自中国加入世界贸易组织以来，中国高新技术产业规模不断增长，对世界各国的出口额与日俱增，2020年，中国高新技术产品出口贸易总额超7766亿美元。

高新技术产业出口贸易既可以满足世界其它地区对我国高新技术产品的消费需求，又可以畅通经济循环体系。当前，我国正在加快形成“国内国际双循环相互促进”的新发展格局，这意味着出口贸易也必须高质量发展。而研发创新是激发产业发展新动能的源泉，是驱动经济高质量增长的关键，研发创新投入则是决定研发创新效果的重要因素之一。文章从研发创新角度出发，对我国高新技术产业出口贸易效率进行研究，并对产业出口贸易效率存在的问题提出政策建议，为高新技术产业出口贸易和科技创新驱动经济高质量发展提供一定的参考依据。

一、文献回顾

梳理文献发现目前学术界对高新技术产业效率研究较多，主要集中在高新技术产业技术创新效率的研究上，对创新驱动角度出口贸易效率及分阶段的研究相对较少。

国外学者通过研究发现，高新技术产业在区域内的集聚有利于国家研发合作效率及技术创新效率的提高[1]。同时，区域经济发展水平高低和资源配置合理程度对创新效率也十分重要。发达工业国家由于经济发展水平较高，技术创新效率明显高于发展中农业国家[2]。国内对高新技术产业创新效率研究初期，往往不涉及创新系统的内部结构和相互关系，且多以国家各个省域分不同地区为研究对象[3]，对高新技术产业的技术创新效率水平及规模报酬变化情况进行分析[4]。以绿色创新效率为例，呈现出东、中、西依次递减的特征[5]。而区域融合则可以通过基础设施建设提升区域内高新技术产业创新效率[6]。该时期研究默认高新技术产业技术创新过程绝对有效，不能很好地解释现实中部分效率低下的问题。随着研究不断深入，研发创新过程不再被视为“黑箱”，而是可以通过分阶段对创新过程进行细化[7]，研究对象也细分到行业与不同类型的企业[8]，发现创新投入要素存在行业异质性[9]。高新技术产业出口贸易效率相关研究数量较少，技术创新下出口贸易效率的相关研究则更为欠缺。技术创新对高新技术产业出口贸易具体影响上，有学者研究科技创新对产业出口竞争力影响发现，科技创新与高新技术产品的关联度较高[10]。其中R&D(即研究与开发)内部支出、人力资本、技术创新与高新技术产品出口竞争力的关系长期稳定[11]，且R&D投入的影响最显著，持续时间最长[12]。此外，高新技术产业不同细分行业之间的出口贸易效率也存在显著的异质性[13]。

综上所述，国内外对高新技术产业创新效率方面的研究较为丰富，在出口贸易效率方面则相对欠缺。部分研究涉及了研发创新下高新技术产业出口贸易的效率问题，但大多直接关注技术转化阶段，忽略了技术研发阶段。文章结合技术研发创新过程的阶段性特点，分技术研发创新阶段、产品出口贸易阶段进行研发创新投入效率研究，以期达到以下贡献：(1)从研发创新投入的角度对我国高新技术产业出口贸易效率进行研究，侧重研发投入对出口贸易效率的重要性；(2)分研发创新和产品出口贸易两阶段进行研究，并根据各阶段特点选取投入产出指标；(3)从静态和动态两个角度，对高新技术产业出口贸易效率进行多方面研究。

二、研究方法与相关理论

(一)BCC模型

CCR和BCC模型均为传统DEA模型，应用较为广泛，二者区别在于测算效率时是否假设规模报酬可变。文章根据实际情况采用DEA数据包络分析中规模报酬可变的BCC模型作为静态分析的研究方法，具体如下。

(1)

式(1)中，j为决策单元；X、Y为投入、产出向量；S-、S+分别为投入、产出松弛变量；λ、j为权重系数；θ表示决策单元有效值。

(二)Malmquist指数

静态效率分析的特点是针对某一时间点进行效率分析，动态效率分析能进一步观察效率的后续发展。Malmquist指数最早由Malmquist为研究分析消费变化提出[14],后经Fareel的进一步发展，该方法也可用于考察生产效率变化[15]。该模型以相邻两个决策单位作为参照，用于动态全要素生产率与技术水平变化的分析。Malmquist指数以距离函数为基础，本文产出距离函数表示为：

D0(x,y)=inf{δ：(x,y/δ)∈p(y)}

(2)

式(2)中，x和y分别为投入、产出变量矩阵，p(y)代表投入的可能性集合，δ为定向投入效率指标。

同时，Malmquist模型计算动态效率中的Malmquist全要素生产率指数(TFPch)可分解为技术效率变动(Effch)和技术进步(Techch)，技术效率变动可进一步分解为规模效率变动(Sech)和纯技术效率变动(Pech)，具体分解公式为：

TFPch=Techch×Effch=Techch×Pech×Sech=

(3)

式(3)中，x、y为研究对象的投入产出值，t为时间，Dt和Dt+1时间期内的距离函数。全要素生产率指数TFPch>1说明效率有效且处于上升状态，分解出的Techch反映的是生产前沿面从前一时期到下一时期的移动，Techch>1时表明行业的技术与管理水平处于进步与提升的状态； Effch反映的是某个决策单元从某时期到下一时期对生产可能性边界的追赶速度, Effch>1表明技术的应用效率水平处于提升状态；Sech>1表明投入恰当、规模效率较高；Pech>1表明纯技术效率有效，充分发挥了现有的技术及经营管理水平。

文章采用DEA-BCC模型与Malmquist指数相结合的方法，分两阶段对中国高新技术产业出口贸易效率进行研究，与传统研究相比在分析各省份两阶段出口贸易效率的基础上，进一步分析效率的发展趋势及变化规律。

三、数据来源及指标选取

(一)数据来源

文章数据来自《中国科技统计年鉴》和《中国高技术统计年鉴》，由于西藏自治区及青海省的数据缺失较为严重，故对两地区的相关数据进行剔除，最终将研究范围确定为中国29个省市(不包括港澳台、西藏自治区和青海省)。

经济较发达地区研发投入多，出口贸易相对其它地区而言发展较为迅速，因此依据经济发展水平分地区进行研究很有必要。文章参考 “七五”计划，结合各省市的人均国内生产总值情况，将中国大陆分为东、中、西部地区(表1)。

表1 中国部分省市按东、中、西部三个地区分类

(二)指标选取

高新技术产业研发创新对出口贸易效率作用发挥呈阶段性和周期性的特点，实际的高新技术产业的研发创新过程会出现中间产品投入的现象，创新成果也分中间产品和最终产品两种形态。因此文章借鉴其它学者的研究方法，将研发创新驱动高新技术产业出口贸易的投入产出过程分为两个阶段[16]，并以专利技术中间产品为界[17]，如图1所示。

具体指标选取上，本文在数据可取范围内选取最能体现研究意义的指标，根据指标构建的系统性、科学性原则，在借鉴现有研究成果的基础上[18-19]，从人、财、物投入角度选出最能够体现研究目的的投入产出指标。结合图1分阶段选取投入及产出指标，具体如表2所示。

表2 研发创新驱动下高新技术产业出口贸易效率评价指标

研发创新阶段，选取R&D人员折合全时当量、R&D经费及研发机构数量共三个指标作为该阶段的投入指标，它们是反映我国创新型国家建设进程的重要内容。由于投入产出的转化需要时间，有效专利数量指标可能存在一定的滞后性，因此选取专利申请数作为该阶段的产出指标，尽可能反映当年研发创新活跃水平。

产品出口贸易阶段，根据该阶段特点，选取技术改造经费支出、有效发明专利数为投入指标。产出指标方面，在同时考虑该阶段投入项科技成果转化状况以及经费支出带来的经济效益的情况下，选取新产品出口销售收入作为研发创新阶段投入的总效果，以及该阶段的产出指标。

四、实证结果分析

(一)基于DEA-BCC模型的静态效率分析

1.研发创新阶段结果对比分析

运用DEAP2.1软件对2012—2020年29个省市高新技术产业研发创新阶段效率进行测算。由表3可知，我国三大地区研发创新效率整体不高，9年间年研发效率的总均值为0.671，纯技术效率总均值为0.758，规模效率总均值为0.860。说明产业的研发管理水平较低是三大地区整体研发效率偏低的重要原因。除了上海、广西、内蒙古处于创新研发效率的前沿面，为DEA有效状态，其它省市均属于非DEA有效状态。

东部地区9年来综合效率均值最大为0.743，西部地区次之，中部地区相对落后。东部地区纯技术效率在三个地区中位列第一，为0.825；规模报酬效率在三个地区中落后，为0.833。可以看出近年来东部地区的科研创新活动进展顺利、研发效率领先于其它地区，主要得益于较高的研发创新管理水平。此外，东部地区的规模效率相对较低，且大部分省市的规模报酬递减，应适当控制对应省市高新技术产业的产业研发规模，防止低效的盲目扩张；中部地区9年平均综合效率为0.592，在三个地区中处于落后地位，其中纯技术效率为0.678，不及东、西部地区，说明中部地区高新技术产业的研发管理水平有待提高；西部地区9年来平均综合效率值为0.657，其中平均规模效率为0.876，高于东中部地区，但是差距不大。

表3 研发创新阶段我国各省市高新技术产业出口贸易综合效率分解(2012—2020年)

续表3

2.产品贸易阶段结果对比分析

产品贸易阶段我国三大地区高新技术产业出口贸易的效率值如表4所示。2012—2020年三大地区出口贸易的综合效率均值为0.274，中部地区综合效率值相对较高，为0.292；东部地区平均综合效率值次之，为0.290；西部地区最低，为0.242。说明在现有技术、资金投入下，我国三大地区整体出口效率偏低，有较大的发展空间。其中纯技术效率为0.492，规模效率为0.646，效率值不高，说明我国三大地区高新技术产业出口贸易效率较低是投入产出不合理、产业规模不适宜以及生产管理水平不高共同作用的结果。

从各个省市的具体效率值来看，除北京、河南外，其余所有省市都属于非DEA有效状态。海南、黑龙江、贵州、内蒙古综合效率值均较低，其中内蒙古的纯技术效率较高为0.905，规模效率只有0.135，且规模报酬处于上升阶段。说明内蒙古高新技术产业出口贸易效率较低主要是因为较低的规模效率，应当适应市场需求扩大产品生产规模提高综合效率。

表4 产品贸易阶段我国各省市高新技术产业出口贸易综合效率分解(2012—2020年)

续表4

(二)基于DEA-Malmquist指数的动态分效率分析

为更好地研究高新技术产业出口贸易效率，文章进一步对高新技术产业研发创新阶段及产品贸易阶段的全要素生产率及其分解进行动态分析。

1.研发创新阶段结果对比分析

如表5所示，2012—2020年期间，研究范围内高新技术产业研发创新阶段的TFP指数大部分表现较为稳定，说明了研发创新基础较为扎实，创新效率水平较高。9年间，高新技术产业研发创新阶段TFP总体上保持92.90%的高增长率，在2020年与2012年的比较中，上海、福建、广东、江西实现了2倍的增长，湖北、广西实现了3倍与4倍的增长，河北、新疆、内蒙古则实现了5倍以上的增长，成为了推动产业出口贸易创新研发阶段全要素增长的重要地区。海南、河南、山西、安徽、甘肃、宁夏、重庆地区9年间TFP波动较大，其中以山西和宁夏的降幅最为明显。其它省市TFP波动相对较小或保持了一定的增长。TFP指数降幅较为明显的省份，应进一步加强科研创新基础设施建设，提高科研水平以抑制维持全要素生产率的进一步波动。

表5 我国各省市高新技术产业研发创新阶段效率TFP指数(2012—2020年)

续表5

图2 研发创新阶段高新技术产业出口贸易全要素生产率指数分解(2012—2020年)

图2显示了2012—2020年29个省市高新技术产业出口贸易研发创新阶段的规模效率、技术进步和技术效率变化情况。

整体上看，2012—2020年各省市研发创新的年平均增长率为2.52%，这主要归功于技术效率的提高(平均每年2.74%)，说明高新技术产业的组织管理及产业结构有所提升，体现了企业研发的管理水平也是提高研发创新能力的重要因素之一。但由于技术进步平均每年0.41%的负增长，导致技术效率的提高略有下降。

从具体省市来看，上海、河北、湖北、新疆、广西、内蒙古6个地区TFP增长较为显著，其中新疆、内蒙古的TFP增长率达到了2.73%，领先与其它省市的增长率，成为推动TFP进步的主要动力。

2.产品贸易阶段结果对比分析

由表6可知，2012—2020年期间我国各省市高新技术产业研发创新驱动下出口贸易TFP指数并不稳定，体现出近年我国高新技术产业技术转化较为薄弱，产品出口竞争力不强。然而，9年期间在研发创新驱动下高新技术产业产品出口贸易TFP总体上却保持了45.87%的增长率。其中，河北、福建、安徽、湖南、江西、宁夏的TFP指数实现了2倍的增长；四川和海南分别实现了3倍、4倍的增长，上述地区是高新技术产业出口贸易全要素生产率快速增长的代表地区。说明了9年来上述地区的高新技术产业在技术转化方面做得比较出色，产品出口竞争力较强。辽宁、江苏、黑龙江、陕西、新疆地区9年间的TFP波动较大，其中，新疆地区的TFP指数降幅超过了50%，需引起一定的重视。

表6 我国各省市高新技术产业产品贸易阶段TFP指数(2012—2020年)

续表6

图3显示了2012—2020年29个省市的高新技术产业出口贸易的规模效率等4项效率的变化情况。

整体上看，2012—2020年高新技术产业的研发创新驱动下出口贸易的TFP指数年平均增长速率为9.73%，技术进步(年均增速6.52%)以及技术效率(年均增速3.48%)的同步提升是其增长速率的重要原因，说明了在产品贸易阶段高新技术产业不管是在产业组织管理、组织结构还是创新程度方面都有提升。从具体省市来看，9年间北京、河北、海南、吉林、河南等地区的TFP均取得显著的增长，其中海南省TFP增长率达到91.16%，吉林、河南的增长速率也都超过了50%。成为推动高新技术产业出口贸易全要素生产率指数进步的重要动力。

图3 产品贸易阶段高新技术产业出口贸易全要素生产率指数分解(2012—2020年)

五、结论与建议

文章基于研发创新投入视角，运用BCC静态分析与Malmquist指数动态分析相结合的方法对2012—2020年我国29个省市(不包括港澳台、西藏自治区和青海省)高新技术产业研发创新阶段的效率以及产品出口贸易阶段的效率进行测算，分东、中、西地区进行分析，根据结果提出相应的建议。

1.三大地区高新技术产业研发创新效率以及产品出口贸易效率差异显著，应根据地区特点采取措施。研发创新效率东部地区最大，西部地区次之，中部地区最后；产品出口贸易效率中部地区最大，东部地区次之，西部地区最后。针对地区效率异质性问题，首先，当地政府应积极考察当地研发创新政策的实施情况，减少不必要、低效的科研项目；其次，应根据各地资源禀赋及经济发展情况，制定不同的政策措施以提高研发创新效率以及技术转化能力；最后，宏观政策应适当向效率水平较低的地区倾斜，进一步加大对研发创新效率低的地区的扶持力度。

2.我国三大地区部分省市出现了规模无效率的情况。研发规模以及产品生产规模不合理发展都会影响出口贸易效率、产业贸易竞争力以及出口量。对此，政府可采取合理制定激励措施和约束条件，对产业内研发投入效率较高的企业进行税收优惠、降低信贷门槛；对研发投入效率较低的企业进行研发投入总量控制、精简研发投入项目等方式提高企业资源配置能力，引导企业实现规模经济。

3.高新技术产业产品出口贸易阶段的综合效率较低以及全要素生产率波动较大。高新技术产业产品出口贸易容易受到环境变化影响，如国际形势、行业政策、金融危机以及疫情等不确定因素。对此，需要建立完善相应法律法规，重视对知识产权与专利的保护，保证高新技术产业稳定发展的环境；在国际上，需加强与贸易国之间的沟通，减少贸易摩擦。除此之外，企业自身的技术创新能力也要重视。政府应加大对高新技术产业技术创新方面的补贴以及技术转化方面的投入；企业方面，可采取引进高素质人才、加快科研团队建设等措施，有利于提高企业技术创新和产品出口贸易竞争。